KR20180080660A

KR20180080660A - 청소 로봇

Info

Publication number: KR20180080660A
Application number: KR1020170001611A
Authority: KR
Inventors: 송현섭; 최규천; 이재훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2037-01-04
Also published as: KR102668474B1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇은, 지면의 이물을 상기 지면으로부터 분리하는 아지테이터, 상기 아지테이터의 외부에 구비되고, 경사면이 형성되는 흡입 모듈 프레임, 상기 아지테이터와 상기 흡입 모듈 프레임을 포함하는 흡입 모듈, 주행을 위한 주행부, 상기 주행부와 연결되는 고정부, 상기 흡입 모듈과 상기 고정부를 연결하고, 상기 흡입 모듈을 지면으로부터 승강시키는 승강부, 및 상기 고정부와 상기 승강부 사이에 연결되는 탄성 부재를 포함하고, 상기 승강부는, 세로축, 가로축, 및 상기 세로축과 상기 가로축 사이에 구비되는 연결부를 포함한다.

Description

청소 로봇{CLEANING ROBOT}

본 발명은 주행 장치에 관한 것으로, 특히 특정 영역을 이동하면서 각종 동작을 수행하는 로봇에 관한 것이다.

최근 자율 주행 기술, 자동 제어 기술 등의 발전으로 인해, 주행장치, 특히 로봇의 기능이 확대되고 있다.

각각의 기술을 구체적으로 설명하면, 자율 주행은 기계가 스스로 판단하여 이동하고, 장애물을 피할 수 있는 기술이다. 자율 주행 기술에 따르면 로봇은 센서를 통해 자율적으로 위치를 인식하여 이동하고 장애물을 피할 수 있게 된다.

자동 제어 기술은 기계에서 기계 상태를 검사한 계측 값을 제어 장치에 피드백하여 기계의 동작을 자동으로 제어하는 기술을 말한다. 따라서 사람의 조작 없이 제어 가능하고, 목적하는 제어 대상을 목적하는 범위 내 즉, 목표 값에 이르도록 자동적으로 조절할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같은 기술들의 발전 및 융합으로 지능형 로봇의 구현이 가능하고, 지능형 로봇을 통해 다양한 정보와 서비스의 제공이 가능해졌다.

로봇의 응용분야는 대체로 산업용, 의료용, 우주용, 해저용으로 분류된다. 예를 들면, 자동차 생산과 같은 기계 가공 공업에서는 로봇이 반복작업을 수행할 수 있다. 즉, 사람이 수행하는 작업을 입력하는 경우, 입력된 작업에 해당하는 동작을 반복할 수 있는 산업로봇이 이미 많이 가동되고 있다.

또한, 로봇에 카메라가 장착되는 기술은 이미 종래에 많이 구현되어 있다. 로봇은 카메라를 이용하여 위치를 확인하거나 장애물을 인식할 수 있다. 또한, 촬영 영상을 디스플레이부에 표시하는 것도 충분히 구현되고 있다.

본 발명의 청소 로봇은 공항과 같은 넓은 공간에서 이동하며 청소 동작을 수행하므로, 일반적인 가정용 로봇 청소기에 비해 큰 부피 및 무게를 가질 수 있다. 이러한 청소 로봇에 포함된 흡입 모듈 또한 부피 및 무게가 클 수 있다. 부피 및 무게가 큰 흡입 모듈이 장애물과 충돌하는 경우, 충돌에 의해 상호간에 가해지는 힘이 클 수 있다. 따라서, 흡입 모듈 또는 장애물이 충돌에 의해 파손될 가능성이 높아지게 된다.

이에 따라 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술한 바와 같이 큰 부피 및 무게의 흡입 모듈을 갖는 청소 로봇에 있어서, 상기 청소 로봇의 주행 중 지면에 존재하는 장애물과 흡입 모듈의 충돌 시 흡입 모듈 또는 장애물이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있는 청소 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 흡입 모듈이 장애물을 타고 넘어갈 때 부피 및 무게가 큰 흡입 모듈의 하중으로 인해 장애물이 손상되거나, 흡입 모듈과 장애물 사이의 마찰에 의해 흡입 모듈이 원활히 이동하지 못하는 것을 방지할 수 있는 청소 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 일 측면에 따르면, 청소 로봇은 아지테이터, 및 상기 아지테이터의 외부에서 경사면을 형성하는 흡입 모듈 프레임, 상기 아지테이터와 상기 흡입 모듈 프레임을 포함하는 흡입 모듈을 구비할 수 있다. 상기 흡입 모듈은, 흡입 모듈을 지면으로부터 승강시키는 승강부에 의해 고정부와 연결될 수 있다.

