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KR101984012B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

로봇 청소기 Download PDF

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KR101984012B1
KR101984012B1 KR1020160170503A KR20160170503A KR101984012B1 KR 101984012 B1 KR101984012 B1 KR 101984012B1 KR 1020160170503 A KR1020160170503 A KR 1020160170503A KR 20160170503 A KR20160170503 A KR 20160170503A KR 101984012 B1 KR101984012 B1 KR 101984012B1
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KR
South Korea
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wheel
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KR1020160170503A
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김승우
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(주)아이포바인
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Publication date
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Abstract

본 발명은 로봇 청소기를 개시한다. 개시된 로봇 청소기는, 본체에 구비되는 휠부재와, 본체에 회전가능하게 구비되며, 회전을 통해 휠부재의 높이를 가변하도록 휠부재가 회전가능하게 결합되는 휠높이 가변부와, 본체에 구비되어 휠높이 가변부를 구동시키는 가변구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기{ROBOT CLEANER}
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본체의 주행을 가이드하는 구동휠의 높이를 가변하여 장애물에서도 용이하게 주행할 수 있도록 하는 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로, 진공청소기는 팬의 구동에 의해 발생되는 흡입력으로 청소면의 이물질을 흡입하여 청소를 수행하는 장치로서, 흡입력을 발생시키는 청소기 본체와, 청소기 본체로부터 연장되어서 청소면의 이물질을 흡입하기 위한 흡입노즐과, 이 흡입노즐과 청소기 본체를 연결하기 위한 연결관을 포함한다.
이러한, 진공청소기는 청소하는 장소나 위치에 따라 청소의 효율성을 높일 수 있도록 흡입노즐의 형태가 다양하게 제작된다.
최근에는 사용자의 조작 없이 청소 영역을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등을 자동으로 청소하는 로봇 청소기의 사용이 점진적으로 증가하고 있는 추세이다.
로봇 청소기(Robot Cleaner)는 제어수단의 명령에 의해 센서를 이용하여 청소영역 및 장애물들을 감지하고, 그 청소구역을 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.
그런데, 상기와 같은 종래의 로봇 청소기는, 주행하면서 청소하는 영역에 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물이 나타나면 주행이 어려울 뿐만 아니라, 카펫의 경우 본체가 카펫에 접촉되어 주행하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하게 된다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 공개특허 제10-2013-0035389호(공개일:2013년04월09일)에는 "로봇 청소기"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물에서 본체의 높이를 상승시켜 장애물을 용이하게 주행하여 통과할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 본체에 구비되는 휠부재와, 상기 본체에 회전가능하게 구비되며, 회전을 통해 상기 휠부재의 높이를 가변하도록 상기 휠부재가 회전가능하게 결합되는 휠높이 가변부와, 상기 본체에 구비되어 휠높이 가변부를 구동시키는 가변구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 봇 청소기는, 상기 휠부재와 연결되도록 상기 휠높이 가변부에 구비되어 상기 휠부재를 회전시키는 휠구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 휠높이 가변부는, 일단부에 상기 휠부재가 회전가능하게 결합되고, 타단부가 상기 가변구동부와 연결되며, 상기 휠구동부와 동일한 회전중심을 가지도록 상기 본체에 회전가능하게 결합되는 케이스부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스부재는, 상기 본체에 회전가능하게 결합되며 상기 휠부재가 결합되는 제1케이스와, 상기 제1케이스와 결합되며 상기 본체에 회전가능하게 결합되는 제2케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가변구동부는, 상기 본체에 회전가능하게 설치되는 스크류부재와, 상기 휠높이 가변부의 일단부가 안착하도록 상기 스크류부재와 결합되며, 상기 스크류부재의 길이방향을 따라 승강하는 승강부재와, 상기 스크류부재와 연결되도록 상기 본체에 구비되어 상기 스크류부재를 정역회전시키는 승강구동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가변구동부는, 상기 스크류부재와 상기 승강부재를 커버하도록 상기 본체에 결합되며, 상기 승강부재의 이송을 가이드하는 가이드케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 휠구동부는, 상기 휠높이 가변부의 회전중심에 결합되어 상기 휠높이 가변부와 함께 회전하는 휠구동모터와, 상기 휠높이 가변부에 구비되어 상기 휠구동모터와 상기 휠부재를 연결하는 연동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기는 종래 발명과 달리 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물에서 휠부재가 본체의 외부로 노출되면서 본체의 높이가 상승하므로, 장애물에서 용이하게 주행할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 요부확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 요부확대 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠커버하우징과 휠높이 가변부를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 구동부를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 구동부를 도시한 평단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소시의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 요부확대 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 요부확대 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 5는 도 1의 B-B선 단면도이다.
