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KR101903022B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

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KR101903022B1
KR101903022B1 KR1020170009364A KR20170009364A KR101903022B1 KR 101903022 B1 KR101903022 B1 KR 101903022B1 KR 1020170009364 A KR1020170009364 A KR 1020170009364A KR 20170009364 A KR20170009364 A KR 20170009364A KR 101903022 B1 KR101903022 B1 KR 101903022B1
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KR
South Korea
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spin
cleaning module
lower side
mep
rotation
Prior art date
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KR1020170009364A
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장재원
송영국
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엘지전자 주식회사
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Priority to CN201780056588.4A priority patent/CN109715025B/zh
Priority to EP17827991.5A priority patent/EP3485786B1/en
Priority to TW107101298A priority patent/TWI735730B/zh
Priority to PCT/KR2018/000891 priority patent/WO2018135898A1/en
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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Abstract

본 발명에 따른 로봇 청소기는, 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙을 포함하는 제 1청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비되는 제 2청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈 및 상기 제 2청소 모듈에 의해 지지되는 바디를 포함한다. 상기 좌측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 좌측 스핀맙의 회전 중심에서 좌전방에 배치되고, 상기 우측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 우측 스핀맙의 회전 중심에서 우전방에 배치된다.

Description

로봇 청소기 {Robot Cleaner}
본 발명은 걸레질을 하는 로봇 청소기에 관한 것이다.
로봇 청소기는, 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하거나 바닥의 이물질을 닦아냄으로써 청소하는 기기이다. 최근에는, 걸레질을 수행할 수 있는 로봇 청소기가 개발되고 있다.
종래 기술(한국 등록특허공보 10-1602790)로서 걸레면에 의해 이동을 할 수 있는 로봇 청소기가 알려져 있다. 상기 종래 기술에서, 로봇 청소기는, 좌우 방향으로 배치된 한 쌍의 걸레면을 고정하는 제 1회전 부재 및 제 2회전 부재가 수직 방향 축에 대해 외측으로 하향 경사지게 구비된다. 상기 종래 기술에 따른 로봇 청소기는, 제 1회전 부재 및 제 2회전 부재에 고정된 걸레면만 바닥에 접촉한 상태에서, 제 1회전 부재 및 제 2회전 부재가 회전함에 따라 이동하게 된다.
한국 등록특허공보 10-1602790 (등록일자 2016년 3월 7일)
본 발명의 제 1과제는, 로봇 청소기의 효과적인 걸레질 수행 및 주행을 위해 걸레와 바닥면 사이의 마찰력을 상승시키는 것이다.
상기 종래 기술은 좌우측의 1쌍의 걸레에 의해 2점 지지되는 구조로서 전후 방향으로의 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명의 제 2과제는 이러한 문제를 해결하여, 로봇 청소기의 좌우 방향 및 전후 방향으로의 안정성을 향상시키는 것이다.
상기 종래 기술은 좌우측의 1쌍의 회전하는 걸레면에 의해 이동하는 로봇 청소기로서, 1쌍의 회전하는 걸레면에 의해 발생하는 마찰력이 각각 빈번하게 달라짐에 따라, 곧은 직진 주행이 어렵다는 문제가 있다. 곧은 직진 주행이 어려울 경우, 벽면 근처 등의 곧은 직진 주행이 필요한 바닥면에서, 걸레질을 하지 않고 지나치는 면적이 커지는 문제가 있다. 본 발명의 제 3과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
상기 제 2과제를 해결하기 위해 로봇 청소기를 2점 보다 많은 복수의 지지점에 의해 지지한다면, 하중이 상기 복수의 지지점으로 분산된다. 이 경우, 복수의 지지점 중 일부의 지지점의 동작에 의한 마찰력은 하중 분산에 따라 감소하고, 이에 따라 로봇 청소기의 주행 성능(이동 성능)이 감소될 수 있는 문제가 있다. 본 발명의 제 4과제는 이러한 문제를 해결하여, 안정성을 확보하면서도 주행 성능을 향상시키는 것이다.
본 발명의 제 5과제는, 습식 걸레질과 건식 청소(건식 걸레질 및/또는 흡입 청소)를 복합적으로 수행할 수 있는 기기를 제공하여, 깨끗하고 효율적인 걸레질을 수행하게 하는 것이다.
상기 제 1 내지 4과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙을 포함하는 제 1청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비되는 제 2청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈 및 상기 제 2청소 모듈에 의해 지지되는 바디를 포함한다. 상기 좌측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 좌측 스핀맙의 회전 중심에서 좌전방에 배치되고, 상기 우측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 우측 스핀맙의 회전 중심에서 우전방에 배치된다.
상기 제 1 내지 4과제를 해결하기 위하여, 상기 좌측 스핀맙의 하측면은 좌전방 방향으로 하향 경사를 형성하고, 상기 우측 스핀맙의 하측면은 우전방 방향으로 하향 경사를 형성한다.
상기 제 1과제를 해결하기 위하여, 상기 로봇 청소기는, 별도의 바퀴 없이 상기 제 1청소 모듈의 회전 동작으로 상기 바디가 이동하도록 구비될 수 있다.
상기 제 2 및 3과제를 해결하기 위하여, 상기 제 2청소 모듈은, 상기 바디의 이동에 따라 바닥에 접촉한 상태에서 슬라이딩하게 구비될 수 있다.
상기 제 5과제를 해결하기 위하여, 상기 로봇 청소기는 상기 제 1청소 모듈에 물을 공급하는 급수 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제 1청소 모듈은 상기 회전에 의해 걸레질하게 구비될 수 있다. 상기 제 2청소 모듈은 바디의 이동에 따라 바닥을 따라 슬라이딩하며 걸레질하게 구비될 수 있다.
상기 제 1청소 모듈 또는 상기 제 2청소 모듈에 공급되는 물을 저장하는 수조를 포함할 수 있다. 상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 수조의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 회전 중심 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 회전 중심보다 후측에 배치될 수 있다.
전원을 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 배터리의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 회전 중심 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 회전 중심보다 후측에 배치될 수 있다.
상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 좌측 스핀맙의 하측면은 좌전방에 최저점을 형성하고, 상기 우측 스핀맙의 하측면은 우전방에 최저점을 형성할 수 있다.
상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 수조의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 최저점 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 최저점보다 후측에 배치될 수 있다.
상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 배터리의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 최저점 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 최저점보다 후측에 배치될 수 있다.
상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 바디는, 상기 제 1청소 모듈의 상측에서의 부피가 상기 제 2청소 모듈의 상측에서의 부피보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제 1과제를 해결하기 위하여, 상기 제 1청소 모듈은, 상기 좌측 스핀맙의 걸레부를 고정하는 좌측 회전판과, 상기 좌측 회전판에 고정되어 상기 좌측 회전판을 회전시키는 좌측 스핀 회전축을 포함할 수 있다. 상기 제 1청소 모듈은, 상기 우측 스핀맙의 걸레부를 고정하는 우측 회전판과, 상기 우측 회전판에 고정되어 상기 우측 회전판을 회전시키는 우측 스핀 회전축을 포함할 수 있다.
상기 제 1청소 모듈은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 좌측 틸팅 회전축과, 상기 좌측 스핀 회전축을 지지하고 상기 좌측 틸팅 회전축을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비되는 좌측 틸팅 프레임을 포함할 수 있다. 상기 제 1청소 모듈은, 상기 우측 스핀맙의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 우측 틸팅 회전축과, 상기 우측 스핀 회전축을 지지하고 상기 우측 틸팅 회전축을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비되는 우측 틸팅 프레임을 포함할 수 있다.
상기 제 4과제를 해결하기 위하여, 상기 좌측 스핀 회전축은, 상단이 하단에 대해 좌전방으로 기울어지게 배치되고, 상기 우측 스핀 회전축은, 상단이 하단에 대해 우전방으로 기울어지게 배치될 수 있다.
