(57)【要約】【課題】  本発明は簡単な構造で障害物を検知することができる掃除ロボットを提供する。【解決手段】  本発明の掃除ロボットは、走行のための駆動部および汚物除去のための掃除部を有するロボット本体と、ロボット本体に動き自在に設けられ、障害物との衝突から前記ロボット本体を保護するバンパーユニットと、バンパーユニットを多方向へ動き自在に保持し、バンパーユニットと障害物との衝突を検知するセンサユニットと、センサユニットから検知された信号により障害物を回避するよう駆動部を制御する制御部と、を含む。【選択図】図２
2008296007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行のための駆動部および汚物除去のための掃除部を有するロボット本体と、
前記ロボット本体に動き自在に設けられ、障害物との衝突から前記ロボット本体を保護するバンパーユニットと、
前記バンパーユニットを多方向へ動き自在に保持し、前記バンパーユニットと障害物との衝突を検知するセンサユニットと、
前記センサユニットから検知された信号により障害物を回避するよう前記駆動部を制御する制御部と、
を含むことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項２】
前記センサユニットは、
前記バンパーユニットを多方向へ動き自在に保持する保持部材と、
前記保持部材の動きを検知するセンサ部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項３】
前記保持部材は前記バンパーユニットの略中心部の一点を多方向へ回転自在に保持することを特徴とする請求項２に記載の掃除ロボット。
【請求項４】
前記センサユニットは前記バンパーユニットによって稼動されるジョイスティック型センサを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の掃除ロボット。
【請求項５】
前記バンパーユニットは、
前記ロボット本体に設けられるバンパー部材と、
前記バンパー部材の外部を取り囲む弾性材質の保護部材と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の掃除ロボット。
【請求項６】
前記バンパーユニットは前記ロボット本体の外側面から突出しないように前記ロボット本体に設けられることを特徴とする請求項５に記載の掃除ロボット。
【請求項７】
前記バンパー部材は、前記保持部材を中心に掃除を行なう掃除位置と障害物との衝突位置へと動き自在であることを特徴とする請求項５に記載の掃除ロボット。
【請求項８】
前記保持部材は、一端は前記バンパー部材を保持し、他端は前記ロボット本体に設けられる保持部材のホルダーに回転自在に挿入されることを特徴とする請求項７に記載の掃除ロボット。
【請求項９】
前記ロボット本体の走行距離および走行経路上の障害物を検知する走行センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項１０】
前記制御部は前記センサユニットから検知された信号により前記掃除部の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項１１】
走行のための駆動部および汚物除去のための掃除部を有するロボット本体と、
前記ロボット本体に多方向へ動き自在に設けられ、障害物との衝突から前記ロボット本体を保護するバンパーユニットと、
を含むことを特徴とする掃除ロボット。
【請求項１２】
前記バンパーユニットは、
前記ロボット本体に設けられるバンパー部材と、
前記バンパー部材の外部を取り囲む弾性材質の保護部材と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の掃除ロボット。
【請求項１３】
前記バンパーユニットは前記ロボット本体の外側面から突出しないように前記ロボット本体に設けられることを特徴とする請求項１２に記載の掃除ロボット。
【請求項１４】
前記バンパーユニットの略中心部の一点を前記ロボット本体に多方向へ回転自在に保持させる保持部材を含むことを特徴とする請求項１２に記載の掃除ロボット。
【請求項１５】
前記バンパー部材は、前記保持部材を中心に掃除を行なう掃除位置と障害物との衝突位置へと動き自在であることを特徴とする請求項１４に記載の掃除ロボット。
【請求項１６】
前記保持部材には前記バンパーユニットの動きを検知するセンサ部が設けられることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の掃除ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は掃除ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
掃除ロボットは、ユーザの操作なしで掃除しようとする区域を自ら走行しながら自動で掃除する機器である。
【０００３】
