(57)【要約】【課題】自動走行ロボットが使用者によって持ち上げられた場合、それに応答して駆動中のロボットを停止させることにより、使用者を保護する。【解決手段】本発明は、掃除機のような自動走行ロボットに関するもので、より詳細には、自動走行ロボットの持ち上がりを感知するための装置に関するものである。このような本発明の装置は、自動走行ロボットの持ち上がり状態を感知するための感知部と、前記感知部の出力信号によって自動走行ロボットの駆動を停止させる制御部とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動走行ロボットの駆動中、本体が持ち上がった場合、持ち上がり感知信号を発生させ、当該持ち上がり感知信号によって自動走行ロボットの駆動を停止させる自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項２】
前記自動走行ロボットの駆動中、本体の持ち上がりを感知して持ち上がり感知信号を生成して出力する少なくとも一つ以上の感知部と；
前記自動走行ロボットの駆動を制御しながら、前記感知部から入力される持ち上がり感知信号によって前記自動走行ロボットの駆動を停止させる駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力する制御部と；
を具備することを特徴とする請求項１に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項３】
緩衝材が内蔵され、車輪緩衝の役割をするように上下垂直運動をするスライディング管の一側に、前記感知部と対向するように付設される感知突起を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項４】
補助車輪を固定しながら、前記感知部と対向するように本体の下端部の一方の側に付設され、上下に移動可能な固定部を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項５】
前記感知部は、前記感知突起または前記固定部との接触によって、異なるレベルの信号を出力する接触センサーを具備することを特徴とする請求項３または４に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項６】
前記感知部は、前記感知突起または前記固定部に赤外線信号を出力し、前記感知突起または前記固定部から反射されて入力される赤外線信号によって、異なるレベルの信号を出力する赤外線センサーを具備することを特徴とする請求項３または４に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記少なくとも一つ以上の感知部全てから持ち上がり感知信号が入力された場合、前記自動走行ロボットが持ち上げられたものと判断して、前記自動走行ロボットの駆動を停止させる駆動停止信号を生成して前記駆動モーターに出力し、
前記感知部から持ち上がり感知信号が入力されない場合、前記自動走行ロボットの持ち上がり状態が解消されたものと判断して、前記自動走行ロボットの駆動を再開させる駆動再開信号を生成して前記駆動モーターに出力することを特徴とする請求項３または４に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項８】
自動走行ロボットと床面との距離を測定し、感知された距離を演算して墜落及び持ち上がりを判断し、それによって前記自動走行ロボットの駆動方向を変更させたり、または駆動を停止させる自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項９】
前記自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、
前記自動走行ロボットの一方の側に形成されて底面との距離を測定し、測定された距離によって、それぞれ異なる距離信号を出力する複数の墜落防止センサーと；
前記墜落防止センサーから入力される距離信号によって、前記自動走行ロボットの墜落危険または持ち上がりを感知し、墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号を生成して出力する感知部と；
前記自動走行ロボットの駆動を制御しながら、前記感知部から入力される墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号によって、前記自動走行ロボットの駆動方向を変更したり、駆動を停止させる駆動方向変更信号または駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力する制御部と；
を具備することを特徴とする請求項８に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項１０】
前記感知部は、
前記複数の墜落防止センサーのうちいずれか一つまたは一部から入力される距離信号が既設定された距離以上である場合、前記自動走行ロボットの墜落危険と判断して、墜落危険感知信号を生成して出力し、