상기 승강부는, 고정부와 연결되는 세로축, 흡입 모듈 프레임과 연결되는 가로축, 및 상기 세로축과 상기 가로축 사이에 구비되는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 가로축은 상기 연결부를 축으로 하여 상측으로 회동할 수 있다.

본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 일 측면에 따르면, 청소 로봇은 고정부와 가로축 사이에 구비되는 탄성 부재를 포함할 수 있다. 탄성 부재는 흡입 모듈의 하중을 감소시키는 인장 스프링을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 다른 측면에 따르면, 청소 로봇은 흡입 모듈 프레임의 후방 하단에 보조 바퀴를 포함할 수 있다.

본 발명의 청소 로봇은 공항과 같은 넓은 공간에서 이동하며 청소 동작을 수행하므로, 일반적인 가정용 로봇 청소기에 비해 큰 부피 및 무게를 갖는 흡입 모듈을 구비할 수 있다. 이러한 흡입 모듈이 장애물과 충돌하는 경우, 흡입 모듈 또는 장애물이 충돌에 의해 파손될 가능성이 높아지게 된다. 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇의 흡입 모듈은, 장애물과의 접촉 시 경사면과 승강부를 이용하여 상승함으로써 장애물을 타고 넘어갈 수 있다. 따라서, 흡입 모듈(27)과 장애물이 접촉하더라도, 흡입 모듈의 파손이나 손상을 방지하여 유지비용을 절감할 수 있다. 흡입 모듈뿐 아니라, 장애물의 파손이나 손상 또한 방지될 수 있다. 즉, 청소 로봇의 사용으로 인한 부가적인 피해가 발생하는 것을 막을 수 있다.

또한, 청소 로봇은 탄성 부재와 보조 바퀴를 이용하여, 흡입 모듈이 장애물을 타고 넘어갈 때 흡입 모듈의 하중으로 인해 장애물이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 흡입 모듈과 장애물 사이의 마찰력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 흡입 모듈은 장애물을 보다 원활하게 타고 넘어갈 수 있다. 흡입 모듈이 장애물을 원활히 타고 넘어 이동함에 따라, 흡입 모듈 또는 장애물의 긁힘이나 손상이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 로봇의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 로봇의 내부에 구비된 본체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇의 커버와 이동 프레임 간의 체결 관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 청소 로봇에 구비된 흡입 모듈의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇에 구비된 흡입 모듈의 일 측면을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇에 포함된 흡입 모듈이, 지면의 장애물을 타고 넘어가는 모습을 나타내는 예시도이다.

본 명세서에서는 청소 로봇을 이용하여 본 발명의 특징을 설명하고 있다. 청소 로봇은 특정 영역을 이동하면서 청소 동작을 수행하는 로봇을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 청소 로봇은 공항과 같은 넓은 장소에서 이동하면서 청소 동작을 수행하는 공항용 청소 로봇을 포함할 수 있다.

다만, 본 발명의 특징은 청소 로봇에 한정 적용되는 것은 아니고, 청소 로봇을 포함하는 주행 장치에도 유사하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 로봇의 외관을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 청소 로봇(1)은 본체(20; 도 2 참조)에 구비된 각종 구성 요소들을 감싸는 커버(10a, 10b, 10c, 10d, 10e; 포괄하여 10)를 포함한다. 커버(10)는 본체(20)의 외부를 감싸는 형태로 구현되어, 청소 로봇(1)의 외관을 형성할 수 있다.