상기 제 1과제를 해결하기 위하여, 하측에서 바라볼 때, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 경사 방향 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 경사 방향은, 각각 좌우 방향 축과 45도 미만의 예각을 형성할 수 있다.
상기 제 1 내지 3 및 5과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙을 포함하는 제 1청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비되는 제 2청소 모듈과, 상기 제 1청소 모듈 및 상기 제 2청소 모듈에 의해 지지되는 바디와, 상기 제 1청소 모듈에 물을 공급하는 급수 모듈을 포함한다. 상기 제 1청소 모듈은 상기 회전에 의해 습식 걸레질하게 구비되고, 상기 제 2청소 모듈은 바디의 이동에 따라 바닥을 따라 슬라이딩하며 건식 걸레질하게 구비된다. 상기 로봇 청소기는, 별도의 바퀴 없이 상기 제 1청소 모듈의 회전 동작으로 상기 바디가 이동하도록 구비될 수 있다. 상기 좌측 스핀맙의 하측면은 전체적으로 좌측으로 하향 경사를 형성할 수 있고, 상기 우측 스핀맙의 하측면은 전체적으로 우측으로 하향 경사를 형성할 수 있다.
상기 제 1청소 모듈과 제 2청소 모듈 만으로 로봇 청소기(100)를 지지함으로써 걸레질의 효율성을 상승시키는 효과가 있다.
또한, 좌우 방향에 배치된 상기 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙에 의해 상기 로봇 청소기의 좌우 방향 안정성을 확보하면서도, 상기 제 2청소 모듈이 상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비됨으로써, 상기 로봇 청소기의 전후 방향 안정성도 상승시키는 효과가 있다.
구체적으로, 제 1청소 모듈의 지지점을 기준으로, 상기 로봇 청소기의 전방으로의 전복은 제 2청소 모듈이 방지하고, 상기 로봇 청소기의 후방으로의 전복은 제 1청소 모듈의 걸레면에 의해 방지된다.
또한, 제 2청소 모듈이 좌우 방향으로의 흔들림에 대해 마찰력을 제공함으로써, 로봇 청소기가 걸레면의 마찰력에 의해 이동하면서도 곧은 직진 주행이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 구조를 통해서, 상기 로봇 청소기의 전후 방향 및 좌우 방향의 안정성을 확보하면서도, 주행을 위한 지지점인 제 1청소 모듈에 상대적으로 큰 하중이 걸리게 하중 분산하는 효과가 있다.
구체적으로, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 좌전방에서 가장 큰 마찰력을 받게하고, 상기 우측 스핀맙의 하측면의 우전방에서 가장 큰 마찰력을 받게 함으로써, 가장 큰 마찰력을 받는 2개의 지점(Pla, Plb)을 연결하는 가상의 축을 기준으로 전방측의 무게에 대한 후방측의 무게 비율'이 커지게 된다.(도 5 참고) 이 경우, 상기 로봇 청소기의 전체 하중 중 상기 제 2청소 모듈에 전달되는 하중에 대한 상기 제 1청소 모듈에 전달되는 하중의 비율이 커지어, 제 1청소 모듈(120)의 회전 동작에 따른 걸레질 효율 및 주행 효율이 커지는 효과가 있다.
상기 바디는 상기 제 1청소 모듈의 상측에서의 부피가 상기 제 2청소 모듈의 상측에서의 부피보다 크게 형성됨으로써, 상기 제 1청소 모듈의 상측에 보다 부피가 큰 구성을 배치시킬 수 있고, 상기 제 1청소 모듈의 상측에 배치된 부품 등의 무게가 상기 제 2청소 모듈의 상측에 배치된 부품 등의 무게보다 더 크게 하는 것이 쉬워진다. 이를 통해, 상기 제 1청소 모듈에 전달되는 하중이 커져 주행 성능을 향상시키는 효과가 있다.
상기 수조의 무게중심 및 또는 상기 배터리의 무게중심을 상대적으로 후측에 배치함으로써, 제 2청소 모듈(130)에 전달되는 하중에 대한 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중의 비율을 더 크게 할 수 있다.
좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향이 각각 좌우 방향 축과 45도 미만의 예각을 형성하게 함으로써, 상기 로봇 청소기를 전후 방향 이동시키기 위한 상기 좌측 스핀맙 및 상기 우측 스핀맙의 회전 운동의 각속도를 상대적으로 낮출 수 있는 효과가 있다.
구체적으로, 이를 통해, 상기 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙의 각속도에 따른 상기 최저점(Pla, Plb)에서의 선속도(회전체의 한 지점에서 접선 방향의 속도)를 전후 방향 성분과 좌우 방향 성분으로 분해할 때, 상기 선속도의 전후 방향 성분이 좌우 방향 성분보다 크게 할 수 있다. 상기 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙이 회전할 때, 상기 최저점(Pla, Plb)에서 상기 선속도의 좌우 방향 성분에 의해 상기 로봇 청소기에 가해지는 좌우방향 마찰력은 서로 상쇄될 수 있는 반면, 상기 최저점(Pla, Plb)에서 상기 선속도의 전후 방향 성분에 의해 상기 로봇 청소기에 가해지는 마찰력은 상기 로봇 청소기를 이동시키기 때문이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 로봇 청소기(100)를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 바디(110) 및 제 2청소 모듈(130)의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 바디(110) 및 제 2청소 모듈(130)을 다른 각도에서 바라본 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 로봇 청소기(100)의 하측을 바라본 입면도이다.
도 6은 도 1의 로봇 청소기(100)의 정면을 바라본 입면도이다.
도 7은 도 1의 로봇 청소기(100)의 측면(우측면)을 바라본 입면도이다.
도 8은 도 1의 로봇 청소기(100)에서 케이스(11)를 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 로봇 청소기(100)에서 수조(151), 수조 개폐부(153) 및 배터리(160)를 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 로봇 청소기(100)를 상측에서 바라본 입면도이다.
도 11은, 로봇 청소기(100)를 도 5 및 도 10의 라인 S1-S1'를 따라 수직으로 자른 부분 단면도이다.
도 12는, 로봇 청소기(100)를 도 5 및 도 10의 라인 S2-S2'를 따라 수직으로 자른 단면도이다.
도 13은, 로봇 청소기(100)를 도 10의 라인 S3-S3'를 따라 수직으로 자른 단면도이다.
도 14는, 도 1의 제 1청소 모듈(120) 중 일부를 도시한 사시도이다.
도 15는, 도 1의 제 1청소 모듈(120)에 부착되는 일 예에 따른 걸레부(121)의 분해도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도 1, 도 2, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 10에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제 1, 제 2, 제 3' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제 1 구성요소 없이 제 2구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
이하에서 언급되는 '걸레'는, 직물이나 종이 재질 등 재질면에서 다양하게 적용될 수 있고, 세척을 통한 반복 사용용 또는 일회용일 수 있다.
도 1 내지 10을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 제어부(20)를 구비하는 바디(110)를 포함한다. 로봇 청소기(100)는 바디(110)를 지지하는 제 1청소 모듈(120)을 포함한다. 로봇 청소기(100)는 바디(110)를 지지하는 제 2청소 모듈(130)을 포함한다. 바디(110)는 제 1청소 모듈(120) 및 제 2청소 모듈(130)에 의해 지지된다.
제 1청소 모듈(120)은 바닥과 접촉하여 걸레질하게 구비된다. 제 1청소 모듈(120)은, 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 동작에 의해 걸레질하게 구비된다. 제 1청소 모듈(120)은 좌측 스핀맙(120a)과 우측 스핀맙(120b)을 포함한다. 제 1청소 모듈(120)은 바디(110)의 하측에 배치된다. 제 1청소 모듈(120)은 제 2청소 모듈(130)의 후측에 배치된다. 로봇 청소기(100)는, 별도의 바퀴 없이 제 1청소 모듈(120)의 회전 동작으로 바디(110)가 이동하도록 구비될 수 있다.