前記複数の墜落防止センサー全てから入力される距離信号が既設定された距離以上である場合、前記自動走行ロボットが持ち上げられたと判断して、持ち上がり感知信号を生成して出力することを特徴とする請求項９に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項１１】
前記感知部は、
前記複数の墜落防止センサー全てから入力される距離信号が既設定された距離未満である場合、前記自動走行ロボットの持ち上がり状態が解消されたものと判断して、持ち上がり解消信号を生成して出力し、
前記制御部は、
前記感知部から持ち上がり解消信号が入力されたら、前記自動走行ロボットの駆動を再開させる駆動再開信号を生成して、前記駆動モーターに出力することを特徴とする請求項１０に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【請求項１２】
前記墜落防止センサーは、底面に赤外線信号を出力し、底から反射されて入力される赤外線信号によって、それぞれ異なるレベルの信号を出力する赤外線センサーを具備することを特徴とする請求項９に記載の自動走行ロボットの持ち上がり感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動走行ロボットに関するもので、より詳細には、自動走行ロボットの持ち上がり感知センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、愛玩用ロボット、掃除用ロボットなど（以下、‘自動走行ロボット’という）は、使用者の特定方向制御なしで自ら走行し、障害物感知センサー、墜落防止センサー、圧力センサーなどのような多様なセンサーを介して走行制御が行われるのが一般的である。
【０００３】
従来の自動走行ロボットは、一般的に障害物感知センサーとして赤外線センサーを利用し、特定動作を遂行して走行しながら赤外線センサーの発光部を介して赤外線を発生する。そして、障害物から反射されて戻ってくる赤外光を受光部を介して受光して障害物の存在有無を判別し、障害物が感知されたら、走行方向を変更して障害物を回避することになる。
【０００４】
しかし、前記のような従来の自動走行ロボットは、主に前方の障害物感知または墜落防止のためのセンサーだけ使用するので、例えばロボットの本体が持ち上がった状況を感知することができなかった。
【０００５】
例えば、子供が好奇心などからロボットの本体を持ち上げた場合、子供の安全のために駆動中のロボットを停止させる必要がある。また、自動走行ロボットが壁暖炉に向かって直進する場合も、使用者がロボット本体を持ち上げることがある。このような場合も、やはり使用者の安全のために駆動中のロボットを停止させる必要があるが、現在のシステムたちはこのような機能が付加されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、このような従来の技術の問題点を解決するために創案されたもので、予期せぬ状況で自動走行ロボットが持ち上げられた場合、これを感知してロボットの駆動を停止させることによって、使用者を保護することができる自動走行ロボットの持ち上がり感知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記のような目的を達成するための本発明の好ましい様状による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、
前記自動走行ロボットの駆動中、本体の持ち上がりを感知して持ち上がり感知信号を生成して出力する少なくとも一つ以上の感知部と；前記自動走行ロボットの駆動を制御しながら、前記感知部から入力される持ち上がり感知信号によって前記自動走行ロボットの駆動を停止させる駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力する制御部とを具備することを特徴とする。
【０００８】
前述したような本発明の特徴によると、自動走行ロボットが使用者によって持ち上げられた場合、それに応答して駆動中のロボットを停止させることによって、使用者を保護することができる。
【０００９】
本発明のまた別の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、
自動走行ロボットの一方の側に形成されて床面との距離を測定し、測定された距離によって、それぞれ異なる距離信号を出力する複数の墜落防止センサーと；前記墜落防止センサーから入力される距離信号によって、前記自動走行ロボットの墜落危険または持ち上がりを感知し、墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号を生成して出力する感知部と；前記自動走行ロボットの駆動を制御しながら、前記感知部から入力される墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号によって、前記自動走行ロボットの駆動方向を変更したり、駆動を停止させる駆動方向転換信号または駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力する制御部と；を具備することを特徴とする。
【００１０】