예컨대, 커버(10)는 탑 커버(10a), 탑 커버(10a)의 하측에 배치되는 미들 커버(10b), 및 미들 커버(10b)의 하측에 배치되는 바텀 커버(10c)를 포함할 수 있다. 탑 커버(10a), 미들 커버(10b), 및 바텀 커버(10c)는 일체로 구성되는 하나의 커버에 해당할 수도 있고, 각각 분리 및 결합되는 별개의 구성에 해당할 수도 있다.

탑 커버(10a)는 청소 로봇(1)의 최상단에 위치할 수 있다. 탑 커버(10a)는 돔 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 미들 커버(10b)는 탑 커버(10a)의 하측에 배치될 수 있다. 미들 커버(10b)는 상부에서 하부로 내려갈수록 폭이 넓어지는 형태로 형성될 있다. 실시 예에 따라, 미들 커버(10b)는 탑 커버(10a)에 포함되는 구성일 수 있다.

바텀 커버(10c)는 미들 커버(10b)의 하측에 배치될 수 있다. 바텀 커버(10c)는 탑 커버(10a) 및 미들 커버(10b)보다 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 바텀 커버(10c)의 내부에는 흡입 모듈(27)이 수용될 수 있다. 실시 예에 따라, 바텀 커버(10c)는 양 측면에 대칭되어 주행부(26)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 바텀 커버(10c)는 주행부(26)의 외측을 감싸는 주행부 커버(10d, 10f)를 포함할 수도 있다. 또 다른 실시 예에 따라, 청소 로봇(1)의 전방 하단으로 돌출되는 사이드 브러시(15)가 구비되는 경우, 바텀 커버(10c)는 사이드 브러시(15)를 감싸도록 형성되거나, 사이드 브러시(15)를 감싸는 사이드 브러시 커버(10e)를 더 포함할 수 있다.

커버(10)는 청소 로봇(1)으로부터 소정 거리 이내에 장애물이 존재하는지 여부를 감지하는 복수의 센서들(111_1~115_2; 포괄하여 센서부(11)라 함)을 구비할 수 있다. 센서부(11)는 탑 커버(10a), 미들 커버(10b), 바텀 커버(10c)의 다양한 위치에 구비되어 있을 수 있다.

한편, 커버(10)는 제1 함몰부(13)와 제2 함몰부(14)를 포함할 수 있다. 제1 함몰부(13)와 제2 함몰부(14) 각각은 커버(10)의 외곽으로부터 로봇의 내측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 제1 함몰부(13)와 제2 함몰부(14)의 상측에는 탑 커버(10a)와 미들 커버(10b)가 위치하고, 하측에는 바텀 커버(10c)가 위치할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 로봇의 내부에 구비된 본체를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇의 커버와 이동 프레임 간의 체결 관계를 보여주는 도면이다.

청소 로봇(1)의 본체(20)는 고정부(21), 주행부(26), 흡입 모듈(또는 메인 브러시 모듈; 27), 흡입 파이프(28), 및 청소 모듈(29)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성 요소들은 청소 로봇(1)의 본체(20)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니다. 따라서, 본 명세서 상에서 설명되는 청소 로봇(1)의 본체(20)는 위에서 열거되는 구성 요소들보다 많거나 또는 적은 구성 요소들을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 구성 요소들 중 고정부(21)는, 청소 로봇(1)의 작동에 필요한 각종 부품 및 다른 구성 요소들과 연결될 수 있다. 본 명세서에서, 고정부(21)는 본체(20)의 기본적인 형태를 구성하는 프레임과 플레이트를 포괄하는 개념에 해당할 수 있다. 고정부(21)는 바텀 커버(10c)의 내측에 수용될 수 있다.

고정부(21)는 청소 로봇(1)의 전체적인 작동을 제어하기 위한 각종 보드를 구비할 수 있다. 예컨대, 고정부(21)는 청소 로봇(1)의 전반적인 구동을 관리하는 보드, 센서부(11), 카메라부(24), 및 라이다 센서(25)를 통해 수집되는 데이터를 처리하는 보드, 및/또는 배터리의 전원을 청소 로봇(1)에 포함된 각 구성 요소로 공급하는 동작을 제어하는 보드를 포함할 수 있다.

