KR101103910B1

KR101103910B1 - Structure of dust perceiving sensor for robot cleaner

Info

Publication number: KR101103910B1
Application number: KR1020090067881A
Authority: KR
Inventors: 허주표; 이만희
Original assignee: 주식회사 모뉴엘
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2012-01-12
Also published as: KR20110010359A

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 적외선 센서를 먼지 감지 센서로 채용한 로봇청소기에 있어서, 로봇청소기가 이동 가능하게 하는 구동시스템을 구비하고, 먼지 감지 센서를 적외선 신호를 출력하는 송신부, 적외선 신호를 수신하여 먼지 발생신호를 발생하는 수신부로 구성하고, 제어부는 먼지 감지 센서가 먼지를 감지하면 집중청소 방식으로 청소되게 구성하며, 먼지 흡입 유로에 센서 먼지 부착 방지구조를 구비한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot cleaner, comprising: a robot cleaner including an infrared sensor as a dust sensor, comprising a driving system for allowing the robot cleaner to move, a transmitter for outputting an infrared signal, and an infrared signal; Receiving unit is configured to receive the dust generating signal, and the control unit is configured to be cleaned in a concentrated cleaning method when the dust sensor detects the dust, it is provided with a structure for preventing sensor dust attached to the dust suction passage.

상기와 같은 구성으로 인해, 적외선을 잘 통과시키는 투명한 재질, 먼지가 잘 붙지 않기 위한 대전방지 소재가 포함된 먼지 흡입 가이드부를 구비하여 집진통을 만듬으로서 먼지 감지 센서를 먼지로부터 보호하고 먼지통이 차면 먼지통을 탈착시켜 오염물질을 버릴 때 사용자가 쉽게 청소할 수 있는 효과가 있다. Due to the configuration as described above, the dust collecting guide is provided with a dust suction guide including a transparent material through which infrared rays pass well and an antistatic material to prevent dust from sticking well to protect the dust detection sensor from dust, and when the dust box is full, When removing the pollutants to remove the contaminants there is an effect that the user can easily clean.

로봇청소기, 먼지인식 Robot cleaner, dust recognition

Description

Structure of dust sensor for robot cleaner {STRUCTURE OF DUST PERCEIVING SENSOR FOR ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇청소기에 관한 것으로서, 특히, 먼지와 이물질에 상관없이 적외선센서가 먼지의 양을 정확하게 파악할 수 있는 로봇 청소기의 먼지감지 방법 및 청소 방법을 선택하는 로봇청소기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot cleaner, and more particularly, to a robot cleaner for selecting a dust cleaning method and a cleaning method of a robot cleaner capable of accurately detecting an amount of dust regardless of dust and foreign matter.

로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 자동으로 청소 구역을 스스로 주행하면서 바닥에 존재하는 먼지 등의 이물질을 제거하는 장치를 말한다. 이러한 로봇 청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소 경로 또는 최적의 청소 경로를 주행하면서 청소 동작을 수행하도록 설계된다.The robot cleaner is a device that removes foreign substances such as dust present on the floor while automatically driving the cleaning area by itself without a user's operation. Such a robot cleaner is designed to perform a cleaning operation while driving a predetermined cleaning path or an optimal cleaning path according to a built-in program.

한편, 로봇청소기가 청소를 진행함에 있어서, 진행 경로에 가구 또는 벽과 같은 장애물이 존재하거나, 평지보다 낮은 거실 바닥 또는 절벽과 같은 저지대가 존재하는 경우, 정상적인 진행이 어려우므로 장애물 또는 저지대를 회피하기 위해서는 진행 경로를 바꿔야 한다. 이는 본체에 장착된 각종 센서와 그 센서에 수신된 신호에 따라 동작을 제어하는 컨트롤러에 의해 수행된다.On the other hand, when the robot cleaner cleans, if obstacles such as furniture or walls exist in the traveling path, or lowlands such as a living room floor or a cliff lower than the flat surface, normal progress is difficult, so to avoid obstacles or lowlands. In order to change the course. This is performed by various sensors mounted on the main body and a controller for controlling the operation according to the signals received by the sensors.

