KR100722761B1 - 로봇청소기의 충전안착장치 - Google Patents

Abstract

로봇청소기가 충전장치로 이동하여 베터리를 충전도록 하는 로봇청소기의 충전안착장치가 개시된다. 진공청소기의 충전안착장치는 로봇청소기 내에 마련되어 충전장치의 위치 정보를 감지하여 충전장치의 위치를 계산하는 위치감지수단, 로봇 청소기가 충전되는 동안 그 내부에 수용된 바퀴가 유동하지 않도록 지지하는 수용홈이 형성된 지지대, 및 위치감지수단에 의해 감지된 위치로 로봇청소기가 이동시 로봇청소기의 바퀴가 수용홈을 향해 이동되도록 로봇청소기를 안내하는 가이드부재를 구비한다. 충전장치의 지지대에 로봇청소기의 바퀴가 수용되도록 수용홈을 형성함으로써 로봇청소기가 충전장치에 안착된 상태에서 로봇청소기의 유동을 방지할 수 있다.

로봇청소기, 충전, 충전장치, 안착, 가이드부재

Description

로봇청소기의 충전안착장치{Apparatus for duly reaching to charging of robot cleaner}

도 1은 본 발명에 따른 로봇청소기의 충전안착장치에서 충전장치의 일예를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 적용되는 로봇청소기의 예를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 위치감지수단을 도시한 블록도,

도 4는 도 1의 충전장치에 도 2의 로봇청소기가 안착되는 상태를 나타낸 도면,

도 5a는 도 2의 로봇청소기가 도 1의 충전장치에 안착된 상태에서 도 3의 카메라로 천정을 촬영한 내부영상을 도시한 도면, 그리고

도 5b는 도 4에 따라 촬상된 영상을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 충전장치 12 : 지지대

14a, 14b : 수용홈 15 : 가이드부재

16 : 가이드롤러 20 : 로봇청소기

22 : 센서 24a, 24b : 바퀴

26 : 커버 28 : 안테나

30 : 위치감지수단 32 : 카메라

34 : 제어부 36 : 메모리

본 발명은 자율주행을 하는 로봇청소기의 충전안착장치에 관한것으로서, 보다 상세하게는 로봇청소기가 구동되어 청소를 행하다가 베터리를 충전하고자 할 때 로봇청소기가 충전장치로 이동하여 베터리를 충전하는 로봇청소기의 충전안착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇청소기는 자율주행을 위해서 로봇청소기의 저면에 이동에 용이하도록 설치된 롤러형의 바퀴를 갖는다. 이러한 바퀴는 로봇청소기의 전후 및 좌우 이동을 용이하게 한다.

또한, 베터리전원을 자동으로 충전시키면서 청소를 수행하는 로봇청소기는 광센서를 이용하여 로봇청소기와 충전장치의 전원접속이 유도되도록 한다. 즉, 로봇청소기가 청소를 수행하는 도중이나 청소 완료시에 로봇청소기의 구동에 필요한 베터리전원이 소모되어 일정레벨이하로 떨어지면, 청소를 중단하고 제어수단(미도시)에 내장된 자기위치정보와 충전장치의 위치정보를 인식하여 충전장치가 위치하는 구역을 향해 이동한다. 이때, 충전장치는 부착된 발광부(미도시)에 의해 로봇청소기로 광신호를 송출한다. 로봇청소기는 충전장치의 발광부로부터 송출된 광신호를 로봇청소기에 내장된 수광부(미도시)에서 감지하게 되고, 발광부로부터 발 신된 광신호의 유도에 따라 충전장치로 이동한다.

한편, 로봇청소기는 제어수단에 내장된 충전장치의 위치정보에 의거하여 충전장치로 이동하게 되는데, 이때 로봇청소기가 주행하는 바닥면의 재질과 상태에 따라 바퀴가 미끄러짐이 발생될 경우 충전장치로의 용이한 이동이 곤란하다. 이에 따라, 로봇청소기가 충전장치에 정확하게 도달하기 위해서는 수회에 걸쳐 전후 및 좌우 이동을 하면서 충전장치에 안착되는 문제점이 있다.