또한, 고정부(21)는 청소 로봇(1)의 동작에 필요한 각종 구성 요소들과 연결될 수 있다. 예컨대, 고정부(21)는 주행부(26), 흡입 모듈(27), 청소 모듈(29) 등과 각각 연결될 수 있다. 실시 예에 따라, 고정부(21)는 상방으로 연장 형성되는 상방 고정부(21a), 전방으로 연장 형성되는 전방 고정부(21b), 및 하방으로 형성되는 하방 고정부(21c)를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 탑 커버(10a)의 내측에 수용되는 청소 모듈(29)은 상방 고정부(21a)와 연결될 수 있고, 청소 로봇(1)의 하측에 구비된 주행부(26) 및 흡입 모듈(27)은 하방 고정부(21c)와 연결될 수 있다.

실시 예에 따라, 본체(20)는 커버(10)와 체결되어 커버(10)를 고정부(21)로부터 지지하는 이동 프레임(22)을 더 포함할 수 있다. 이동 프레임(22)은 바텀 커버(10c)와 체결될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버(10) 또는 이동 프레임(22)은 체결용 보스(222)를 포함하고, 체결용 스크류(221)와 체결용 보스(222)에 의해 서로 체결될 수 있다. 커버(10)와 이동 프레임(22)의 체결 방식이 도 3에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 공지된 체결 방식을 이용하여 체결될 수 있다.

주행부(26)는 고정부(21)의 하단에 구비될 수 있다. 이 경우, 주행부(26)는 하방 고정부(21c)와 연결될 수 있다. 도 2 내지 이하 도면들에서는 주행부(26)가 주행 바퀴인 것으로 도시되어 있으나, 실시 예에 따라 주행부(26)는 레그 등과 같은 다양한 형태로 구비될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서는 좌우 양측에 각각 1개의 주행 바퀴가 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 주행 바퀴의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

흡입 모듈(27)은, 청소 로봇(1)의 주행 중 먼지 등의 이물을 흡입할 수 있다. 이물을 보다 효과적으로 흡입하기 위해, 흡입 모듈(27)은 지면과 밀착하거나 지면과 인접하여 배치될 수 있다. 흡입 모듈(27)은, 저면의 적어도 일부가 개구되어 이물이 흡입되는 흡입구, 지면과 인접하여 회전하면서 이물을 지면으로부터 분리하는 아지테이터(agitator; 또는 메인 브러시) 등을 포함할 수 있다. 또한, 흡입 모듈(27)은 아지테이터의 회전을 위한 구동 모터(271)와 타이밍 벨트(272)를 포함할 수 있다.

흡입 파이프(28)는, 흡입 모듈(27)과 청소 모듈(29) 사이에 구비될 수 있다. 흡입 모듈(27)을 통해 흡입되는 먼지 또는 이물질은, 흡입 파이프(28)를 통해 이동하여 청소 모듈(29) 내의 먼지 포집부(먼지 팩 또는 먼지 통)으로 포집될 수 있다.

청소 모듈(29)은, 이물의 흡입을 위한 흡입력을 제공하는 적어도 하나의 집진 모터와, 흡입된 이물을 포집하는 먼지 포집부(예컨대, 먼지 팩 또는 먼지 통)가 내부에 수용되는 집진부를 포함할 수 있다. 상기 먼지 포집부는 집진부 또는 청소 모듈(29) 내에 착탈 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 청소 모듈(29)은 흡입된 공기를 필터링하여 외부로 배출시키기 위한 필터를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 청소 로봇(1)은 이동 프레임(22)을 고정부(21)로부터 탄성 지지하는 탄성 설정기(23), 청소 로봇(1)의 전방을 촬영하는 카메라부(24), 및 청소 로봇(1)의 전 방향에 대한 오브젝트를 감지하는 라이다 센서(25)를 더 포함할 수 있다.