このような掃除ロボットは、本体、前記本体に設けられ汚物を吸引する掃除部、前記本体を走行させる駆動部、前記本体を保護するバンパーユニット、及び前記本体の走行を制御する制御部などを含む。ここで、上記掃除部は一般の真空掃除機と同様に、吸引ブラシ、フィルタが設けられた汚物収去箱、及び吸引モータを含む。
【０００４】
一方、前記バンパーユニットは前記本体の外観を形成し、そのバンパーユニットの内側には前記バンパーユニットと障害物との衝突を検知する複数の障害物センサが設けられる。ここで、前記複数の障害物センサは、多方向において衝突する障害物をそれぞれ検知するためにそれぞれ個別に動作される接点センサである。そのため、障害物検知のための構成が複雑であり製造コストが上昇する問題点がある。
【０００５】
また、前記バンパーユニットは前記本体を保護するために前記本体から突出するように設けられる。その結果、前記掃除ロボットの外観を阻害する要因となるだけではなく、障害物と衝突した場合、バンパーユニットが損傷する原因となる。
【特許文献１】韓国公開特許第２００４−６０１３８９２号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２００４−００９６２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述の問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は簡単な構造で障害物が検知できるように構造の改善された掃除ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するための本発明に係る掃除ロボットは、走行のための駆動部および汚物除去のための掃除部を有するロボット本体と、前記ロボット本体に動き自在に設けられ、障害物との衝突から前記ロボット本体を保護するバンパーユニットと、前記バンパーユニットを多方向へ動き自在に保持し、前記バンパーユニットと障害物との衝突を検知するセンサユニットと、前記センサユニットから検知された信号により障害物を回避するよう前記駆動部を制御する制御部と、を含む。
【０００８】
本発明の好適な一実施形態によると、前記センサユニットは、前記バンパーユニットを多方向へ動き自在に保持する保持部材と、前記保持部材の動きを検知するセンサ部と、を含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記保持部材は前記バンパーユニットの大略中心部の一点を多方向へ回転自在に保持することが好ましい。
【００１０】
また、前記センサユニットは前記バンパーユニットによって稼動されるジョイスティック型センサを含むことが好ましい。
【００１１】
また、前記バンパーユニットは、前記ロボット本体に設けられるバンパー部材と、前記バンパー部材の外部を取り囲む弾性材質の保護部材と、を含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記バンパーユニットは前記ロボット本体の外側面から突出しないように前記ロボット本体に設けられることが好ましい。
【００１３】
また、前記バンパー部材は、前記保持部材を中心に掃除を行なう掃除位置と障害物との衝突位置へと動き自在であることが好ましい。
また、前記保持部材は、一端は前記バンパー部材を保持し、他端は前記ロボット本体に設けられる保持部材のホルダーに回転自在に挿入されることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は前記ロボット本体の走行距離および走行経路上の障害物を検知する走行センサを含むことが好ましい。
【００１５】
また、前記制御部は前記センサユニットから検知された信号により前記掃除部の駆動を制御することが好ましい。
本発明の他の側面による掃除ロボットは、走行のための駆動部および汚物除去のための掃除部を有するロボット本体と、前記ロボット本体に多方向へ動き自在に設けられ、障害物との衝突から前記ロボット本体を保護するバンパーユニットと、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、障害物とバンパーユニットとが衝突した時に位置移動されるバンパー部材の動きを一つのジョイスティック型センサユニットが検知することで、障害物と衝突したか否かを簡単に検知して制御することができ、さらに製造コストが削減される。
【００１７】
また、ロボット本体と共に滑らかな掃除ロボットの外観を形成するようにバンパーユニットを構成することにより、掃除ロボットの見た目を向上させることができる。更に、前記バンパーユニットがバンパー部材を保護する弾性材質の保護部材を含むことで、障害物との衝突時に破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態に係る掃除ロボットを詳説する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る掃除ロボットは、ロボット本体１０、バンパーユニット２０、センサユニット３０、及び制御部４０を含む。
【００２０】
前記ロボット本体１０は走行のための駆動部及び汚物除去を行なうための掃除部を有する。
【００２１】