또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠커버하우징과 휠높이 가변부를 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 구동부를 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 구동부를 도시한 평단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 작동상태도이다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 본체(110)와, 본체(110)의 주행을 위한 휠부재(120)와, 휠부재(120)의 승강을 위한 휠높이 가변부(130)와, 휠높이 가변부(130)를 구동시키기 위한 가변구동부(140)와, 휠부재(120)를 정역 회전시키기 위한 휠구동부(150)를 포함한다.
본 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 휠구동부(150)의 작동을 통해 휠부재(120)가 회전하면서 본체(110)가 지면에서 주행하며, 휠높이 가변부(130)와 가변구동부(140)에 의해 본체(110)에서 노출되는 휠부재(120)의 높이가 조절된다. 이러한 본 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 주행중 카펫이나 문턱과 같은 장애물을 만나게 되면 휠높이 가변부(130)와 가변구동부(140)에 의해 휠부재(120)가 본체(110)의 외부로 노출되면서 본체(110)가 지면에서 더욱 멀리 이격된다. 이로 인하여, 본체(110)가 장애물에 걸리는 것이 방지되므로, 장애물에서도 용이하게 주행할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 휠부재(120), 휠높이 가변부(130), 가변구동부(140) 및 휠구동부(150)가 본체(110)의 양측에 각각 대응되게 구비된다.
본체(110)는 휠부재(120)를 커버함은 물론 휠높이 가변부(130)가 회전가능하게 결합되는 휠커버 하우징(111)을 구비하며, 휠부재(120)의 노출을 위한 휠관통홀부(113)가 형성된다.
휠커버 하우징(111)은 본체(110)의 내부에서 휠부재(120)와 휠관통홀부(113)를 커버하도록 본체(110)에 결합되며, 휠높이 가변부(130)가 회전가능하게 결합되도록 힌지홀부(115)가 형성된다.
또한, 휠커버 하우징(111)은 휠높이 가변부(130)의 조립 및 분해가 용이하도록 메인하우징(111a)과, 커버부재(111b)로 이루어지며, 메인하우징(111a)과, 커버부재(111b)에 힌지홀부(115)가 각각 형성된다. 메인하우징(111a)과 커버부재(111b)는 스크루나 볼트 등을 통해 본체(110)에 결합된다.
휠높이 가변부(130)는 가변구동부(140)와 연결되도록 휠커버 하우징(111)의 힌지홀부(115)에 회전가능하게 결합되며, 휠부재(120)가 회전가능하게 결합된다. 이러한 휠높이 가변부(130)는 가변구동부(140)에 의해 휠커버 하우징(111)에서 회전하면서 휠부재(120)를 본체(110)의 휠관통홀부(113)에서 승강시킨다. 이로 인하여 본체(110)가 지면에서 이격 또는 지면과 근접된다. 예를 들어 휠부재(120)가 휠관통홀부(113)의 외측으로 회전하면 본체(110)가 지면에서 이격되고, 휠부재(120)가 휠관통홀부(113)의 내측으로 회전하면 본체(110)가 지면에 근접된다.
또한, 휠높이 가변부(130)는 휠구동부(150)가 설치되어 함께 회전하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 휠높이 가변부(130)는 휠구동부(150)의 설치 및 휠커버 하우징(111)의 힌지홀부(115)에 회전가능하게 결합되는 케이스부재(131)를 포함한다.
케이스부재(131)는 힌지홀부(115)에 회전가능하게 결합되며, 그 회전중심을 기준으로 일단에 휠부재(120)가 결합되고, 타단부가 가변구동부(140)와 연결된다. 구체적으로, 케이스부재(131)는 휠부재(120)가 회전가능하게 결합되며 메인하우징(111a)의 힌지홀부(115)에 회전가능하게 결합되는 제1케이스(131a)와, 커버부재(111b)의 힌지홀부(115)에 회전가능하게 결합되는 제2케이스(131b)를 포함한다.