제 2청소 모듈(130)은 바닥과 접촉하여 걸레질하게 구비될 수 있다. 제 2청소 모듈(130)은 바디(110)의 하측에 배치된다. 제 2청소 모듈(130)은 제 1청소 모듈(120)의 전방에 배치된다. 본 실시예에서, 제 2청소 모듈(130)은 바디(110)의 이동에 따라 바닥을 슬라이딩하며 걸레질하게 구비된다. 다른 예로, 상기 제 2청소 모듈은 회전 동작을 하며 걸레질하게 구비될 수 있다. 또 다른예로, 상기 제 2청소 모듈은 흡입 청소(vaccum cleaning)가 가능하게 구비될 수 있다. 또 다른예로, 상기 제 2청소 모듈은 바닥을 비질(sweeping)하는 브러쉬(brush)를 포함할 수 있고, 나아가 상기 브러쉬가 회전 가능하게 구비될 수도 있다. 이하 본 실시예를 기준으로 설명하나, 제 2청소 모듈(130)은 바닥에 접촉하게 구비되어 상기 바디를 지지하면 충분하므로, 제 2청소 모듈(130)의 청소를 위한 구체적인 구성은 변용 가능하다.
로봇 청소기(100)는 걸레질에 필요한 물을 공급하는 급수 모듈(150)을 포함한다. 급수 모듈(150)은 제 1청소 모듈(120) 또는 제 2청소 모듈(130)의 걸레질에 필요한 물을 공급할 수 있다. 급수 모듈(150)은, 제 1청소 모듈(120) 또는 제 2청소 모듈(130)에 공급되는 물을 저장하는 수조(151)를 포함한다. 본 실시예에서, 제 1청소 모듈(120)은 습식 걸레질(물 공급을 하면서 걸레질)을 하게 구비되고, 급수 모듈(150)은 제 1청소 모듈(120)에 물을 공급한다. 또한, 본 실시예에서 제 2청소 모듈(130)은 건식 걸레질(물 공급 없이 걸레질)을 하게 구비되고, 급수 모듈(150)은 제 2청소 모듈(130)에 물을 공급하지 않는다. 이하 본 실시예를 기준으로 설명하나, 이에 제한될 필요는 없고, 급수 모듈(150)은 제 1청소 모듈(120) 대신 제 2청소 모듈(130)에 물을 공급하게 구비될 수도 있고, 제 1청소 모듈(120) 및 제 2청소 모듈(130) 모두에 물을 공급하게 구비될 수도 있다.
로봇 청소기(100)는 제 1청소 모듈(120)의 회전 동작을 위한 전원을 공급하는 배터리(160)를 포함한다. 본 실시예에서 제 2청소 모듈(130)에 전원을 공급하지는 않으나, 이에 제한될 필요는 없다.
도 1 내지 도 7을 참고하여, 로봇 청소기(100)는 와관을 형성하는 케이스(11)를 포함한다. 케이스(11)는 바디(110)의 상측면, 전방면, 후방면, 좌측면 및 우측면을 형성한다. 로봇 청소기(100)는 바디(110)의 하측면을 형성하는 베이스(13)를 포함한다. 베이스(13)에 제 1청소 모듈(120)이 고정된다. 베이스(13)에 제 2청소 모듈(130)이 고정된다. 케이스(11) 및 베이스(13)가 형성하는 내부 공간에 제어부(20), 급수 모듈(150) 및 배터리(160)가 배치된다. 로봇 청소기(100)는 사용자가 로봇 청소기(100)를 들어 올리기 위한 손잡이(12)를 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 수조(151)를 열고 닫기 위한 수조 개폐부(153)를 포함한다. 수조 개폐부(153)는 바디(110)의 상측면에 배치된다. 로봇 청소기(100)는 수조(151)의 수위가 표시되는 수위 표시부(152)를 포함한다. 수위 표시부(152)는 투면한 재질로 형성되어, 바디(110) 내부의 수조(151)의 수위를 직접 볼 수있게 구비될 수 있다. 수위 표시부(152)는 바디(110)의 후측부에 배치된다.
로봇 청소기(100)는 전방의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(16)를 포함한다. 복수의 장애물 감지센서(16a, 16b, 16c)가 구비될 수 있다. 장애물 감지센서(16)는 바디(110)의 전방면에 배치된다.
로봇 청소기(100)는 청소 구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 낭떠러지 감지센서(17)를 포함한다. 복수의 낭떠러지 감지센서(17a, 17b)가 구비될 수 있다. 낭떠러지 감지센서(17)는 제 2청소 모듈(130)의 전방에 낭떠러지의 유무를 감지할 수 있다. 낭떠러지 감지센서(17)는 범퍼(115)의 하부 전방에 배치된다.
로봇 청소기(100)는 배터리(160)를 바디(110) 내부로 인입 또는 인출하기 위한 배터리 투입부(18)를 포함한다. 로봇 청소기(100)는 전원 공급의 ON/OFF를 입력하기 위한 전원 스위치(19)를 포함한다. 로봇 청소기(100)는 사용자의 각종 지시를 입력할 수 있는 입력부(미도시)를 포함할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 외부의 기기와 통신하기 위한 통신모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 자율 주행을 제어하는 제어부(20)를 포함한다. 제어부(20)는 장애물 감지센서(16) 또는 낭떠러지 감지센서(17)의 감지 신호를 처리할 수 있다. 제어부(20)는 상기 입력부의 신호 또는 상기 통신 모듈을 통해 입력되는 신호를 처리할 수 있다. 제어부(20)는 바디(110)의 내부에 배치된 PCB(20)를 포함한다.(도 8 참고)
바디(110)는 제 1청소 모듈(120)의 상측에 배치되는 제 1부분(111)과, 제 2청소 모듈(130)의 상측에 배치되는 제 2부분(112)을 포함한다. 바디(110)는, 제 1청소 모듈(120)의 상측에서의 부피가 상기 제 2청소 모듈의 상측에서의 부피보다 크게 형성된다. 구체적으로, 제 1부분(111)의 부피는 제 2부분(112)의 부피보다 크게 형성된다. 제 1부분(111)의 전후 방향 폭, 좌우 방향 폭 및 상하 방향 폭은 각각 제 2부분(112)의 전후 방향 폭, 좌우 방향 폭 및 상하 방향 폭보다 크게 형성된다. 이를 통해, 제 1부분(111) 내에 보다 부피가 큰 구성을 배치시킬 수 있고, 제 1부분(111)의 무게가 제 2부분(112)의 무게보다 더 크게 하는 것이 쉬워진다. 제 1부분(111)의 무게가 제 2부분(112)의 무게보다 크게 하면, 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중이 커져 주행 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
바디(110)는 외부의 충격을 감지하는 범퍼(115) 를 포함한다. 범퍼(115)는 바디(110)의 전방에 배치된다. 범퍼(115)는 제 2청소 모듈(130)보다 전방에 배치된다. 범퍼(115)는 제 2청소 모듈(130)의 상측에 배치된다.