このような本発明も、自動走行ロボットが使用者によって持ち上げられた場合、それに応答して駆動中のロボットを停止させることによって、使用者を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の説明において、係る公知機能あるいは公知構成に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不要に不明確にする可能性があると判断される場合、それに関する詳細な説明は省略することにする。
【００１２】
以下、図１は、本発明の実施例による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の一構成要素である感知部１６０の位置を説明するための断面図を示したもので、図２は、図１に図示した感知部１６０の出力信号発生過程を説明するための回路図を示したものである。
【００１３】
まず、本発明の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、大きく分類すると、自動走行ロボットの持ち上がり状態を感知するための感知部１６０と、前記感知部１６０の出力信号によって自動走行ロボットの駆動を停止させる制御部とで具現され得る。
【００１４】
つまり、本発明の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、図１に図示されているように、装着部材１１０と、車輪１２０と、スプリング１３０と、スライディング管１４０と、を具備する自動走行ロボットの駆動部に、感知突起１５０と感知部１６０とを更に形成し、その感知突起１５０と感知部１６０の接触可否によって発生される電気的な信号が制御部に入力されることによって、ロボットの持ち上がり状態を感知することができるように具現されたものである。
【００１５】
より具体的に、前記装着部材１１０は、自動走行ロボット本体の一端に固定され、自動走行ロボットの駆動部をなす基本フレームとなる。このような装着部材１１０を軸にしてスライディング管１４０は上下に動くことができる。
【００１６】
一方、車輪１２０は、スライディング管１４０と各々独立的に装着されて連結されており、前記自動走行ロボットの移動を可能にし、安全に均衡をたもって走行できるようにする。そして、スプリング１３０は、前記車輪１２０に弾性力を与えるための構成であり、スライディング管１４０内に装着される。前記スプリング１３０は、前記車輪１２０が地面（又は床）についている場合、（ａ）のように圧縮し、地面（又は床）から離れている場合、（ｂ）のように伸張して車輪１２０に弾性力を与える。
【００１７】
前記スライディング管１４０は、前記装着部材１１０を軸にして上下垂直に動くことによって、前記車輪１２０の緩衝の役割をする。前記スライディング管１４０は、（ａ）のように車輪１２０が地面についている場合、前記スプリング１３０が圧縮して前記装着部材１１０の上部と接触し、（ｂ）のように車輪１２０が地面から離れている場合、スプリング１３０が伸張して地面に向かって下がることになる。
【００１８】
一方、感知突起１５０は、前記スライディング管１４０の一方の側の端部に形成され、感知部１６０と相対的に運動する。
【００１９】
前記感知部１６０は、自動走行ロボットの持ち上がり状態を感知するもので、前記感知突起１５０と対応する位置に装着される。このような感知部１６０は、前記感知突起１５０との距離を感知することのできる赤外線センサーなどのような各種センサー、または前記感知突起１５０との接触可否によって、それぞれ異なる信号を発生する接触センサー、例えばスイッチで具現することができる。本発明の実施の形態では、前記感知部１６０を図２に図示したようなスイッチＳＷ及び多数の抵抗素子で構成した場合とした。
【００２０】
以下、図１と図２を参照して、本発明の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の動作を説明すると、まず図１の（ａ）のように自動走行ロボットが地面に沿って走行中なら、スプリング１３０は圧縮され、スライディング管１４０は装着部材１１０上部と接触することによって、前記スライディング管１４０の一端に形成された感知突起１５０と感知部１６０はお互い分離状態を維持する。
【００２１】
従って、図２（ａ）に図示されているような回路連結を有する制御部２００は、ハイレベルの捩り感知信号の入力を受けることによって、現在自動走行ロボットが正常的に走行中であるものと判断する。
【００２２】
しかし、自動走行ロボットが図１の（ｂ）でのように使用者などによって持ち上げられた場合、車輪１２０は地面から離れることになり、これと同時にスプリング１３０は伸張され、スライディング管１４０は地面に向かって下がることになる。このような場合、前記スライディング管１４０の一端に形成された感知突起１５０は感知部１６０と接触する。
【００２３】
感知突起１５０と感知部１６０が接触すると、感知部１６０は、本体が持ち上がったことを感知する持ち上がり感知信号を生成して前記制御部２００に出力する。
【００２４】
従って、図２（ｂ）に図示されているような回路連結を有する制御部２００は、ローレベルの持ち上がり感知信号の入力を受けることによって、制御部は自動走行ロボットが持ち上がったものと判断して、前記自動走行ロボットの駆動を停止させる駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力し、駆動中のモーターの駆動を停止させる。