따라서, 로봇청소기가 충전장치로 정확하게 접속되기 위해서는 바닥면의 상황에 따라 불규칙하게 유동하는 로봇청소기의 위치정보용 센서를 별도로 부착하여 사용할 수 있으나, 이에 따른 제조비가 상승할 뿐아니라 구성이 복잡하게 되는 문제점이 있다.

또한, 로봇청소기가 충전장치에 수용되어 베터리에 충전을 행할때, 외부로부터 충격이 가해지면 충전을 위해 형성된 접촉부위(미도시)가 쉽게 이탈되는 문제점이 있다. 이는, 로봇청소기 뿐만아니라 충전장치의 내부적인 고장을 유발시킬수 있는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 청소를 행하거나 청소를 완료한 상태에서 베터리의 충전을 위해 충전장치의 위치정보 및 자기위치정보에 따라 충전장치로 이동하여 보다 용이하게 충전장치에 안착하여 베터리를 충전시킬 수있는 진공청소기의 충전안착장치를 제공하는데 목적이 있다. 또한, 로봇청소기가 충전장치에 수용되어 충전을 행하고 있을때 외부로부터 가해지는 소정의 충격에 대하 여 지지할 수 있는 진공청소기의 충전안착장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에서의 진공청소기의 충전안착장치는, 로봇청소기 내에 마련되어 충전장치의 위치 정보를 감지하여 충전장치의 위치를 계산하는 위치감지수단, 로봇 청소기가 충전되는 동안 그 내부에 수용된 바퀴가 유동하지 않도록 지지하는 수용홈이 형성된 지지대, 및 위치감지수단에 의해 감지된 위치로 로봇청소기가 이동시 로봇청소기의 바퀴가 수용홈을 향해 이동되도록 로봇청소기를 안내하는 가이드부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이때, 지지대에 형성된 수용홈은 로봇청소기에서 한쌍의 바퀴가 각각 수용되도록 한쌍을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 지지대에는 로봇청소기가 청소를 행하는 바닥면에 대하여 지지대의 일단부가 소정의 각도를 가진 경사면이 형성되어 있다. 또한, 상기 지지대에는 한쌍의 가이드부재가 양측면에 각각 설치되어, 로봇청소기가 지지대의 상부로 안내되도록 소정의 각도로 이격되어 있다.

상기 가이드부재에는 로봇청소기와 접촉되는 면에 가이드롤러가 설치되어 있다. 바람직하게는 가이드롤러는 수직방향의 회전축선을 가지는 원통형 롤러이다.

상기 위치감지수단은, 충전장치의 내부에 안착되는 로봇청소기에 설치되어 로봇청소기 주변의 소정 위치의 영상을 촬상하는 카메라, 촬상된 내부영상을 저장하기 위한 메모리, 및 로봇청소기가 충전장치 내에 있을 때에는 내부영상을 메모리에 저장시키고 충전장치 외부에 있을 때에 촬상된 외부영상을 내부영상과 비교하여 충전장치의 위치를 산출하는 제어부를 갖는다.

바람직하게는, 상기 카메라는 로봇청소기의 외부에 대하여 상부를 촬영하도록 로봇청소기의 중앙부에 설치되며, 카메라의 정면에 위치하는 천정의 영상을 촬영한다.

본 발명에 따르면, 충전장치의 지지대에 바퀴가 수용되도록 수용홈을 형성함으로써 로봇청소기가 충전되는 동안 로봇청소기의 유동을 방지할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로봇청소기의 충전안착장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공청소기의 충전안착장치에서 충전장치의 일예를 도시한 도면이다. 충전장치(10)는 로봇청소기가 수용되어 충전접속될 수 있도록 형성된 지지대(12), 지지대(12)의 양측에 소정 각도를 가지고 형성된 가이드부재(15)를 갖는다.