제 2청소 모듈(130)은 바디(110)에 탈부착 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 바디(110)는 제 2청소 모듈(130)이 안착되는 모듈 안착부(119)를 포함한다. 모듈 안착부(119)는 바디(110)의 전방부의 하측에 배치된다. 제 2청소 모듈(130)은 바디(110)가 안착되는 바디 안착부(132)를 포함한다. 바디 안착부(132)는 제 2청소 모듈(130)의 상측에 배치된다. 모듈 안착부(119)와 바디 안착부(132)는 서로 대응되는 위치에 각각 배치된다.(도 3 및 도 4 참고)
바디(110)와 제 2청소 모듈(130)의 결합을 위해, 제 2청소 모듈(130)은 결합부(138) 를 포함하고, 바디(110)는 결합부(138)에 대응하는 결합 대응부(118)를 포함한다. 결합부(138)와 결합 대응부(118)는 서로 결합 가능하게 구비된다. 결합부(138)는 바디 안착부(132)에 배치된다. 결합 대응부(118)는 모듈 안착부(119)에 배치된다. 복수의 결합부(138a, 138b, 138c)가 구비될 수 있고, 이와 대응되게 복수의 결합 대응부(118a, 118b, 118c)가 구비될 수 있다. 결합부(138) 및 결합 대응부(118) 중 어느 하나는 자석을 포함하고 다른 하나는 상기 자석에 의해 당겨지는 물질(자석 또는 금속)을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 바디(110)와 제 2청소 모듈(130)의 결합을 안내하는 가이드 돌기(137) 및 가이드(117)를 포함한다. 가이드 돌기(137) 및 가이드(117) 중 어느 하나는 바디 안착부(132)에 배치되고 다른 하나는 모듈 안착부(119)에 배치된다. 복수의 가이드 돌기(137a, 137b)가 구비될 수 있다. 복수의 가이드(117a, 117b)가 구비될 수 있다. 가이드(117)는 가이드 돌기(137)가 삽입되는 홈 또는 홀을 형성할 수 있다. 제 1가이드 돌기(137a)는 제 2청소 모듈(130)에서 상측으로 돌출된다. 제 2가이드 돌기(137b)는 제 2청소 모듈(130)에서 상측으로 돌출되고, 중앙부에 상하 방향을 관통하는 모듈 홀(130a)을 형성한다. 제 1가이드(117a)는 바디(110)에 배치되고 제 1가이드 돌기(137a)가 삽입되는 홈을 형성한다. 제 2가이드(117b) 는 바디(110)에 배치되고 제 2가이드 돌기(137b)가 삽입되는 홈을 형성한다. 유로 제 1말단(110a)은 제 2가이드(117b)에 배치되어 모듈 홀(130a)과 공기 유로(P110)를 연결시킨다. 공기 유로(P110) 상에는 팬이 배치될 수도 있다. 상기 팬은 모듈 홀(130a)을 통해 공기를 흡입하도록 공기에 압력을 가할 수 있다.
바디(110)는 바디(110)의 내부를 통과하는 공기 유로(P110)를 포함한다. 공기 유로(P110)는 유로 제 1말단(110a)과 유로 제 2말단(110b)을 연결한다. 유로 제 1말단(110a) 및 유로 제 2말단(110b)은 바디(110)의 외표면에 개구부를 형성한다. 유로 제 1말단(110a) 및 유로 제 2말단(110b) 중 어느 하나로부터 공기를 흡입되고 다른 하나로 공기를 배출시킬 수 있다. 도 4의 화살표(A)는 일 실시예에 따른 공기의 흐름 방향을 도시한다. 공기는 제 2청소 모듈(130)의 하측으로부터 모듈 홀(130a) 및 유로 제 1말단(110a)을 순차적으로 통과하여 공기 유로(P110)으로 유입될 수 있다. 공기 유로(P110)에 유입된 공기는 유로 제 2말단(110b)을 통해 외부로 유출될 수 있다. 바디(110)는 제 1청소 모듈(120)과 제 2청소 모듈(130) 사이의 하측면이 상측으로 함몰되어 바디 갭(110c)을 형성한다. 유로 제 2말단(110b)은 바디 갭(110c)을 바라보는 위치에 배치된다.
제 2청소 모듈(130)은 제 1청소 모듈(120)의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비된다. 제 2청소 모듈(130)은, 바디(110)의 이동에 따라 바닥에 접촉한 상태에서 슬라이딩하게 구비된다. 제 2청소 모듈(130)은 바닥을 따라 슬라이딩하며 걸레질하게 구비된다. 제 2청소 모듈(130)은 건식 걸레질하게 구비된다.
제 2청소 모듈(130)은 하측에 배치되는 하면부(131)를 포함한다. 하면부(131)는 전방의 중간이 후측으로 함몰된 형상으로 형성될 수 있다.
제 2청소 모듈(130)은 하면부(131)에 고정된 걸레부(M1)를 포함할 수 있다.(도 5 및 도 7 참고) 이 경우, 바디(110)의 하중은 하면부(131) 및 걸레부(M1)를 통해 바닥에 전달될 수 있다. 바디(110)가 이동할 때, 걸레부(M1)는 바닥을 따라 이동하여 걸레질할 수 있다.
실시예에 따른 걸레부(M1)의 유무와는 별도로, 교체용 걸레를 제 2청소 모듈(130)에 고정시키기 위한 걸레 고정부(134)가 구비된다. 걸레 고정부(134)는 벨크로를 포함할 수 있다. 복수의 걸레 고정부(134a, 134b, 134c, 134d)가 구비될 수 있다. 복수의 걸레 고정부(134a, 134b, 134c, 134d)가 바디 안착부(132)에 배치된다. 사용자는 교체용 걸레로 제 2청소 모듈(130)을 감싸서, 바닥과 하면부(131) 사이에 교체용 걸레의 일부분이 배치되게 한 상태로 교체용 걸레를 걸레 고정부(134)에 고정시킬 수 있다. 다른 실시예로, 상기 걸레 고정부는 교체용 걸레를 고정시키기 위한 후크를 포함하는 것도 가능하다.
제 2청소 모듈(130)은 하면부(131)의 전방에 배치되는 수집부(133)를 포함한다. 수집부(133)는 이물질을 수집하는 수집 공간을 형성한다. 상기 수집 공간은 전방측과 하측이 개방되게 형성된다. 제 2청소 모듈(130)은 상기 수집 공간을 구획하는 면을 형성하는 차단부(133a)를 포함한다. 차단부(133a)는 상기 수집 공간의 후측면을 형성하는 후측 차단부(133a1)와 상기 수집 공간의 좌우측면을 형성하는 측면 차단부(133a2)를 포함한다. 제 2청소 모듈(130)은 상기 수집 공간의 상측면을 형성하는 수집부 상측면(133b)을 포함한다. 수집부 상측면(133b)은 하면부(131)보다 높은 위치에 배치된다. 상기 모듈 홀(130a)은 수집부 상측면(133b)에 형성된다.
제 2청소 모듈(130)은 수집부(133)의 전방에 배치된 수집 보조 부재(136)를 포함한다. 수집 보조 부재(136)는 수집부 상측면(133b)에서 하측으로 돌출되어 형성된다. 수집 보조 부재(136)는 이물질이 수집부(133) 내로 유입되는 것에 비해 수집부(133)로부터 유출되는 것을 어렵게 한다. 복수의 수집 보조 부재(136a, 136b, 136c, 136d)가 좌우 방향으로 서로 이격되게 형성될 수 있다. 수집 보조 부재(136)는 플렉서블한 재질로 형성될 수 있다. 수집 보조 부재(136)는 후측으로 휘어진 형상으로 형성되어, 후측 방향의 힘을 가하면 상대적으로 잘 휘어지고 전방 방향의 힘을 가하면 상대적으로 잘 휘어지지 않게 구비된다.
상기 교체용 걸레가 제 2청소 모듈(130)을 감싼 상태에서, 상기 교체용 걸레는 수집부(133) 및 수집 보조 부재(136)도 감싸게 된다. 상기 교체용 걸레의 수집부(133)를 감싼 표면 부분은 상기 수집 공간 내로 쉽게 함몰될 수 있다. 이를 통해, 상대적으로 큰 부피의 이물질이 상기 교체용 걸레의 수집부(133)를 감싼 표면 부분으로 쉽게 유입될 수 있다. 상기 교체용 걸레의 수집부(133)를 감싼 표면 부분은 수집 보조 부재(136)에 의해, 전방 방향으로의 유동성이 제한된다. 이를 통해, 상기 교체용 걸레의 수집부(133)를 감싼 부분으로 유입된 이물질은 전방으로 쉽게 빠져나가지 못하게 된다.