【００２５】
これによって、自動走行ロボットを持ち上げた使用者は、ロボットを停止させるための別途のアクションが必要ないので便利になり、また駆動中のロボットによって負う可能性のある身体への損傷の恐れもなくなる。
【００２６】
本発明の好適な形態によると、前記制御部は、少なくとも一つ以上の感知部全部から持ち上がり感知信号が入力された場合、前記自動走行ロボットが持ち上げられたものと判断して、前記自動走行ロボットの駆動を停止させる駆動停止信号を生成して前記駆動モーターに出力するのが好ましい。
【００２７】
本発明の別の形態によると、前記制御部は、前記感知部から持ち上がり感知信号が入力されない場合、前記自動走行ロボットの持ち上がり状態が解消されたものと判断して、前記自動走行ロボットの駆動を再開させる駆動再開信号を生成して前記駆動モーターに出力するのが好ましい。
【００２８】
一方、本発明のまた別の実施の形態において、墜落防止のための一般自動走行ロボットに設置されるセンサー、つまり墜落防止センサー（クリフ（絶壁）センサーとも言う）を利用して自動走行ロボットの持ち上がりを感知することもできる。前記墜落防止センサーは、地面との距離を感知するためのセンサーで、赤外線センサーで具現可能であり、自動走行ロボット本体の下端部に多数装着される。一般的に、自動走行ロボットの制御部は、前記墜落防止センサーの送信部を介して放射される信号の受信時間が設定時間を超過すると、墜落の危険があるものと判断して進行方向を変更することによって、墜落地点を回避するようにシステム制御する。
【００２９】
本発明の好適な形態によると、自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、自動走行ロボットの一側に形成されて底面（床）との距離を測定し且つ測定された距離によって、それぞれ異なる距離信号を出力する、多数の墜落防止センサーを具備することができる。
【００３０】
前記墜落防止センサーは、測定された距離によって距離信号を感知部に出力し、感知部は、入力される距離信号によって前記自動走行ロボットの墜落危険または持ち上がりを感知して墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号を生成して出力することができる。
【００３１】
制御部は、前記感知部から入力される墜落危険感知信号または持ち上がり感知信号によって前記自動走行ロボットの駆動方向を変更したり、駆動を停止させる駆動方向転換信号または駆動停止信号を生成して駆動モーターに出力することができる。
【００３２】
本発明の別の形態によると、前記感知部は、前記多数の墜落防止センサーのうちいずれか一つ、または一部から入力される距離信号が既設定された距離以上である場合、前記自動走行ロボットの墜落危険と判断して墜落危険感知信号を生成して出力し、前記多数の墜落防止センサー全てから入力される距離信号が既設定された距離以上である場合、前記自動走行ロボットの持ち上がりと判断して持ち上がり感知信号を生成して出力するのが好ましい。
【００３３】
本発明の更に別の形態によると、前記感知部は、前記墜落防止センサー全てから入力される距離信号が既設定された距離未満である場合、前記自動走行ロボットの持ち上がり状態が解消されたものと判断して持ち上がり解消信号を生成して出力し、前記制御部は、前記感知部から持ち上がり解消信号が入力されたら、前記自動走行ロボットの駆動を再開させる駆動再開信号を生成して前記駆動モーターに出力するのが好ましい。
【００３４】
以下では、上述した多数の墜落防止センサーを利用して自動走行ロボットの持ち上がり可否を判断する方法を図３を参照して説明する。
【００３５】
まず、自動走行ロボットの制御部２００は、使用者の命令によって走行（Ｓ１０段階）する。走行方向にクリフ（cliff）が位置するかを感知するために、自動走行ロボットの下端部に装着された墜落防止センサー各々の赤外線送信部は、制御部２００の制御によって赤外線信号を放射（Ｓ２０段階）する。赤外線信号の放射を制御した制御部２００は、墜落防止センサーの赤外線受信部を介して赤外線信号の受信時間をチェックする。そして、赤外線信号の受信時間が予め記憶された時間Ｎを超過するかを検査（Ｓ３０段階）する。前記Ｎは、クリフ（Cliff）を判別するために設定される時間より大きな値に設定するのが好ましい。
【００３６】
もし、Ｓ３０段階の検査結果、具備された多数の墜落防止センサーのうち一つ、または一部だけが赤外線信号の受信時間がＮを超過し、一部に対して赤外線信号の受信時間がＮを超過しないものと判明されたら、制御部２００は、走行方向周辺にクリフが存在するものと判断し、それによって方向を変更する。しかし、墜落防止センサー全てに対して赤外線信号の受信時間がＮを超過するものと判明されたら、制御部２００は、自動走行ロボットが使用者によって持ち上げられたものと判断して、駆動中のモーターを停止（Ｓ４０段階）させ、本発明の実施の形態による方法を終了させる。
【００３７】
これによって、自動走行ロボットを持ち上げた使用者は、ロボットを停止させるための別途のアクションが必要ないので便利さを有することになるもので、駆動中のロボットによって負う可能性のある身体への損傷の恐れもなくなるのである。
【００３８】