청소용 로봇은 청소영역을 주행하면서 지면에 존재하는 먼지와 이물질을 감 지하기 위하여 적외선센서 등과 같은 먼지감지 센서를 사용한다. 적외선 센서를 이용한 먼지감지 방법은 먼지가 흡입되는 유로상에 발광부와 수광부를 마주보게 장착하여, 수광부에 센싱되는 적외선 신호의 세기를 측정함으로써 유로를 통과하는 먼지의 량을 감지한다.The cleaning robot uses a dust sensor such as an infrared sensor to detect dust and foreign substances on the ground while driving in the cleaning area. The dust detection method using an infrared sensor detects the amount of dust passing through the flow path by measuring the intensity of the infrared signal sensed by mounting the light emitting part and the light receiving part facing each other on the flow path where the dust is sucked.

그러나 적외선 센서는 상술한 바와 같이 빛(적외선)을 이용하여 먼지를 감지하기 때문에, 적외선 센서의 발광부 및 수광부의 표면에 먼지가 달라붙게 되면, 지면의 먼지량을 정확하게 감지하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 종래 로봇청소기는 설정된 청소영역을 주행하다가 적외선 센서와 같은 먼지 감지 센서에 의해 감지된 먼지 량이 많은 것으로 판단되면, 해당 영역을 집중 청소하기 위하여 그 자리를 맴도는 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, since the infrared sensor detects dust using light (infrared rays) as described above, when dust adheres to the surface of the light emitting unit and the light receiving unit of the infrared sensor, the amount of dust on the ground may not be accurately detected. There is this.
In addition, when the conventional robot cleaner runs a set cleaning area and determines that the amount of dust detected by the dust sensor such as an infrared sensor is large, there is a problem that a phenomenon may occur that the user hovered in place to concentrate the cleaning of the corresponding area.

이에 본 발명의 목적은, 먼지를 흡입하는 유로에 먼지통과 일체로 된 투명 보호막을 설치하여 먼지에 의해 센서가 오작동 하지 않고 먼지량을 정확하게 검출 할수 있는 로봇청소기의 청소 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cleaning device and a method for cleaning a robot cleaner capable of accurately detecting the amount of dust without a sensor malfunctioning by installing a transparent protective film integrated with a dust container in a path for sucking dust. have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 정확한 먼지 검출방법은, 로봇청소기의 흡입 유로에 구비된 적외선센서를 이용하여 먼지를 감지하기 위한 적외선 신호를 출력하는 방사부, 상기 장애물로부터 반사되는 적외선 신호를 수신하는 감지부, 상기 수신된 적외선 신호의 세기가 기준치 이상이 되는 시점을 감지하고, 상기 감지된 시점을 기준으로 먼지를 판단하며, 그에 상응하게 상기 로봇청소기의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부 및 상기 제어 신호를 입력받아 로봇청소기를 동작시키기 위한 구동부를 구비한 것을 특징으로 한다.An accurate dust detection method of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a radiator for outputting an infrared signal for detecting dust using an infrared sensor provided in the suction passage of the robot cleaner, the obstacle A detector for receiving an infrared signal reflected from the sensor, detecting a time point when the intensity of the received infrared signal is equal to or greater than a reference value, determining dust based on the detected time point, and controlling the operation of the robot cleaner accordingly It characterized in that it comprises a control unit for outputting a control signal for driving and a driving unit for operating the robot cleaner receiving the control signal.

바람직하게는, 상기 감지부는, 상기 수신된 적외선 신호의 크기에 상응하는 전압을 상기 제어부로 출력한다.Preferably, the detector outputs a voltage corresponding to the magnitude of the received infrared signal to the controller.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 감지부로부터 수신되는 전압의 크기가 기준이 이상에 상응하는 전압의 크기와 상기 메모리에 저장된 전압의 이상에 해당되는 경우, 상기 로봇청소기의 동작모드를 변경한다.Preferably, the controller changes the operation mode of the robot cleaner when the magnitude of the voltage received from the detector corresponds to the magnitude of the voltage corresponding to the abnormality and the abnormality of the voltage stored in the memory.