제 1청소 모듈(120)은 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)을 포함한다. 제 1청소 모듈(120)은 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)의 회전에 의해 걸레질하게 구비된다. 본 설명에서, 제 1청소 모듈(120)의 구성 요소 중, 명칭 앞에 '좌측'이 붙는 구성 요소는 좌측 스핀맙(120a)을 작동시키기 위한 구성을 의미하고, 명칭 앞에 '우측'이 붙는 구성 요소는 우측 스핀맙(120b)을 작동시키기 위한 구성을 의미한다. 제 1청소 모듈(120)의 구성 요소에 대한 설명에서 '좌측' 및 '우측'의 구분이 없는 경우, 해당 설명은 '좌측' 및 '우측' 모두에 적용될 수 있다.
도 5를 참고하여, 좌측 스핀맙(120a)의 회전축과 좌측 스핀맙(120a)의 하측면이 교차하는 지점을 좌측 스핀맙(120a)의 회전 중심(Osa)으로 정의하고, 우측 스핀맙(120b)의 회전축과 좌측 스핀맙(120b)의 하측면이 교차하는 지점을 우측 스핀맙(120b)의 회전 중심(Osb)으로 정의한다. 하측에서 바라볼 때, 좌측 스핀맙(120a)의 회전 방향 중 시계 방향을 제 1정방향(w1f)으로 정의하고 반시계 방향을 제 1역방향(w1r)으로 정의한다. 하측에서 바라볼 때, 우측 스핀맙(120b)의 회전 방향 중 반시계 방향을 제 2정방향(w2f)으로 정의하고 시계 방향을 제 2역방향(w2r)으로 정의한다. 또한, 하측에서 바라볼 때 '좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향이 좌우 방향 축과 이루는 예각' 및 '우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향이 좌우 방향 축과 이루는 예각'을 경사 방향 각(Ag1)으로 정의한다. 좌측 스핀맙(120a)의 경사 방향 각(Ag1) 및 우측 스핀맙(120b)의 경사 방향 각(Ag1)은 동일할 수 있다. 또한, 도 11을 참고하여, '가상의 수평면(H)에 대해 좌측 스핀맙(120a)의 하측면(I)이 이루는 각도' 및 '가상의 수평면(H)에 대해 좌측 스핀맙(120a)의 하측면(I)이 이루는 각도'를 경사각(Ag2)로 정의한다.
좌측 스핀맙(120a)이 회전할 때, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점(Pla)은 좌측 스핀맙(120a)의 회전 중심(Osa)에서 좌전방에 배치된다. 우측 스핀맙(120b)이 회전할 때, 우측 스핀맙(120b)의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점(Plb)은 우측 스핀맙(120b)의 회전 중심(Osb)에서 우전방에 배치된다. 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 중 상기 지점(Pla)에 다른 지점보다 큰 하중이 지면에 전달되게 하여, 상기 지점(Pla)에 가장 큰 마찰력이 발생되게 할 수 있다. 우측 스핀맙(120b)의 하측면 중 상기 지점(Plb)에 다른 지점보다 큰 하중이 지면에 전달되게 하여, 상기 지점(Plb)에 가장 큰 마찰력이 발생되게 할 수 있다.
상기 지점(Pla)이 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점이 되게 하기 위해서, 다음과 같은 실시예 등에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
제 1실시예로, 상기 좌측 스핀맙(120a)의 하측면이 회전 중심(Osa)에서 상기 지점(Pla) 방향으로 하향 경사지게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 지점(Pla)은 상기 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 중 최저점(Pla)이 된다.
제 2실시예(미도시)로, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면이 수평이 되게 배치되고, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면을 고정하는 하측 회전판(미도시)의 상측면에 복수의 스프링(미도시)이 회전축을 중심으로 회전 방향을 따라 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 스프링의 상단을 지지하는 상측 회전판(미도시)이 회전 중심(Osa)에서 상기 지점(Pla) 방향으로 하향 경사지게 배치될 수 있다. 상기 상측 회전판이 회전하면 상기 복수의 스프링도 회전하고, 각각의 상기 스프링은 탄성 압축 및 탄성 복원을 반복하게 된다. 이 때, 상기 복수의 스프링 중 회전 중심(Osa)을 기준으로 상기 지점(Pla) 방향에 배치되는 스프링이 가장 많이 압축되고, 이에 따라 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 중 상기 지점(Pla)에서 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받게된다.
상기 지점(Plb)이 우측 스핀맙(120b)의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점이 되게 하기 위해서, 상기 제 1실시예 및 제 2실시예를 당업자 수준에서 같은 방식으로 적용할 수 있다. 이하, 상기 제 1실시예를 기준으로 설명한다.
좌측 스핀맙(120a)의 하측면 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면은 각각 경사지게 배치된다. 좌측 스핀맙(120a)의 경사각(Ag2) 및 우측 스핀맙(120b)의 경사각(Ag2)은 예각을 형성한다. 본 실시예에서, 경사각(Ag2)은 약 3 내지 6도 정도이다. 경사각(Ag2)은, 가장 마찰력이 커지는 지점이 상기 지점(Pla, Plb)이 되되, 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)의 회전 동작에 따라 걸레부(121)의 하측 전면적이 바닥에 닿을 수 있는 정도로 작게 설정된다.
좌측 스핀맙(120a)의 하측면은 좌전방 방향으로 하향 경사를 형성한다. 우측 스핀맙(120b)의 하측면은 우전방 방향으로 하향 경사를 형성한다. 좌측 스핀맙(120a)의 하측면은 좌전방에 최저점(Pla)을 형성한다. 좌측 스핀맙(120a)의 하측면은 우후방(우측 및 후측 사이 방향)에 최고점(Pha)을 형성한다. 우측 스핀맙(120b)의 하측면은 우전방에 최저점(Plb)을 형성한다. 우측 스핀맙(120b)의 하측면은 좌후방(좌측 및 후측 사이 방향)에 최고점(Phb)을 형성한다. '2개의 최저점(Pla, Plb)을 연결하는 가상의 축을 기준으로 전방측의 무게에 대한 후방측의 무게 비율'을 '후방 무게 비율'이라 정의할 때, 상기 후방 무게 비율은 2개의 최저점(Pla, Plb)이 전방에 배치될수록 커진다. 상기 후방 무게 비율이 커지면, 로봇 청소기(100)의 전체 하중 중 전방에 배치된 제 2청소 모듈(130)에 전달되는 하중에 대한 후방에 배치된 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중의 비율이 커진다. 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중의 비율이 커지면, 제 1청소 모듈(120)의 회전 동작에 따른 걸레질 효율 및 주행 효율이 커지는 효과가 있다.
도 5를 참고하여, 로봇 청소기(100)를 전방으로 직진 이동시키기 위해서, 좌측 스핀맙(120a)을 제 1정방향(w1f)으로 소정 rpm(R1)으로 회전시키고 우측 스핀맙(120b)을 제 2정방향(w2f)으로 상기 rpm(R1)으로 회전시킬 수 있다. 로봇 청소기(100)를 후방으로 직진 이동시키기 위해서, 좌측 스핀맙(120a)을 제 1역방향(w1r)으로 소정 rpm(R2)으로 회전시키고 우측 스핀맙(120b)을 제 2역방향(w2r)으로 상기 rpm(R2)으로 회전시킬 수 있다. 로봇 청소기(100)를 우회전시키기 위해서, 좌측 스핀맙(120a)을 제 1정방향(w1f)으로 소정 rpm(R3)으로 회전시키고, 우측 스핀맙(120b)을 ⅰ 제 2역방향(w2r)으로 회전시키거나 ⅱ 회전없이 정지시키거나 ⅲ 제 2정방향(w2f)으로 상기 rpm(R3)보다 작은 rpm(R4)로 회전시킬 수 있다. 로봇 청소기(100)를 좌회전시키기 위해서, 우측 스핀맙(120b)을 제 2정방향(w2f)으로 소정 rpm(R5)으로 회전시키고, 좌측 스핀맙(120a)을 ⅰ 제 1역방향(w1r)으로 회전시키거나 ⅱ 회전없이 정지시키거나 ⅲ 제 1정방향(w1f)으로 상기 rpm(R5)보다 작은 rpm(R6)로 회전시킬 수 있다.