지지대(12)에는 로봇청소기가 충전되는 동안 그 내부에 수용된 바퀴가 유동하지 않도록 지지하는 수용홈(14a, 14b)이 형성되어 있다. 이때, 지지대(12)에 형성된 수용홈(14a, 14b)은 로봇청소기에서 한쌍의 바퀴가 각각 수용되도록 한쌍의 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

가이드부재(15)는 로봇청소기가 지지대(12)를 향해 이동시 로봇청소기의 바퀴(미도시)가 수용홈(14a, 14b)에 안착되도록 로봇청소기를 안내한다. 도면에서는 한쌍의 가이드부재(15)가 지지대(12)에 대해 부채꼴형을 갖도록 펼쳐진 각도로 이격되어 있다. 이러한 가이드부재(15)에는 로봇청소기가 접촉되는 면에 가이드롤러(16)가 설치되어 있다. 이때, 가이드롤러(16)는 수직방향에 대하여 회전축선을 가지는 원통형 롤러를 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 로봇청소기가 지지대(12)로 이동시 가이드부재(16)를 향해 부딪치더라도 가이드롤러(16)에 의해 미끄러지면서 용이하게 지지대(12)로 안내한다. 또한, 가이드롤러(16)는 로봇청소기가 이동시 부딪치는 충격을 완화시킨다.

한편, 지지대(12)에서 로봇청소기가 수용되도록 개방 형성된 단부에는 바닥면(미도시)에 대하여 소정 각도의 경사면(13)이 형성되어 있다. 이에 따라, 로봇청소기가 지지대(12)로 이동시 바퀴에 가해지는 회전력을 완충시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 적용되는 로봇청소기의 일예를 도시한 도면이다. 로봇청소기(20)는 로봇청소기(20)의 이동을 위해 저면에 형성된 롤러형으로된 바퀴(24a, 24b), 주위의 물체에 대한 감지를 위해 외주면의 소정 부위에 부착된 센서(22), 로봇청소기(20)의 위치를 감지하기 위해 로봇청소기(20)의 상부에 형성된 위치감지수단(30)을 갖는다.

이때, 로봇청소기(20)는 외부의 충격에 대한 보호를 위해 커버(26)로 둘러싸고 있다. 또한, 위치감지수단(30)은 로봇청소기(20)의 외주면에 대하여 중앙부위에 배치되며, 바람직하게는 커버(26)의 최상단부에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 위치감지수단(20)은 충전장치(10)에 안착된 상태에서의 위치정보에 대하여 로봇청소기가 이동중의 위치정보를 비교하여 충전장치(10)의 위치를 계산한다.

한편, 도면의 로봇청소기(20)는 외부 통신기기와의 신호 교신을 위해 안테나(28)가 마련되어 있다. 이는 외부 통신기기로부터 제어신호가 입력받아 이 에 대응되는 동작을 수행하도록 하며, 로봇청소기(20)의 상태정보 및 로봇청소기(20)의 주변정보를 송출한다.

도 3은 도 2의 위치감지수단(30)을 상세히 도시한 블록도이다. 위치감지수단(30)은, 주변의 영상을 촬영하는 카메라(32), 신호에 대한 흐름을 제어하는 제어부(34), 및 제어부(34)로부터 출력된 데이터를 저장하고 제어부(34)의 데이터 인출 요구신호에 따라 저장된 데이터를 출력하는 메모리(36)를 갖는다.

카메라(32)는 커버(26)에 대해 외부로 돌출되어 설치되며, 충전장치(10)의 내부에 수용되어 안착된 로봇청소기(20)의 천정 영상을 촬상한다. 이때 촬상된 영상을 내부영상이라하면, 메모리(36)는 촬상된 내부영상을 저장한다. 제어부(34)는 로봇청소기(20)가 충전장치(10) 내에 있을 때에는 내부영상을 메모리에 저장시키고 충전장치(10) 외부에 있을 때에 촬상된 외부영상을 내부영상과 비교하여 충전장치(10)의 위치를 산출한다.

도 4는 도 1의 충전장치에 도 2의 로봇청소기가 지지면(12)에 안착되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5a는 충전장치에 안착된 상태에서 카메라를 통해 촬상한 영상을 도시한 도면이고, 도 5b는 로봇청소기가 지지면(12)으로 이동함에 따라 단계별로 촬상된 영상을 도시한 도면이다.