도 2에서 살펴본 본체(20)의 각종 구성 요소들을 이용하여, 청소 로봇(1)은 특정 장소(예컨대, 공항 등) 내의 영역을 자유롭게 이동하면서 청소 동작을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 청소 로봇(1)에 구비된 흡입 모듈(27)은 이물을 효과적으로 흡입하기 위하여 지면과 밀착 또는 근접 배치될 수 있다. 이 경우, 청소 로봇(1)이 주행 중 지면에 존재하는 장애물(예컨대, 문턱 등)을 통과할 때, 흡입 모듈(27)이 장애물과 충돌할 수 있다. 그 결과, 흡입 모듈(27)이 손상 또는 파손됨으로써 원활한 청소 동작을 수행하지 못할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇(1)은 공항이나 터미널 등과 같은 넓은 공간에 배치되어 청소 동작을 수행하므로, 일반적인 가정용 로봇 청소기에 비해 부피 및 무게가 매우 클 수 있다. 예컨대, 청소 로봇(1)의 무게는 약 200kg 또는 그보다 클 수 있다. 이에 따라, 흡입 모듈(27)의 크기 및 무게 또한 증가할 수 있다. 크기 및 무게가 큰 흡입 모듈(27)이 지면에 고정된 문턱 등의 장애물과 충돌하는 경우, 장애물이 파손되거나 흡입 모듈(27)이 파손될 가능성은 일반적인 로봇 청소기의 경우보다 클 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 청소 로봇(1)이 지면의 장애물을 통과할 때 흡입 모듈(27)이 장애물을 타고 넘어가는 것이 가능해짐으로써, 흡입 모듈(27)의 손상 또는 파손이 방지될 수 있다. 한편, 흡입 모듈(27)이 장애물을 타고 넘어감으로써, 지면의 장애물 또한 파손되지 않을 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 흡입 모듈에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 청소 로봇에 구비된 흡입 모듈의 일 실시 예를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 흡입 모듈(27)은 아지테이터(274; 도 5 참조)의 회전을 위한 구동력을 제공하는 구동 모터(271)와 타이밍 벨트(272)를 포함할 수 있다. 아지테이터(274)는 상기 구동력을 제공받아 회전하면서, 이물을 지면으로부터 분리할 수 있다. 지면으로부터 분리되는 이물은 흡입구를 통해 흡입되어 흡입 파이프(28)를 통해 청소 모듈(29)에서 포집될 수 있다. 다만, 일부 이물은 아지테이터(274)의 브러시에 흡착되어 있을 수도 있다.

흡입 모듈(27)은, 아지테이터(274)에 흡착된 이물이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 아지테이터 커버(273)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 아지테이터 커버(273)는 아지테이터(274)의 상부를 커버함으로써, 아지테이터 (274)의 하단에서 흡착된 이물이 회전에 의해 아지테이터(274)의 상단에서 다시 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

흡입 모듈(27)은 흡입 모듈(27)의 내부(예컨대, 아지테이터(274) 등)를 보호하기 위한 흡입 모듈 프레임(275), 흡입 파이프(28)와 연결되는 흡입 파이프 연결부(276)를 더 포함할 수 있다. 특히 흡입 모듈 프레임(275)의 전방에는, 지면의 장애물을 보다 원활하게 타고 넘어가기 위한 경사면(2751)이 형성될 수 있다. 예컨대, 경사면(2751)은 흡입 모듈 프레임(275)의 하부에 비해 상부가 전방으로 돌출되는 일종의 역경사면에 해당할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇(1)은, 지면의 장애물과 접촉시 아지테이터(274) 및 흡입 모듈 프레임(275)의 승강을 가능하게 하는 승강부(277)를 구비할 수 있다.

승강부(277)는 고정부(21)와 흡입 모듈(27) 사이에 연결되어 흡입 모듈(27)을 고정부(21)에 지지하고, 흡입 모듈(27)을 상하로 승강시킬 수 있다. 승강부(277)의 세로축(2771)은 고정부(21)의 하부와 연결될 수 있고, 승강부(277)의 가로축(2773)은 흡입 모듈(27)의 흡입 모듈 프레임(275)과 연결될 수 있다. 승강부(277)의 세로축(2771)과 가로축(2773) 사이에 구비되는 연결부(2772)는, 가로축(2773)을 연결부(2772)를 축으로 회동하도록 기능할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 승강부(277)의 세로축(2771)과 가로축(2773)은 흡입 모듈(27)의 중앙을 기준으로 좌우로 각각 구비될 수 있다. 연결부(2772)는 좌우로 각각 구비된 세로축과 가로축을 서로 연결하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 승강부(277)는 보다 안정적으로 흡입 모듈(27)을 고정부(21)에 지지할 수 있다.