前記駆動部は図示されていない駆動モータとこの駆動モータの駆動力によって駆動される駆動輪１１を含む。
【００２２】
前記掃除部は、図示されていない吸引モータから発生された吸引力によって回転され被掃除面の汚物をクリーニングするように吸引口１２に設けられるブラシ部材（図示せず）を含む。前記吸引口１２を介して吸引された汚物は汚物分離フィルタによって分離された後、図示されていない集塵手段によって集塵される。
【００２３】
このような掃除部の技術構成は一般的な真空掃除機の技術構成とほぼ同様であるから、詳細な説明及び図示は省略する。
【００２４】
一方、前記ロボット本体１０には、外部へ信号を送出し、反射された信号を受信できるようにロボット本体１０の側面の周辺に配置され走行距離及び障害物などを検出する走行センサ（図示せず）が設けられる。また、前記ロボット本体１０には自ら走行するために電源を保存するバッテリ（図示せず）などが設けられる。
【００２５】
前記バンパーユニット２０は前記ロボット本体１０に設けられ、障害物との衝突からロボット本体１０を保護する。具体的に、前記バンパーユニット２０はロボット本体１０の走行経路に急に出現する障害物によって前記障害物とロボット本体１０とが衝突する場合にその衝撃を緩和させることにより、ロボット本体１０の損傷を防止する。
【００２６】
このようなバンパーユニット２０は前記ロボット本体１０の走行方向を基準に前面と両側面の一部をカバーするように設けられる。すなわち、前記バンパーユニット２０はロボット本体１０が図１に示されているように円板型である場合、半円のリング状に形成される。
【００２７】
前記バンパーユニット２０は前記ロボット本体１０に保持されるバンパー部材２１及びこのバンパー部材２１を保護する保護部材２２を含む。
【００２８】
前記バンパー部材２１は図４Ａないし図５Ｂに示すように、障害物（Ｐ）と衝突した時に動けるように、ロボット本体１０の適所に遊動自在に保持される。前記保護部材２２は前記バンパー部材２１をカバーするように形成される。
【００２９】
ここで、前記保護部材２２は前記ロボット本体１０の全体的な見た目を考慮し、バンパーユニット２０が設けられないロボット本体１０の後面及び後側面から突出しないように形成される。すなわち、前記バンパーユニット２０は前記ロボット本体１０から所定深さで引き込まれて設けられるので、掃除ロボットの滑らかな外面を形成することができるのである。
【００３０】
前記バンパー部材２１は衝撃に強いプラスチックなどから形成され、前記保護部材２２は外力によって弾性変形され内部のバンパー部材２１を保護することができるゴムのような弾性材質から形成されることが好ましい。しかし、前記バンパー部材２１と保護部材２２の材質は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３１】
前記のようなバンパーユニット２０の構成により、障害物（Ｐ）と掃除ロボットとが衝突してもバンパーユニット２０が衝突時の衝撃を緩和させることができ、ロボット本体１０を安全に保護することができる。また、前記バンパー部材２１を保護する別の弾性材質の保護部材２２が設けられることにより、衝撃によるバンパー部材２１の破損も防止することができる。
【００３２】
前記センサユニット３０は前記バンパーユニット２０の動きに連動し、前記バンパーユニット２０と障害物とが衝突するか否かを検知する。このようなセンサユニット３０は前記走行センサ（図示せず）によって走行中に検出されなかった障害物（Ｐ）とバンパーユニット２０とが衝突するか否かを検知する。このようなセンサユニット３０は図２及び図３に示されているように、保持部材３１とセンサ部３２を含む。
【００３３】
前記保持部材３１は前記バンパー部材２１を多方向へ動き自在に保持する。具体的に、前記保持部材３１はバンパー部材２１の大体中心部の一点を動き自在に保持する。これにより、前記バンパー部材２１は前記保持部材３１を中心に遊動される。
【００３４】
具体的に、図３に示すように、前記保持部材３１の一端にはロボット本体１０が遊動自在に設けられ、保持部材３１の他端はロボット本体１０に設けられる保持部材のホルダー３１ａに挿入される。このとき、前記保持部材３１の他端はボール型に形成されることにより、保持部材３１が保持部材のホルダー３１ａに挿入された他端を中心に多方向へ回転できるようになる。
【００３５】
このような保持部材３１に保持されるバンパーユニット２０は障害物と衝突されない状態で被掃除面に沿って走行しながら掃除を行なう掃除位置と、障害物との衝突によってバンパー部材２１が掃除位置から外れる衝突位置との間で動き可能である。
【００３６】
前記センサ部３２は前記保持部材３１の動きを検知する。このような構成を有する保持部材３１とセンサ部３２はバンパー部材２１の動きによって稼動さえるジョイスティック型センサである。
【００３７】
前記制御部４０は前記センサユニット３０から検知された信号に基づいて前記駆動部を制御する。具体的に、前記センサユニット３０が掃除位置に位置するバンパーユニット２０を検知すると、この検知信号に基づいて制御部４０は被掃除面に沿ってロボット本体１０が初期設定の経路に沿って掃除を行なうように駆動部を制御する。