또한, 케이스부재(131)는 제1케이스(131a) 및 제2케이스(131b)에서 연장형성되어 가변구동부(140)에 접촉되어 지지되는 지지레버(131c)를 더 포함한다.
이러한 케이스부재(131)는 제1케이스(131a)에 가변구동부(140)가 결합되고, 제2케이스(131b)가 제1케이스(131a)에 결합되어 가변구동부(140)를 커버하게 된다. 또한 제1케이스(131a) 및 제2케이스(131b)에는 힌지홀부(115)에 회전가능하게 삽입되는 지지림부재(131d)가 각각 돌출 형성된다.
이와 같은 본 실시예에 따른 케이스부재(131)는 휠부재(120)와 본체(110)의 무게에 의해 휠관통홀부(113)에 삽입되는 방향으로 하중을 받게 된다.
가변구동부(140)는 케이스부재(131)의 지지레버(131c)가 지지되도록 본체(110)에 구비되어 케이스부재(131)를 지지림부재(131d)를 중심으로 하여 회전시킨다. 이를 위하여 가변구동부(140)는 본체(110)에 결합되는 가이드케이스(141)와, 가이드케이스(141)에 회전가능하게 결합되는 스크류부재(143)와, 스크류부재(143)의 길이방향으로 승강되는 승강부재(145)와, 스크류부재(143)를 정역회전시키는 승강구동부재(147)를 포함한다. 이때, 승강부재(145)의 상면에 지지레버(131c)가 안착 지지된다.
이러한 가변구동부(140)는 승강부재(145)가 스크류부재(143)에서 상승하면 케이스부재(131)의 회전시켜 휠부재(120)를 본체(110)의 외부로 노출시키고, 승강부재(145)가 스크류부재(143)에서 하강하면 본체(110)와 휠부재(120)의 무게에 의해 케이스부재(131)가 회전되면서 휠부재(120)를 본체(110)의 내부로 삽입시킨다.
가이드케이스(141)는 스크류부재(143)의 노출을 방지함은 물론 승강부재(145)의 승강을 가이드한다. 이를 위하여 가이드케이스(141)는 내부에 설치공간부를 구비하며, 내부에 승강부재(145)가 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드리브(141a)가 돌출 형성된다.
스크류부재(143)는 지지림부재(131d)를 중심으로 회전하는 케이스부재(131)의 회전이 원활하게 진행되도록 가이드케이스(141)에 경사지게 설치된다. 이러한 스크류부재(143)는 승강구동부재(147)에 의해 정역 회전하게 된다.
승강부재(145)는 스크류부재(143)가 관통하도록 스크류부재(143)와 결합되며, 가이드리브(141a)가 삽입되는 가이드홈부(145a)가 형성된다. 또한, 승강부재(145)는 상면에 지지레버(131c)가 안착되어 지지된다. 이러한 승강부재(145)는 스크류부재(143)가 회전함에 따라 스크류부재(143)의 길이방향으로 승강하면서 케이스부재(131)를 상하 선택적으로 회전시키게 된다.
승강구동부재(147)는 스크류부재(143)와 연결되도록 가이드케이스(141)에 구비되어 스크류부재(143)를 정역회전시킨다. 이러한 승강구동부재(147)는 스크류부재(143)에 결합되는 종동기어(147a)와, 종동기어(147a)에 치합되는 원동기어(147b)를 구비하는 제1구동모터(147c)를 포함한다. 이때 제1구동모터(147c)는 가이드케이스(141)에 결합된다.
휠구동부(150)는 케이스부재(131)에 결합되어 휠부재(120)를 정역 회전시킨다. 이러한 휠구동부(150)는 제1케이스(131a)의 지지림부재(131d)에 삽입되어 고정되는 제2구동모터(151)와, 휠부재(120)의 중심축에 결합되는 기어부재(153)와, 제2구동모터(151)와 기어부재(153)를 연결하도록 케이스부재(131)에 회전가능하게 복수개 구비되는 연동기어부재(155)를 구비한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 작용을 설명한다.