좌측 스핀맙(120a)의 하측면은 전체적으로 좌측으로 하향 경사를 형성하고, 우측 스핀맙(120b)의 하측면은 전체적으로 우측으로 하향 경사를 형성한다. 실시예에 따라, 상기 경사 방향 각(Ag1)이 0도인 것도 가능하다. 또한, 실시예에 따라, 하측에서 바라볼 때, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 시계 방향으로 경사 방향 각(Ag1)을 형성하고, 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 반시계 방향으로 경사 방향 각(Ag1)을 형성하게 구현하는 것도 가능하다. 하중의 분산 효과를 위해서 본 실시예에서는, 하측에서 바라볼 때, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 반시계 방향으로 경사 방향 각(Ag1)을 형성하고, 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 시계 방향으로 경사 방향 각(Ag1)을 형성한다.
좌측 스핀맙(120a)의 경사 방향 각(Ag1) 및 우측 스핀맙(120b)의 경사 방향 각(Ag1)은 예각을 형성한다. 하측에서 바라볼 때, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 반시계 방향으로 예각을 형성하고, 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향은 좌우 방향 축에 대해 시계 방향으로 예각을 형성한다.
하측에서 바라볼 때, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향은, 각각 좌우 방향 축과 45도 미만의 예각을 형성한다. 이를 통해, 좌우측 스핀맙(120a, 120b)의 각속도에 따른 최저점(Pla, Plb)에서의 선속도(회전체의 한 지점에서 접선 방향의 속도)를 전후 방향 성분과 좌우 방향 성분으로 분해할 때, 상기 선속도의 전후 방향 성분이 좌우 방향 성분보다 크게 할 수 있다. 예를 들어, 좌측 스핀맙(120a)이 제 1정방향(w1f)으로 특정 각속도로 회전하고 우측 스핀맙(120b)이 제 2정방향(w2f)으로 상기 특정 각속도로 회전할 때, 2개의 최저점(Pla, Plb)에서 상기 선속도의 좌우 방향 성분에 의해 로봇 청소기(100)에 가해지는 좌우방향 마찰력은 서로 상쇄되고, 최저점(Pla, Plb)에서 상기 선속도의 전후 방향 성분에 의해 로봇 청소기(100)에 가해지는 마찰력은 로봇 청소기(100)를 전방으로 이동시킨다. 따라서, 경사 방향 각(Ag1)을 45도 미만의 예각으로 함으로써, 로봇 청소기(100)를 전후 방향 이동시키기 위한 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)의 회전 운동의 각속도를 상대적으로 낮출 수 있는 효과가 있다.
제 1청소 모듈(120)은, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면에 각각 배치되는 걸레부(121)를 포함한다. 걸레부(121)는 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)에 고정적으로 배치될 수도 있고, 교체 가능하게 배치될 수 있다. 걸레부(121)는 벨크로 또는 후크 등에 의한 탈부착 가능하게 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)에 고정될 수 있다. 도 15를 참고하여, 걸레부(121)는 걸레(121a)와 스페이서(121b)를 포함할 수 있다. 걸레(121a)는 직접 바닥에 접촉하며 걸레질하는 부분이다. 스페이서(121b)는 회전판(122)과 걸레(121a)의 사이에 배치되어 걸레(121a)의 위치를 조절해준다. 스페이서(121b)는 회전판(122)에 탈부착 가능하게 고정될 수 있고, 걸레(121a)는 스페이서(121b)에 탈부착 가능하게 고정될 수 있다. 스페이서(121b)없이 걸레(121a)만으로 구성된 걸레부(121)도 구현 가능함은 물론이다.
도 12 내지 도 14를 참고하여, 제 1청소 모듈(120)은, 좌측 스핀맙(120a)의 걸레부(121)를 고정하는 좌측 회전판(122)과, 우측 스핀맙(120b)의 걸레부(121)를 고정하는 우측 회전판(122)을 포함한다. 회전판(122)은 원형의 판형 부재로 형성될 수 있다. 회전판(122)의 하측면에 걸레부(121)가 고정된다. 회전판(122)의 중심부에 스핀 회전축(128)이 고정된다. 회전판(122)을 상하로 관통하는 급수홀(122a)이 형성된다. 복수의 급수홀(122a)은 스핀 회전축(128)의 둘레 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 급수홀(122a)은 회전판(122)의 중심부에 배치된다. 급수홀(122a)은 스핀 회전축(128)을 회피한 위치에 배치된다.
제 1청소 모듈(120)은 회전판(122)의 상측에 배치되어 물을 수용할 수 있는 급수 수용부(123)를 포함한다. 급수 수용부(123)는 회전판(122)의 상측으로 공급된 물이 급수홀(122a)을 통과하기 전까지 회전판(122)의 상측 중앙부에 집수되게 한다. 급수 수용부(123)는 회전판(122)의 상측면에서 상측으로 돌출되어 스핀 회전축(128)을 중심으로 원주방향으로 연장되어 형성된다. 급수 수용부(123)는 링형 리브로 형성될 수 있다. 급수 수용부(123)의 내측 하면에 급수홀(122a)이 배치된다. 급수 수용부(123)는 스핀 회전축(128)으로부터 이격되어 배치된다.
제 1청소 모듈(120)은 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 모터(124)를 포함한다. 제 1청소 모듈(120)은, 좌측 스핀 회전축(128)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 좌측 모터(124)와, 우측 스핀 회전축(128)을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 우측 모터(124)를 포함한다.
제 1청소 모듈(120)은 경사각(Ag2)이 바닥의 상태에 따라 변경될 수 있게 하는 틸팅 프레임(125)을 포함한다. 틸팅 프레임(125)은 좌측 스핀맙(120a) 및 우측 스핀맙(120b)의 서스펜션(중량 지지와 동시에 상하 진동을 완화) 기능을 수행할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참고하여, 제 1청소 모듈(120)은 좌측 스핀 회전축(128)을 지지하는 좌측 틸팅 프레임(125)을 포함한다. 좌측 틸팅 프레임(125)은 좌측 틸팅 회전축(126)을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비된다. 제 1청소 모듈(120)은 우측 스핀 회전축(128)을 지지하는 우측 틸팅 프레임(125)을 포함한다. 우측 틸팅 프레임(125)은 우측 틸팅 회전축(126)을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비된다. 틸팅 프레임(125)은 베어링에 의해 스핀 회전축(128)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 예를 들어, 좌측 스핀맙(120a)이 일부 함몰된 형상의 바닥에 접촉될 때, 좌측 틸팅 프레임(125)에 의해 좌측 스핀맙(120a)의 경사각(Ag2)이 소정 범위내 커질 수 있다. 반대로, 우측 스핀맙(120b)이 일부 함몰된 형상의 바닥에 접촉될 때, 우측 틸팅 프레임(125)에 의해 우측 스핀맙(120b)의 경사각(Ag2)이 소정 범위내 커질 수 있다.
틸팅 프레임(125)은 하측면을 형성하는 프레임 베이스(125a)를 포함한다. 스핀 회전축(128)은 프레임 베이스(125a)를 상하로 관통하며 배치된다. 틸팅 프레임(125)은 내부에 구동 전달부(127)를 수용하는 기어 케이싱(125b)을 포함한다. 기어 케이싱(125b)은 프레임 베이스(125a)의 상측에 고정된다. 틸팅 프레임(125)은 급수 모듈(150)로부터 물을 받아주는 급수부(125c)를 포함한다. 급수부(125c)는 공급관(156)으로부터 물을 공급받는다. 급수부(125c)는 상측에 개구부를 형성하고, 공급관(156)에서 유출된 물은 급수부(125c)의 상측 개구부를 통해 제 1청소 모듈(120)로 유입된다. 급수부(125c)는 상기 상측 개구부에서 상기 급수 수용부(123)까지 연결되는 유로를 형성한다. 급수부(125c)는 프레임 베이스(125a)의 상측에 배치된다. 틸팅 프레임(125)은 탄성 부재(129)의 일단을 지지하는 탄성 부재 제 1지지부(125d)를 포함한다. 탄성 부재의 타단은 베이스(13)에 배치된 탄성 부재 제 2지지부(13b)가 지지한다. 탄성 부재 제 1지지부(125d)는 탄성 부재(129)의 하단을 지지한다. 탄성 부재 제 2지지부(13b)는 탄성 부재(129)의 상단을 지지한다.