가로축(2773)의 길이는 세로축(2771)의 길이보다 길게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가로축(2773)은 , 길이가 길어질수록 흡입 모듈(27)을 보다 원활히 상승시킬 수 있다. 가로축(2773)의 길이가 길어지는 경우, 가로축(2773)이 연결부(2772)를 축으로 적은 각도만큼 회동하더라도, 흡입 모듈(27)의 상승 정도가 높아지기 때문이다. 또한 , 가로축(2773)의 길이가 길어질수록, 흡입 모듈(27)의 상승 시 지면으로부터 기울어지는 각도는 작아질 수 있다. 따라서, 흡입 모듈(27)이 보다 안정적으로 장애물을 타고 넘어갈 수 있다.

실시 예에 따라, 승강부(277)는 가로축(2773) 및 연결부(2772)만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 가로축(2773)은 고정부(21)의 하부에 연결될 수 있고, 연결부(2772)는 가로축(2773)과 고정부(21)의 연결 지점에 제공될 수 있다. 가로축(2773)이 연결부(2772)를 기준으로 상측으로 회동함으로써, 가로축(2773)과 연결된 흡입 모듈(27)이 상승할 수 있다. 즉 , 연결부(2772)는 고정부(21)에 대한 가로축(2773)의 회전동작을 허용할 수 있다.

실시 예에 따라, 흡입 모듈(27)은 탄성 부재(278)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 청소 로봇(1)은 일반적인 로봇 청소기에 비해 큰 무게와 부피를 가지므로, 흡입 모듈(27)의 무게 또한 상기 로봇 청소기에 비해 클 수 있다. 이 경우, 흡입 모듈(27)이 장애물을 타고 넘어갈 때, 흡입 모듈(27)의 하중으로 인해 장애물을 원활히 넘어가지 못하거나, 장애물을 손상시킬 가능성이 존재한다. 탄성 부재(278)는, 흡입 모듈(27)이 경사면(2751) 및 승강부(277)에 의해 상승하여 장애물을 넘어갈 때, 장애물에 가해지는 흡입 모듈(27)의 하중을 감소시킬 수 있다. 흡입 모듈(27)의 하중이 감소되므로 , 장애물과 흡입 모듈(27) 사이의 마찰이 감소할 수 있다. 따라서 , 흡입 모듈(27)은 장애물을 보다 원활하게 넘어갈 수 있다.

예컨대 탄성 부재(278)는 인장 스프링으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 인장 스프링의 일단은 승강부(277)의 가로축(2773)과 연결되고, 타단은 고정부(21) 또는 하방 고정부(21c)와 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 탄성 부재(278)는 흡입 모듈(27)을 기준으로 좌우로 각각 구비된 가로축과 연결될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇에 구비된 흡입 모듈의 일 측면을 보여주는 도면이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 흡입 모듈(27)은 지면에 밀착 또는 근접하여 배치되고, 지면의 이물을 흡입할 수 있다. 흡입 모듈(27)에 포함된 아지테이터(274)는, 지면과 인접하여 회전함으로써 이물을 지면으로부터 분리시킬 수 있다.

승강부에 포함된 승강부(277)는 , 흡입 모듈(27)과 고정부(21; 또는 고정부(21)에 포함된 하방 고정부(21c)) 사이에 구비되어 흡입 모듈(27)을 고정부(21)와 연결시키고 , 흡입 모듈(27)을 고정부(21)에 지지할 수 있다. 또한 , 탄성 부재(278)는 고정부(21)와 승강부(277)의 가로축(2773) 사이에 연결되어, 흡입 모듈(27)을 고정부(21)에 지지할 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(278)는 흡입 모듈(27)의 무게로 인해 인장되어 있을 수 있다.

흡입 모듈(27)은 장애물과 접촉 시, 경사면(2751) 및 승강부(277)를 이용하여 지면으로부터 상승함으로써, 장애물을 타고 넘어갈 수 있다.