로봇 청소기를 작동시키면 휠구동부(150)의 제2구동모터(151)가 작동하면서 휠부재(120)를 회전시킨다. 그러면 휠부재(120)의 회전에 의해 로봇 청소기(100)가 청소를 위한 주행방향으로 이동하면서 지면의 이물질을 제거하게 된다.
그리고 로봇 청소기가 주행중 카펫 등과 같은 장애물을 만나면 제1구동모터(147c)가 작동하면서 가변구동부(140)를 작동시킨다. 구체적으로 제1구동모터(147c)가 작동함에 따라 스크류부재(143)가 회전하면 이에 결합된 승강부재(145)가 스크류부재(143)를 따라 상승하게 된다. 그러면 승강부재(145)에 지지된 케이스부재(131)가 승강부재(145)의 상승으로 인하여 지지림부재(131d)를 중심으로 회전하면서 휠부재(120)가 본체(110)에서 이격된다.
그러면 본체(110)가 지면에서 보다 멀리 이격되어 장애물에 걸리는 것이 방지된다. 이로 인하여 본체(110)가 장애물을 용이하게 통과하면서 이물질을 제거하게 된다.
이후, 본체(110)가 장애물을 완전하게 통과하면 제1구동모터(147c)가 반대로 회전하게 되고, 이에 의해 승강부재(145)가 스크류부재(143)에서 하강하게 된다. 그러면 승강부재(145)에 지지되어 있던 케이스부재(131) 또한 반대 방향으로 회전하면서 휠부재(120)가 본체(110)의 내부로 삽입되면서 본체(110)의 높이가 낮아지게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 로봇 청소기는 청소를 위하여 주행하는 중에 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물을 만나게 되면 휠부재(120)가 본체(110)의 외부로 노출되면서 본체(110)의 높이가 상승하게 되므로, 카펫 등과 같은 장애물을 통과할 때 본체(110)가 장애물에 걸리는 것이 방지된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 로봇 청소기 110 : 본체
111 : 휠커버 하우징 113 : 휠관통홀부
120 : 휠부재 130 : 휠높이 가변부
131 : 케이스부재 131a : 제1케이스
131b : 제2케이스 140 : 가변구동부
141 : 가이드케이스 143 : 스크류부재
145 : 승강부재 147 : 승강구동부재
150 : 휠구동부

Claims (6)

  1. 본체에 구비되는 휠부재; 상기 본체에 회전가능하게 구비되며, 회전을 통해 상기 휠부재의 높이를 가변하도록 상기 휠부재가 회전가능하게 결합되는 휠높이 가변부; 및 상기 본체에 구비되어 휠높이 가변부를 구동시키는 가변구동부;를 포함하며,
    상기 가변구동부는, 상기 본체에 회전가능하게 설치되는 스크류부재;
    상기 휠높이 가변부의 일단부가 안착하도록 상기 스크류부재와 결합되며, 상기 스크류부재의 길이방향을 따라 승강하는 승강부재;
    상기 스크류부재와 연결되도록 상기 본체에 구비되어 상기 스크류부재를 정역회전시키는 승강구동부재; 및
    상기 스크류부재와 상기 승강부재를 커버하도록 상기 본체에 결합되며, 내부에 상기 승강부재가 슬라이딩 가능하게 결합되는 가이드리브가 돌출 형성되어 상기 승강부재의 승강을 가이드하는 가이드케이스;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠부재와 연결되도록 상기 휠높이 가변부에 구비되어 상기 휠부재를 회전시키는 휠구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휠높이 가변부는, 일단부에 상기 휠부재가 회전가능하게 결합되고, 타단부가 상기 가변구동부와 연결되며, 상기 휠구동부와 동일한 회전중심을 가지도록 상기 본체에 회전가능하게 결합되는 케이스부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 휠구동부는,
    상기 휠높이 가변부의 회전중심에 결합되어 상기 휠높이 가변부와 함께 회전하는 휠구동모터; 및
    상기 휠높이 가변부에 구비되어 상기 휠구동모터와 상기 휠부재를 연결하는 연동부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.


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