【００３８】
逆に、前記バンパー部材２１と障害物との衝突によってバンパー部材２１が衝突位置に移動されたことがセンサユニット３０によって検知されると、前記制御部４０はこの検知信号に基づいて障害物からロボット本体１０が離れるように駆動部を制御する。
【００３９】
ここで、前記制御部４０によって障害物を回避したと判断されると、前記ロボット本体１０は初期に設定された経路を走行しながら掃除を行う。
【００４０】
前記のような構成を有する本発明に係る掃除ロボットの障害物との衝突検知動作を図１ないし図５Ｂに基づいて説明する。
【００４１】
図１ないし図３に示すように、前記ロボット本体１０が障害物と衝突しない掃除位置で所定経路を走行しながら被掃除面の汚物を掃除する。
【００４２】
図４Ａないし図５Ｂに示すように、前記ロボット本体１０の走行中に、走行センサ（図示せず）によって検知できなかった障害物（Ｐ）と衝突すると、前記バンパー部材２１はセンサユニット３０の保持部材３１を中心に掃除位置から衝突位置に移動される。
【００４３】
具体的に、図４Ａに示すように、障害物（Ｐ）がセンサユニット３０と向かい合うロボット本体１０の前面上側と衝突すると、前記バンパー部材２１は掃除位置から外れ保持部材３１に沿ってＢ方向に移動し衝突位置へ移動される。
【００４４】
図４Ｂに示すように、障害物（Ｐ）がセンサユニット３０の設置位置より下側にあるロボット本体１０と衝突すると、前記バンパー部材２１は掃除位置を外れ保持部材３１を中心にＣ方向に回転して衝突位置へ移動される。これにより、前記バンパー部材２１の両側端は上側に引き上げられる。
【００４５】
図５Ａに示すように、前記センサユニット３０を基準に障害物（Ｐ）がバンパー部材２１の右側と衝突する場合には、前記バンパー部材２１は掃除位置から保持部材３１を中心に右側はＤ１方向に、また左側はＤ２方向に回転される。
【００４６】
逆に、図５Ｂに示すように、前記センサユニット３０を基準に障害物（Ｐ）がバンパー部材２１の左側と衝突する場合には、前記バンパー部材２１は保持部材３１を中心に左側はＥ１方向に、また右側はＥ２方向に回転される。
【００４７】
上記のように障害物（Ｐ）が多様な位置でバンパー部材２１と衝突しても前記バンパー部材２１が保持部材３１を中心に遊動されることにより、保持部材３１はバンパー部材２１と共に連動される。これにより、前記保持部材３１の動きをセンサ部３２がそれぞれ検知して障害物（Ｐ）とバンパー部材２１とが衝突するか否か及び衝突位置などを検知するようになる。
【００４８】
このようなセンサ部３２の検知情報は制御部４０に伝達されることにより、前記制御部４０は検知された情報に基づき駆動部の駆動を制御する。すなわち、前記制御部４０にバンパー部材２１と障害物（Ｐ）との衝突情報が伝達されると、前記制御部４０は障害物（Ｐ）との衝突位置から外れるように駆動部の駆動方向を制御する。
【００４９】
ここで、前記制御部４０は障害物（Ｐ）の衝突情報が伝達される場合、前記駆動部だけではなく掃除部も共に制御することで、障害物を回避する時まで掃除動作を停止させることもできる。
【００５０】
前記制御部４０によって前記障害物（Ｐ）からロボット本体１０が回避されバンパー部材２１が掃除位置に位置すると、前記制御部４０はロボット本体１０が所定経路を走行しまがら掃除を再度行なうように制御する。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態を図示及び説明してきたが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰もが多様な変形実施が可能であることは勿論のことであり、該変更した技術は特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る掃除ロボットを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の線II−IIに沿って切断した断面図である。
【図３】図２の領域Ａの断面図である。
【図４Ａ】障害物と衝突した時のバンパーユニットの動きを概略的に示す図である。
【図４Ｂ】障害物と衝突した時のバンパーユニットの動きを概略的に示す図である。
【図５Ａ】障害物と衝突した時のバンパーユニットの動きを概略的に示す図である。
【図５Ｂ】障害物と衝突した時のバンパーユニットの動きを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１        掃除ロボット
１０      ロボット本体
１１      駆動輪
１２      吸引口
２０      バンパーユニット
２１      バンパー部材
２２      保護部材
３０      センサユニット
３１      保持部材
３１ａ    保持部材ホルダー
３２      センサ部
４０      制御部
【図１】
2008296007.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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