바람직하게는, 상기 동작모드는 로봇청소기의 이동속도를 줄이고, 흡입모터의 속도를 증가시켜 흡입량을 늘려 먼지가 감지된 지점을 집중 청소한다.Preferably, the operation mode is to reduce the moving speed of the robot cleaner, increase the speed of the suction motor to increase the amount of suction to clean the spot where the dust is detected.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로봇청소기에 있어서, 적외선 송신부와 수신부 앞을 먼지로부터 차폐시키기 위하여 먼지 흡입 유로에 센서 먼지 부착 방지구조를 구비하되, 센서 먼지 부착 방지구조는 먼지통과 일체화된 먼지 흡입 가이드부를 흡입 유로에 돌출형성하고, 상기 먼지 흡입 가이드부는 먼지 흡입 유로에 배치된 송신부와 수신부로 이루어진 먼지 감지 센서를 막아 먼지가 먼지 감지 센서에 직접 닿지 않게 구성하고, 유로 표면에 돌출되지 않는 구조로 되어 흡입력에 영향을 미치지 않으면서 대전방지제가 포함되어 대전 방지되게 구성한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a robot cleaner, which includes a sensor dust attachment prevention structure in a dust suction flow path in order to shield the front of the infrared transmitter and the receiver from dust, and the sensor dust attachment prevention structure includes a dust suction integrated with a dust container. The guide portion protrudes into the suction passage, and the dust suction guide portion prevents dust from directly contacting the dust detection sensor by blocking a dust detection sensor including a transmitter and a receiver disposed in the dust suction passage, and does not protrude on the surface of the flow passage. It is configured to be antistatic by including an antistatic agent without affecting the suction force.

바람직하게는, 먼지 감지 센서 앞 부분의 먼지통이 적외선이 잘 투과할 수 있는 두께와 재질로 한다.Preferably, the dust container in front of the dust sensor is made of a thickness and a material through which the infrared ray can be transmitted well.

바람직하게는, 집진통의 먼지 흡입 가이드부 재질은 대전 방지제 성분이 들어가 있는 것을 사용한다. Preferably, the dust suction guide part material of the dust collector is used that contains an antistatic agent component.

바람직하게는, 로봇청소기가 초기 동작시 먼지 감지 센서 입력 값이 메모리에 저장된 기준치 이상의 값이 나오면 먼지 감지 센서 전면부의 먼지통에 먼지가 많이 붙은 경우므로 먼지통을 청소하도록 하는 소리와 표시부에 로봇청소기 디스플레이에 표시한다. Preferably, if the dust cleaner sensor input value is higher than the reference value stored in the memory during the initial operation of the robot cleaner, a lot of dust may adhere to the dust bucket on the front side of the dust sensor, so that the dust cleaner may be cleaned. Display.

상기와 같은 구성으로 인해, 적외선을 잘 통과시키는 투명한 재질, 먼지가 잘 붙지 않기 위한 대전방지 소재가 포함된 먼지 흡입 가이드부를 구비하여 집진통을 만듬으로서 먼지 감지 센서를 먼지로부터 보호하고 먼지통이 차면 먼지통을 탈착시켜 오염물질을 버릴 때 사용자가 쉽게 먼지 흡입 가이드를 청소할 수 있는 효과가 있다. Due to the configuration as described above, the dust collecting guide is provided with a dust suction guide including a transparent material through which infrared rays pass well and an antistatic material to prevent dust from sticking well to protect the dust detection sensor from dust, and when the dust box is full, When removing the contaminants by desorption, the user can easily clean the dust suction guide.

상기와 같은 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention as described above and the object achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings showing preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 종래의 로봇 청소기를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional robot cleaner.

도 1을 참조하면, 로봇청소기는 흡입을 위한 브러시(130), 흡입모터(110), 먼지통(120)을 구비하며, 흡입 유로를 통해 먼지통에 저장되는 유로 중간에 먼지 감지 센서(121,122)가 구비되며, 먼지 감지 센서는 하나의 송신부(121)와 하나의 수신부(122)가 서로 마주보게 배치되어 하나의 세트를 이루어 구성되어 있다.
로봇청소기가 청소를 하며 먼지가 검출되는지의 판단은, 송신부로부터 발생하는 적외선이 수신부로 수신 적외선 신호의 세기 여부를 측정하는 방식으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the robot cleaner includes a brush 130 for suction, a suction motor 110, and a dust container 120, and dust detection sensors 121 and 122 are provided in the middle of a flow path stored in the dust container through the suction flow path. The dust detection sensor is configured such that one transmitter 121 and one receiver 122 are disposed to face each other to form a set.
The robot cleaner cleans and determines whether dust is detected by performing a method of measuring whether the infrared rays generated from the transmitting unit receive the intensity of the received infrared signal to the receiving unit.