以下、図４と図５を参照して、本発明のまた別の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がりを感知することができる装置とその動作に関して説明する。
【００３９】
まず、本発明の更に別の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置も、図１でのように感知部と制御部２００とで具現可能である。本発明の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置は、図４に図示されているように、補助車輪１７０を具備した自動走行ロボットに感知部１６０を装着し、固定部１８０と感知部１６０との分離によって制御部２００が持ち上げられた状態を認識できるように具現することができる。
【００４０】
図４を参照すると、補助車輪１７０は、自動走行ロボットの下端部の一端中央に位置し、固定部１８０に連結され、前記自動走行ロボットがより安全に均衡をたもって走行できるように車輪１１０を補助する。
【００４１】
固定部１８０は、前記補助車輪１７０の駆動軸で、前記自動走行ロボットに固定されていないので、前記補助車輪１７０と連動して上下に動くことができる。つまり、前記固定部１８０は、前記補助車輪１７０が地面についている場合、上に向かい、補助車輪１７０が地面から離れている場合、地面に向かって下りてくる。
【００４２】
一方、感知部１６０は、自動走行ロボットの持ち上がりを感知するためのもので、前記固定部１８０と対向する位置のロボット本体に装着される。このような感知部１６０は、前記固定部１８０との距離を感知することができるセンサーで具現可能である。場合によっては、前記固定部１８０との接触可否によって、それぞれ異なる信号を発生させるスイッチで具現されることもできる。本発明の実施の形態では、前記感知部１６０を図５に図示されているようなスイッチＳＷ及び多数の抵抗素子で構成した場合とした。
【００４３】
以下、図４と図５を参照して、本発明の更にまた別の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の動作を説明すると、まず図４の（ａ）のように自動走行ロボットが地面に沿って走行中なら、固定部１８０は、感知部１６０と接触する。従って、図５（ａ）に図示されているような回路連結を有する制御部２００は、ローレベルの捩り感知信号の入力を受けることによって、現在自動走行ロボットが正常的に走行中であると判断する。
【００４４】
しかし、自動走行ロボットが図４の（ｂ）でのように、使用者などによって持ち上げられた場合、補助車輪１７０は地面から離れることになり、それと同時に固定部１８０も感知部１６０と分離される。
【００４５】
従って、図５（ｂ）に図示されているような回路連結を有する制御部２００は、ハイレベルの持ち上がり感知信号の入力を受信することによって、制御部２００は、自動走行ロボットが持ち上がったものと判断して駆動中のモーターの駆動を停止させることができるようになるのである。
【００４６】
これによって、自動走行ロボットを持ち上げた使用者は、ロボットを停止させるための別途のアクションが必要ないので便利になり、また駆動中のロボットによって負う可能性のある身体への損傷の恐れもなくなるのである。
【００４７】
上述したように、本発明の実施例によると、自動走行ロボットが火災の危険性がある場所に向かって走行したり、または子供が好奇心から持ち上げた場合など、予期できなかった急な状況によって前記自動走行ロボットが持ち上げられた時、これを自ら感知してモーターの駆動を停止させることによって、使用者を保護することができる長所があるのは勿論、駆動停止のための別途の操作が必要ないという長所がある。
【００４８】
本発明は、添付の図面を参照して好適な実施の形態を中心に記述されたが、当業者ならこのような記載から本発明の範囲を脱することなく、たくさんの多様で自明な変形形態が可能であることが明白である。従って、このようなたくさんの変形例を含むように記述された特許請求の範囲によって、本発明は解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の一構成要素である感知部の位置を説明するための断面図である。
【図２】図１に図示された感知部の出力信号発生過程を説明するための回路図である。
【図３】本発明のまた別の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の更に別の実施の形態による自動走行ロボットの持ち上がり感知装置の一構成要素である感知部の位置を説明するための断面図である。
【図５】図４に図示した感知部の出力信号発生過程を説明するための回路図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１０    装着部材
１２０    車輪
１３０    スプリング
１４０    スライディング管
１５０    感知突起
１６０    感知部
【図１】
2006281436.tif 000003
【図２】
2006281436.tif 000004
【図３】
2006281436.tif 000005
【図４】
2006281436.tif 000006
【図５】
2006281436.tif 000007