실시 예에 따라, 흡입 모듈(27)은 흡입 모듈 프레임(275)의 후방에 보조 바퀴(279)를 더 포함할 수 있다. 보조 바퀴(279)는, 흡입 모듈(27)이 상승하여 지면의 장애물을 넘어갈 때, 흡입 모듈(27)의 후방과 장애물 간의 접촉으로 인한 마찰을 감소시킬 수 있다. 따라서 , 흡입 모듈(27)은 장애물을 보다 원활하게 넘어 통과할 수 있고, 흡입 모듈(27) 후방 또는 장애물에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 보조 바퀴(279)는 흡입 모듈 프레임(275)의 후방 하단에 구비될 수 있다.

즉, 탄성 부재(278)와 보조 바퀴(279)는, 크기 및 무게가 큰 흡입 모듈(27)이 장애물을 넘어갈 때 장애물에 가해지는 하중이나 장애물과의 마찰력을 감소시킴으로써, 흡입 모듈(27)의 손상이나 장애물의 손상을 방지할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇에 포함된 흡입 모듈이, 지면의 장애물을 타고 넘어가는 모습을 보여주는 도면이다.

도 7 내지 도 8을 참조하면, 청소 로봇(1)은 공항 내를 주행하면서 흡입 모듈(27)을 이용하여 지면의 이물을 흡입할 수 있다.

경우에 따라, 청소 로봇(1)은 지면에 고정되어 있는 작은 크기의 장애물(예컨대, 문턱 등)과 접촉하게 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇(1)에 포함된 흡입 모듈(27)은, 장애물(OB)과 접촉하는 경우 흡입 모듈 프레임(275)의 전방에 형성된 경사면(2751)을 이용하여 장애물(OB)을 타고 넘어갈 수 있다. 흡입 모듈(27)이 장애물(OB)을 보다 원활하게 타고 넘어가기 위하여, 청소 로봇(1)에 포함된 승강부(277)의 가로축(2773)은 상측으로 회동하고, 가로축(2773)이 상측으로 회동함에 따라 가로축(2773)과 연결된 흡입 모듈(27)이 상승될 수 있다. 흡입 모듈(27)이 장애물(OB)을 타고 오르는 경우, 탄성 부재(278)는 흡입 모듈(27)의 하중을 감소시킴으로써, 흡입 모듈(27)과 장애물(OB) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.

실시 예에 따라 흡입 모듈(27)의 후방에 보조 바퀴(279)가 구비된 경우, 보조 바퀴(279)는 흡입 모듈(27)의 후방과 장애물(OB)의 접촉 시 접촉면을 따라 회전함으로써, 흡입 모듈(27)과 장애물(OB) 간의 마찰을 최소화할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇(1)은 공항과 같은 넓은 공간에서 이동하며 청소 동작을 수행하므로, 일반적인 가정용 로봇 청소기에 비해 큰 부피 및 무게를 가질 수 있다. 이러한 청소 로봇(1)에 포함된 흡입 모듈(27) 또한 부피 및 무게가 클 수 있다. 부피 및 무게가 큰 흡입 모듈(27)이 장애물(OB)과 충돌하는 경우, 충돌에 의해 서로에게 가해지는 힘이 클 수 있다. 따라서, 흡입 모듈(27) 또는 장애물(OB)이 충돌에 의해 파손될 가능성이 높아지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 청소 로봇(10)의 흡입 모듈(27)은, 장애물(OB)과의 접촉 시 경사면(2751)과 승강부(277)를 이용하여 상승함으로써 장애물(OB)을 타고 넘어갈 수 있다. 따라서, 흡입 모듈(27)과 장애물(OB)이 접촉하더라도, 흡입 모듈(27)의 파손이나 손상을 방지하여 유지비용을 절감할 수 있다. 흡입 모듈(27)뿐 아니라, 장애물(OB)의 파손이나 손상 또한 방지될 수 있다.