로봇청소기(20)는 초기에 충전장치(10)에 안착된 상태에서 카메라(32)을 통해 천정을 촬영한다. 이렇게 촬영한 영상은 도 5a에 도시된 바와 같이 천정을 촬상한 내부영상(2)을 살펴보면, 하부의 중앙부위에 형광등(2a)이 위치함을 알 수 있다.

이렇게 촬상된 내부영상은 메모리(36)에 저장되고, 로봇청소기(10)는 설정된 신호에 따라 청소를 수행하게 된다. 로봇청소기(10)는 바닥면을 돌아다니면서 청소를 수행하다가 충전장치(20)로 복귀하고자 할때에는, 외부에서 촬상한 외부영상에 비교하여 내부영상(2)의 위치를 산출하게 된다. 도 5b에 도시된 바와같이, 충전장치(10)의 근처에서 촬상한 외부영상(4)을 보면, 천정에 설치된 형광등(4a)가 외부영상(4)의 상부 중앙에 위치함으로서 로봇청소기(20)가 아직 충전장치(10)에 안착되지 않은 위치에 있음을 알수 있다. 따라서, 로봇청소기(20)는 촬상된 영상에서 형광등(6a)이 촬상영상(6)의 하부 중앙에 위치하는 곳까지 이동한다.

이에 따라, 로봇청소기(20)가 충전장치(10)로 안착하는 것이 보다 용이하다. 또한, 로봇청소기가 지지대(12)에 이동되면, 수용홈(14a, 14b)에 바퀴가 수용되어 외부 충격에 대한 유동을 막을수 있다.

상술한 실시예에 따르면, 로봇청소기가 충전장치로 이동하고자 할때 가이드부재에 의해 로봇청소기를 지지대로 유도함으로서 충전장치로의 안착이 보다 용이하다. 또한, 충전장치의 지지대에 로봇청소기의 바퀴가 수용되도록 수용홈을 형성함으로써 로봇청소기가 안착되는 동안 로봇청소기의 유동을 방지할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (8)

1. 저면에 바퀴가 구비된 로봇청소기를 충전시키기 위한 충전장치를 가지는 충전안착장치에 있어서,

   상기 로봇청소기 내에 마련되어 상기 충전장치의 위치를 계산하는 위치감지수단;

   상기 로봇 청소기가 충전되는 동안, 그 내부에 수용된 상기 바퀴가 유동하지 않도록 지지하는 수용홈이 형성된 지지대; 및

   상기 위치감지수단에 의해 감지된 위치로 상기 로봇청소기가 이동시, 상기 로봇청소기의 바퀴가 상기 수용홈을 향해 이동되도록 상기 로봇청소기를 안내하는 가이드부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지대는 상기 로봇청소기가 청소를 행하는 바닥면에 대하여 상기 지지대의 일단부가 소정의 각도를 가진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
3. 제 1항에 있어서,

   한쌍의 상기 가이드부재가 상기 지지대의 양측면에 각각 설치되며;

   상기 한쌍의 가이드부재는, 상기 로봇청소기가 상기 지지대의 상부로 안내되 도록 소정의 각도로 이격되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가이드부재는 상기 로봇청소기와 접촉되는 면에 설치된 적어도 하나의 가이드롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 가이드롤러는 수직방향의 회전축선을 가지는 원통형 롤러인 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착징치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 로봇청소기의 상기 바퀴 중 한쌍의 상기 바퀴가 각각 수용되는 한쌍의 상기 수용홈이 상기 지지대에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 위치감지수단은,

   상기 로봇청소기에 설치되어 상기 로봇청소기 주변의 소정위치의 영상을 촬상하는 카메라;

   상기 카메라에 의해 상기 로봇청소기가 상기 충전장치의 내부에 안착된 상태에서 찰상된 내부영상을 저장하기 위한 메모리; 및

   상기 로봇청소기가 상기 충전장치 내에 있을 때에는 상기 내부영상을 상기 메모리에 저장시키고, 상기 충전장치 외부에 있을 때에 촬상된 외부영상을 상기 내부영상과 비교하여 상기 충전장치의 위치를 산출하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 카메라는 상기 로봇청소기가 있는 위치에서 천정의 영상을 촬상하도록 상기 로봇청소기의 상단 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충전안착장치.

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