제 1청소 모듈(120)은 틸팅 프레임(125)의 회전축이 되는 틸팅 회전축(126)을 포함한다. 제 1청소 모듈(120)은 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 좌측 틸팅 회전축(126)을 포함한다. 제 1청소 모듈(120)은 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 우측 틸팅 회전축(126)을 포함한다. 틸팅 회전축(126)은 가상의 수평면 상에 배치될 수 있다. 도 10을 참고하여, 좌측 틸팅 회전축(126)은 우전방에서 좌후방으로 연장되고, 우측 틸팅 회전축(126)은 좌전방에서 우후방으로 연장된다.
제 1청소 모듈(120)은 모터(124)의 회전력을 스핀 회전축(128)에 전달하는 구동 전달부(127)를 포함한다. 구동 전달부(127)는 복수의 기어 및/또는 벨트 등을 포함할 수 있다. 도 12를 참고하여, 구동 전달부(127)는 모터(124)의 회전축에 고정된 제 1기어(127a)를 포함함한다. 제 1기어(127a)는 웜기어일 수 있다. 구동 전달부(127)는 제 1기어(127a)와 맞물려 회전하는 제 2기어(127b)를 포함할 수 있다. 구동 전달부(127)는 제 2기어(127b)와 맞물려 회전하는 제 3기어(127c)를 포함할 수 있다. 제 3기어(127c)는 스핀 회전축(128)에 고정되어, 제 3기어(127c)가 회전할 때 스핀 회전축(128)도 같이 회전한다. 제 2기어(127b)는 제 1기어(127a)의 기어이와 맞물리는 기어이를 형성하는 제 1기어부(127b1)와, 제 3기어(127c)의 기어이와 맞물리는 기어이를 형성하는 제 2기어부(127b2)를 포함할 수 있다. 제 1기어부(127b1)의 지름이 제 2기어부(127b2)의 지름보다 클 수 있다. 제 1기어부(127b1)의 지름과 제 2기어부(127b2)의 지름을 달리하여, 회전 속도의 감속비를 조절할 수 있다.
제 1청소 모듈(120)은 회전판(122)에 고정되어 모터(124)의 회전력을 회전판(122)에 전달하는 스핀 회전축(128)을 포함한다. 스핀 회전축(128)은 회전판(122)의 상부 중심에 배치된다. 스핀 회전축(128)은 회전판(122)의 회전 중심(Osa, Osb)에 고정된다. 스핀 회전축(128)은 기어(127c)를 고정시키는 기어 고정부(128a)를 포함한다. 기어 고정부(128a)는 스핀 회전축(128)의 상단에 배치된다.
제 1청소 모듈(120)은, 좌측 회전판(122)에 고정되어 좌측 회전판(122)을 회전시키는 좌측 스핀 회전축(128)과, 우측 회전판(122)에 고정되어 우측 회전판(122)을 회전시키는 우측 스핀 회전축(128)을 포함한다.
스핀 회전축(128)은 회전판(122)에 대해 수직으로 연장된다. 좌측 스핀 회전축(128)은 좌측 스핀맙(120a)의 하측면에 대해 수직하게 배치되고, 우측 스핀 회전축(128)은 우측 스핀맙(120b)의 하측면에 대해 수직하게 배치된다. 좌측 스핀맙(120a)의 하측면과 우측 스핀맙(120b)의 하측면이 수평면에 대해 경사를 가지므로, 좌측 스핀 회전축(128) 및 우측 스핀 회전축(128)도 상하 방향 축에 대해 기울어지게 된다. 좌측 스핀 회전축(128)은, 상단이 하단에 대해 좌전방으로 기울어지게 배치된다. 우측 스핀 회전축(128)은, 상단이 하단에 대해 우전방으로 기울어지게 배치된다. 좌측 스핀 회전축(128)의 수직축에 대한 기울어진 각도는 틸팅 프레임(125)의 틸팅 회전축(126)을 중심으로 한 회전에 따라 변동될 수 있다. 우측 스핀 회전축(128)의 수직축에 대한 기울어진 각도는 틸팅 프레임(125)의 틸팅 회전축(126)을 중심으로 한 회전에 따라 변동될 수 있다.
제 1청소 모듈(120)은 틸팅 프레임(125)에 탄성력을 가하는 탄성 부재(129)를 포함한다. 탄성 부재(129)는 틸팅 프레임(125)이 하측으로 회전할 때 늘어나고 상측으로 회전할 때 줄어들게 구비된다. 탄성 부재(129)는 틸팅 프레임(125)이 완충적으로(탄성적으로) 동작할 수 있게 해준다. 좌측 탄성 부재(129)는 좌측 틸팅 프레임(125)의 좌측부에 배치될 수 있다. 우측 탄성 부재(129)는 우측 틸팅 프레임의 우측부에 배치될 수 있다.
베이스(13)에는 틸팅 프레임(125)이 배치되는 개구부가 형성된다. 틸팅 프레임(125)은 틸팅 회전축(126)을 통해 베이스(13)와 연결된다. 틸팅 회전축(126)은 베이스(13)에 회전 가능하게 고정된다. 베이스(13)는 틸팅 프레임(125)의 회전 범위를 제한해주는 리미트를 포함한다. 베이스(13)는 틸팅 프레임(125)의 상측 방향 회전 범위를 제한하는 상단 리미트(13a) 를 포함한다. 좌측 상단 리미트(13a)는 좌측 틸팅 프레임(125)의 좌측에 배치되어 좌측 틸팅 프레임(125)의 상측면과 접촉 가능하게 배치된다. 우측 상단 리미트(13a)는 우측 틸팅 프레임(125)의 우측에 배치되어 우측 틸팅 프레임(125)의 상측면과 접촉 가능하게 배치된다. 베이스(13)는 틸팅 프레임(125)이 하측 방향 회전 범위를 제한하는 하단 리미트(미도시)를 포함한다. 상기 하단 리미트는 틸팅 프레임(125)이 하측 방향으로 최대한 회전한 상태에서, 틸팅 프레임(125)의 하측면이나 모터(124)의 하측면에 접촉되게 구비된다.
도 5, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11을 참고하여, 급수 모듈(150)은 제 1청소 모듈(120)에 물을 공급한다. 도 11에서, 수조(151)에 채워진 물(W)과 물의 흐름 방향(WF)을 도시한다. 도 5 및 도 7에서, 수조(151)의 무게중심(Mw)이 도시된다.
수조(151)의 무게중심(Mw)은 수조(151)에 물이 채워진 상태에서 수조(151) 및 물(W)의 무게중심(Mw)을 의미한다. 수조(151)의 무게중심(Mw)은, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 회전 중심(Osa) 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 회전 중심(Osb)보다 후측에 배치된다. 수 수조(151)의 무게중심(Mw)은, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 최저점(Pla) 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 최저점(Plb)보다 후측에 배치된다. 물(W)은 상대적으로 비중이 크므로, 이를 통해 제 2청소 모듈(130)에 전달되는 하중에 대한 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중의 비율을 더 크게 할 수 있다.
급수 모듈(150)은 수조(151) 내의 물(W)을 제 1청소 모듈(120)로 이동시키기 위해 가압하는 펌프(155)를 포함한다. 급수 모듈(150)은 수조(151)로부터 제 1청소 모듈(120)까지 물(W)의 이동을 안내하는 공급관(156)을 포함한다. 공급관(156)은 수조(151)에서 펌프(155)까지 물(W)의 이동을 안내하는 제 1공급관(156-1)과, 펌프(155)에서 제 1청소 모듈(120)까지 물(W)의 이동을 안내하는 제 2공급관(156-2)을 포함한다. 제 2공급관(156-2)은 좌측 스핀맙(120a)으로 물(W)의 이동을 안내하는 좌측 분지관(156-2a)과 우측 스핀맙(120b)으로 물(W)의 이동을 안내하는 우측 분지관(156-2b)을 포함한다.