상술한 바와 같이 적외선 센서는 빛(적외선)을 이용하여 먼지를 감지하기 때문에, 예를 들어 적외선 센서의 송신부 및 수신부의 표면에 먼지가 달라붙게 되면, 유로를 통과하는 먼지 량을 정확하게 감지하지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.As described above, since the infrared sensor detects dust using light (infrared rays), for example, when dust adheres to the surfaces of the transmitter and receiver of the infrared sensor, the amount of dust passing through the flow path is not accurately detected. There is a problem that occurs.

본 발명에서의 상술한 바의 문제점을 해결하기 위해 먼지통과 일체화된 먼지 흡입 가이드부를 흡입 유로에 돌출 형성하여 흡입에 문제가 되지 않으면서도 먼지 감지 센서가 먼지 등에 의해 직접 접촉하지 않게 한 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described problems in the present invention, the dust suction guide unit integrated with the dust container is formed to protrude in the suction passage, so that the dust detection sensor does not directly contact by dust or the like without being a problem for suction. .

보다 구체적으로 도 2의 먼지 흡입 가이드부는 유로 표면에 돌출되지 않는 구조로 되어 흡입력에 영향을 미치지 않으면서 대전방지 소재를 사출물을 첨가하여 만들며, 먼지 감지 센서의 신호가 잘 전달되는 투명한 소재로 구성된다.More specifically, the dust suction guide part of FIG. 2 is made of a structure that does not protrude on the surface of the flow path, and is made of an antistatic material by adding an injection material without affecting suction force, and is composed of a transparent material that is well transmitted by a signal of a dust detection sensor. .

도 3은 먼지감지 프로세스를 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart showing a dust detection process.

도 3을 참조하면, 송신부(121)를 이용하여 먼지를 감지하기 위한 적외선을 출력한다. 적외선을 송신하는 방향은 수신부(122)를 직접 마주보는 방향으로 직접 송신한다. 이에 수신부는 송신부에서 받은 신호의 세기를 판단하여 기준량 이상이면 집중청소를 실시하고, 기준량 이하이면 다음 신호의 수신량을 판단하게 된다.Referring to FIG. 3, an infrared ray for detecting dust is output using the transmitter 121. The direction of transmitting infrared rays is directly transmitted in a direction facing the receiving unit 122 directly. Accordingly, the receiver determines the intensity of the signal received from the transmitter to perform the concentrated cleaning if the reference amount is more than the reference amount, and determines the reception amount of the next signal if the reference amount is less than the reference amount.

도 4는 먼지 감지 센서 신호처리의 개략도이다.4 is a schematic diagram of the dust sensor sensor signal processing.

도 4를 참조하면, 먼지 감지 센서에서 수신된 신호는 하이패스 필터(310)를 통하여 DC성분을 거른 후 신호의 세기를 샘플링하기 위한 밴드패스 필터(320)로 통해 신호의 세기를 증폭하는 증폭기(330)를 거쳐 나온 값과; 기준 값을 설정하는 기준레벨 생성기(340)와 비교기(350)로 기준 값 이상 인지 아닌지를 판단한 후 고주파 성분을 걸러주는 저역필터(360)을 통해 제어기로 전달된다.Referring to FIG. 4, the signal received from the dust sensor is an amplifier that amplifies the signal strength through a band pass filter 320 for sampling the signal strength after filtering the DC component through the high pass filter 310. 330); After determining whether the reference level generator 340 and the comparator 350 that set the reference value is greater than or equal to the reference value, it is transmitted to the controller through the low pass filter 360 filtering the high frequency components.