또한, 청소 로봇(1)은 흡입 모듈(27)이 장애물(OB)을 타고 넘어갈 때, 흡입 모듈(27)이 장애물(OB)에 가하는 하중을 감소시키는 탄성 부재(278)와, 흡입 모듈(27)의 후방에 구비되는 보조 바퀴(279)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 흡입 모듈(27)의 하중으로 인해 장애물(OB)이 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 흡입 모듈(27)과 장애물(OB) 사이의 마찰력이 감소함으로써, 흡입 모듈(27)은 장애물(OB)을 보다 원활하게 타고 넘어갈 수 있다.

비록 도시되지는 않았으나, 탄성 부재(278)는 승강부(277)의 가로축과 연결되지 않고, 흡입 모듈 프레임(275)과 연결될 수도 있다.

또한, 흡입 모듈 프레임(275)의 후방 하단에는, 보조 바퀴(279) 대신 장애물과의 마찰을 감소시킬 수 있는 다른 구성이 구비될 수 있다. 예컨대, 흡입 모듈 프레임(275)의 후방 하단은 마찰력이 적은 재질로 구현될 수 있다.

뿐만 아니라, 흡입 모듈 프레임(275)의 후방에는 흡입 모듈(27)의 하강 시 하강 속도를 낮추도록 기능하는 경사면이 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡입 모듈(27)이 장애물을 타고 넘어간 후 하강 시, 급작스러운 하강에 따라 흡입 모듈(27)에 포함된 구성들에 가해질 수 있는 충격이 감소될 수 있다.

Claims

지면의 이물을 상기 지면으로부터 분리하는 아지테이터;
상기 아지테이터의 외부에 구비되고, 경사면이 형성되는 흡입 모듈 프레임;
상기 아지테이터와 상기 흡입 모듈 프레임을 포함하는 흡입 모듈;
주행을 위한 주행부;
상기 주행부와 연결되는 고정부;
상기 흡입 모듈과 상기 고정부를 연결하고, 상기 흡입 모듈을 지면으로부터 승강시키는 승강부; 및
상기 고정부와 상기 승강부 사이에 연결되는 탄성 부재를 포함하고,
상기 승강부는,
세로축, 가로축, 및 상기 세로축과 상기 가로축 사이에 구비되는 연결부를 포함하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 세로축은 상기 고정부와 연결되고,
상기 가로축은 상기 흡입 모듈 프레임과 연결되는 청소 로봇.
제2항에 있어서,
상기 가로축의 길이는 상기 세로축의 길이보다 길게 형성되는 청소 로봇.
제2항에 있어서,
상기 가로축은 상기 연결부를 축으로 상측으로 회동하는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재는,
상기 흡입 모듈의 하중을 감소시키는 인장 스프링으로 구현되는 청소 로봇.
제1항에 있어서,
상기 흡입 모듈은,
상기 흡입 모듈 프레임의 후방 하단에 구비되는 보조 바퀴를 더 포함하는 청소 로봇.
지면의 이물을 흡입하는 흡입 모듈;
상기 흡입 모듈과 연결되는 고정부; 및
상기 흡입 모듈과 상기 고정부 사이에 구비되는 승강부를 포함하고,
상기 승강부는,
상기 고정부와 연결되는 세로축;
상기 흡입 모듈과 연결되는 가로축; 및
상기 세로축과 상기 가로축 사이에 구비되는 연결부를 포함하고,
상기 가로축은 상기 연결부를 기준으로 상측으로 회동하는 청소 로봇.
제7항에 있어서,
상기 고정부와 상기 가로축 사이에 구비되어, 상기 청소 모듈의 하중을 감소시키는 탄성 부재를 더 포함하는 청소 로봇.
이동을 위한 주행부;
상기 주행부와 연결되는 고정부;
지면의 이물을 상기 지면으로부터 분리하는 아지테이터;
상기 아지테이터와 함께 상기 고정부에 대하여 회동하고, 상기 주행부의 주행 방향을 기준으로 전방에 경사면이 형성되는 흡입 모듈 프레임;
상기 흡입 모듈 프레임과 체결되는 가로축; 및
상기 가로축과 상기 고정부의 연결 지점에 제공되어, 상기 고정부에 대한 상기 가로축의 회전동작을 허용하는 연결부를 포함하는 청소 로봇.