도 11을 참고하여, 물의 흐름 방향(WF)을 설명하면 다음과 같다. 펌프(155)가 구동하면 수조(151) 내의 물이 제 1공급관(156-1)과 제 2공급관(156-2)을 순차적으로 거쳐, 제 1청소 모듈(120)의 급수부(125c)로 유입된다. 급수부(125c)로 유입된 물은 틸팅 프레임(125)을 통과하여 급수 수용부(123) 내로 유입된다. 급수 수용부(123) 내로 유입된 물은 급수홀(122a)을 통과하여 걸레부(121)의 중앙부로 유입된다. 걸레부(121)의 중앙부로 유입된 물은 걸레부(121)의 회전에 따른 원심력에 의해, 걸레부(121)의 가장자리로 이동한다.
도 5, 도 7 및 도 8을 참고하여, 배터리(160)는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급한다. 도 5 및 도 7에서, 배터리(160)의 무게중심(Mb)이 도시된다.
배터리(160)의 무게중심(Mb)은, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 회전 중심(Osa) 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 회전 중심(Osb)보다 후측에 배치된다. 배터리(160)의 무게중심(Mb)은, 좌측 스핀맙(120a)의 하측면의 최저점(Pla) 및 우측 스핀맙(120b)의 하측면의 최저점(Plb)보다 후측에 배치된다. 배터리(160)는 상대적으로 비중이 크므로, 이를 통해 제 2청소 모듈(130)에 전달되는 하중에 대한 제 1청소 모듈(120)에 전달되는 하중의 비율을 더 크게 할 수 있다.
100 : 로봇 청소기 110 : 바디
120 : 제 1청소 모듈 120a : 좌측 스핀맙
120b : 우측 스핀맙 130 : 제 2청소 모듈
150 : 급수 모듈 160 : 배터리
Mw : 수조의 무게중심 Mb : 배터리의 무게중심
w1f : 제 1정방향(w1f) w1r : 제 1역방향(w1r)
w2f : 제 2정방향(w2f) w2r : 제 2역방향(w2r)
Pla, Plb : 최저점 Pha, Phb : 최고점
Ag1 : 경사 방향 각 Ag2 : 경사 각
Osa : 좌측 스핀맙의 하측면의 회전 중심
Osb : 우측 스핀맙의 하측면의 회전 중심
A : 공기 흐름 방향

Claims (18)

  1. 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙을 포함하는 제 1청소 모듈;
    상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비되는 제 2청소 모듈; 및
    상기 제 1청소 모듈 및 상기 제 2청소 모듈에 의해 지지되는 바디를 포함하고,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면은 좌전방 방향으로 하향 경사를 형성하고, 상기 우측 스핀맙의 하측면은 우전방 방향으로 하향 경사를 형성하고,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면은 좌전방 방향으로 하향 경사를 형성하고 상기 우측 스핀맙의 하측면은 우전방 방향으로 하향 경사를 형성하는 상태에서, 상기 바디가 전방으로 직진 이동하기 위해서, 하측에서 바라볼 때 상기 좌측 스핀맙은 시계 방향으로 회전하고 상기 우측 스핀맙은 반시계 방향으로 회전하도록 제어되는 로봇 청소기.
  2. 제 1항에 있어서,
    별도의 바퀴 없이 상기 제 1청소 모듈의 회전 동작으로 상기 바디가 이동하도록 구비되는 로봇 청소기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2청소 모듈은, 상기 바디의 이동에 따라 바닥에 접촉한 상태에서 슬라이딩하게 구비되는 로봇 청소기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1청소 모듈에 물을 공급하는 급수 모듈을 포함하고,
    상기 제 1청소 모듈은 상기 회전에 의해 걸레질하게 구비되고,
    상기 제 2청소 모듈은 바디의 이동에 따라 바닥을 따라 슬라이딩하며 걸레질하게 구비되는 로봇 청소기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1청소 모듈 또는 상기 제 2청소 모듈에 공급되는 물을 저장하는 수조를 포함하고,
    상기 수조의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 회전 중심 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 회전 중심보다 후측에 배치되는 로봇 청소기.
  6. 제 1항에 있어서,
    전원을 공급하기 위한 배터리를 포함하고,
    상기 배터리의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 회전 중심 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 회전 중심보다 후측에 배치되는 로봇 청소기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면은 좌전방에 최저점을 형성하고,
    상기 우측 스핀맙의 하측면은 우전방에 최저점을 형성하는 로봇 청소기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1청소 모듈 또는 상기 제 2청소 모듈에 공급되는 물을 저장하는 수조를 포함하고,
    상기 수조의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 최저점 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 최저점보다 후측에 배치되는 로봇 청소기.
  9. 제 7항에 있어서,
    전원을 공급하기 위한 배터리를 포함하고,
    상기 배터리의 무게 중심은, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 최저점 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 최저점보다 후측에 배치되는 로봇 청소기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 제 1청소 모듈의 상측에서의 부피가 상기 제 2청소 모듈의 상측에서의 부피보다 크게 형성되는 로봇 청소기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1청소 모듈은,
    상기 좌측 스핀맙의 걸레부를 고정하는 좌측 회전판;
    상기 좌측 회전판에 고정되어 상기 좌측 회전판을 회전시키는 좌측 스핀 회전축;
    상기 우측 스핀맙의 걸레부를 고정하는 우측 회전판; 및
    상기 우측 회전판에 고정되어 상기 우측 회전판을 회전시키는 우측 스핀 회전축을 포함하는 로봇 청소기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1청소 모듈은,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 좌측 틸팅 회전축;
    상기 좌측 스핀 회전축을 지지하고 상기 좌측 틸팅 회전축을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비되는 좌측 틸팅 프레임;
    상기 우측 스핀맙의 하측면의 경사 방향과 수직 방향으로 연장되는 우측 틸팅 회전축; 및
    상기 우측 스핀 회전축을 지지하고 상기 우측 틸팅 회전축을 중심으로 소정 범위내 회전 가능하게 구비되는 우측 틸팅 프레임을 포함하는 로봇 청소기.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 좌측 스핀 회전축은, 상단이 하단에 대해 좌전방으로 기울어지게 배치되고,
    상기 우측 스핀 회전축은, 상단이 하단에 대해 우전방으로 기울어지게 배치되는 로봇 청소기.
  14. 제 1항에 있어서,
    하측에서 바라볼 때, 상기 좌측 스핀맙의 하측면의 경사 방향 및 상기 우측 스핀맙의 하측면의 경사 방향은, 각각 좌우 방향 축과 45도 미만의 예각을 형성하는 로봇 청소기.
  15. 상측에서 바라볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 바닥에 접촉하게 구비되는 좌측 스핀맙 및 우측 스핀맙을 포함하는 제 1청소 모듈;
    상기 제 1청소 모듈의 전방에서 바닥에 접촉하게 구비되는 제 2청소 모듈; 및
    상기 제 1청소 모듈 및 상기 제 2청소 모듈에 의해 지지되는 바디를 포함하고,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 좌측 스핀맙의 회전 중심에서 좌전방에 배치되고,
    상기 우측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 우측 스핀맙의 회전 중심에서 우전방에 배치되고,
    상기 좌측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 좌측 스핀맙의 회전 중심에서 좌전방에 배치되고 상기 우측 스핀맙의 하측면 중 바닥으로부터 가장 큰 마찰력을 받는 지점은 상기 우측 스핀맙의 회전 중심에서 우전방에 배치되는 상태에서, 상기 바디가 전방으로 직진 이동하기 위해서, 하측에서 바라볼 때 상기 좌측 스핀맙은 시계 방향으로 회전하고 상기 우측 스핀맙은 반시계 방향으로 회전하도록 제어되는 로봇 청소기.
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