도 5는 먼지 감지 센서 구조의 송신부 신호 처리의 개략도이다.5 is a schematic diagram of the transmitter signal processing of the dust detection sensor structure.

도 5를 참조하면, 제어기로부터 송신신호를 만들기 위한 주파수 입력을 받으면 Q2 트랜지스터에서 받은 신호를 증폭한 후 온, 오프신호를 생성하는 Q1 트랜지스터를 통해 연결된 송신부에서 적외선 신호를 송신하게 된다. Referring to FIG. 5, when a frequency input for generating a transmission signal is received from a controller, an infrared signal is transmitted from a transmitter connected through a Q1 transistor that amplifies a signal received from a Q2 transistor and generates an on and off signal.

도 6은 먼지 감지 센서 구조의 수신부 신호 처리의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a receiver signal processing of a dust detection sensor structure.

도 6을 참조하면, 수신 적외선센서를 통해 들어온 신호를 상술한 바와 같이 하이패스 필터 C1을 통해 DC성분을 걸러준 후, 대역필터 R4,R5,C2,C3 를 통해 신호를 샘플링 한 후 U1D를 통해 기준 값 신호와 비교를 한 후 신호를 - 신호는 피드백시켜 증폭하고 + 신호만 고주파 성분을 걸러주는 로우패스 필터 R8, C6을 통해 제어부로 전송한다.Referring to FIG. 6, after filtering the DC component through the high pass filter C1 as described above, the signal input through the receiving infrared sensor is sampled through the band filters R4, R5, C2, and C3, and then U1D is used. After comparison with the reference value signal, the-signal is fed back and amplified, and only the + signal is transmitted to the controller through the low pass filters R8 and C6 that filter out the high frequency components.

제어부는 수신부에서 전달받은 전기적 신호의 논리적 조합에 따라 청소 방식을 다르게 제어한다. 예를 들어, 수신부로부터 전기적 신호 의 수신 여부를 1비트 (0, 1)로 나타내었을 때 제어부는 수신되는 신호가 1로 들어오면 먼지가 감지된 것을 판단하여 구동부와 흡입부를 제어한다.The control unit controls the cleaning method differently according to the logical combination of the electrical signals received from the receiving unit. For example, when 1 bit (0, 1) indicates whether or not an electric signal is received from the receiver, the controller determines that dust is detected when the received signal is 1 and controls the driver and the suction unit.

구체적으로, 전기적 신호가 신호가 1로 먼지가 감지 되었을 경우, 구동부의 이동속도를 줄이고, 흡입부의 흡입모터 속도를 증가시켜 더 이상 먼지가 감지되지 않는 신호 0이 들어올 때까지 집중청소하게 된다. Specifically, when dust is detected as an electrical signal of 1, the moving speed of the driving unit is reduced, and the suction motor speed of the suction unit is increased until the signal 0, which no longer detects dust, is concentrated.

도 2는 도1의 먼지통과 적외선센서를 구체적으로 나타내는 도면이다.2 is a view showing in detail the dust container and the infrared sensor of FIG.

도 3은 먼지감시 프로세스를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a dust monitoring process.

도 4는 본 발명에 따른 먼지 감지 센서 신호처리 구조의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a dust sensor sensor signal processing structure according to the present invention;

Claims

In the robot cleaner which uses an infrared sensor as a dust sensor,

A drive system that enables the robot cleaner to move;

The dust detection sensor is composed of a transmitter for outputting an infrared signal, a receiver for receiving an infrared signal and generating a dust generation signal,

The control unit is configured to clean by the concentrated cleaning method when the dust detection sensor detects dust,

The dust suction passage has a structure for preventing sensor dust from being attached,

The sensor dust attachment prevention structure protrudes the dust suction guide portion integrated with the dust container into the suction flow path, and the dust suction guide part blocks the dust detection sensor composed of the transmitter and the receiver disposed in the dust suction flow path so that the dust does not directly contact the dust detection sensor. It is constructed so that it does not protrude on the surface of the flow path, so that the antistatic agent is included without affecting the suction force and is configured to be antistatic, and the robot cleaner characterized in that it is made of a transparent material that is well transmitted by the signal of the dust detection sensor. .

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