KR20170059182A

KR20170059182A - 휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기

Info

Publication number: KR20170059182A
Application number: KR1020150163196A
Authority: KR
Inventors: 정재열; 김동욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-30
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: US11627850B2; WO2017086695A1; AU2016356448B2; US20210321842A1; EP3342322B1; US20190090703A1; AU2016356448A1; EP3342322A1; US11083353B2; EP3342322A4; CN108289579A; KR102376774B1; CN108289579B

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기는 본체와, 본체에 결합되어 본체의 이동을 안내하는 휠 조립체를 포함한 것으로, 휠 조립체는 제 1 단부가 본체에 회전 가능하게 설치되는 회동 암과, 제 1 단부의 반대측인 회동 암의 제 2 단부에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠과, 제 1 단은 본체에 설치되고 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함하여,구동 휠의 하강에 따라 탄성부재의 제 2 단이 이동하도록 함으로써 회동 암의 하강에 따른 접지력의 감소폭을 줄일 수 있다.

Description

휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기{WHEEL ASSEMBLY AND ROBOT CLEANER HAVING THE SAME}

본 발명은 휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동 휠의 접지력에 대한 구조 개선에 관한 것이다.

일반적으로 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 미리 설정된 프로그램에 따라 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 지면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 영역을 자동으로 청소하는 장치이다.

이러한 로봇 청소기는 로봇 청소기 본체를 구동하기 위한 구동 휠을 포함하며, 구동 휠은 구동 휠과 접한 지면 사이에서 발생하는 마찰력을 이용하여 로봇 청소기 본체를 구동시킨다.

마찰력을 발생하기 위해서는 지면을 향하는 방향으로 구동 휠을 가압하는 힘이 필요하며 이는 로봇 청소기의 접지력과 연관된다.

로봇 청소기가 단단한 바닥(Hard floor)이나 카펫(Carpet) 등과 같이 다양한 바닥 조건 및 높이 차이가 존재하는 바닥에서 일정한 주행성능을 갖기 위해서는 지면의 상태나 조건에 관계 없이 구동 휠의 접지력을 일정하게 유지시켜야 한다.

종래에는 지면을 향하는 방향으로 구동 휠을 가압하기 위해 인장 코일스프링과 같은 탄성부재를 사용하였으나, 탄성부재는 높이차가 존재하는 지면에서 운행 시 구동 휠의 변위에 따라 탄성부재의 탄성력이 변화하여 구동 휠을 가압하는 힘의 크기 차이가 발생하고, 그에 따라 구동 휠의 접지력이 감소하게 된다는 문제가 있다.

본 발명의 일 측면은 높이 차이가 존재하는 지면에서의 운행 시 구동 휠의 변위에 변화가 있어도 구동 휠의 접지력의 변화를 줄일 수 있도록 개선된 휠 조립체 및 이를 포함하는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 청소기는 본체와, 상기 본체에 결합되어 상기 본체의 이동을 안내하는 휠 조립체를 포함하며, 상기 휠 조립체는 제 1 단부가 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회동 암과, 상기 제 1 단부의 반대측인 상기 회동 암의 제 2 단부에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠과, 제 1 단은 상기 본체에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함한다.

또한, 상기 회동 암은 상기 제 1 단부로부터 상하로 연장된 가이드를 포함하며, 상기 탄성부재의 상기 제 2 단은 상기 가이드에 이동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 가이드는 상기 탄성부재의 상기 제 1 단의 이동을 안내하는 가이드부와, 상기 가이드부의 상단 및 하단에 마련되어 상기 탄성부재의 상기 제2 단의 이동을 제한하는 한 쌍의 스토퍼부를 포함한다.

또한, 상기 탄성부재는 코일 형상의 탄성부와, 상기 본체에 지지되는 제 1 걸림부와, 상기 가이드부에 지지되는 제 2 걸림부를 포함한다.

또한, 호 형상으로 형성되어 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 이동 부시를 더 포함하며, 상기 이동 부시는 원주 방향으로 마련되어 제 2 걸림부가 안착되는 안착홈을 포함한다.

또한, 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 롤러를 더 포함하며, 상기 제 2 걸림부는 상기 롤러에 연결된다.

또한, 상기 롤러의 중앙에 설치되는 베어링과, 양단이 축을 통해 베어링과 결합되는 홀더를 더 포함하며, 상기 제 1 걸림부는 상기 홀더에 지지된다.

또한, 상기 가이드부는 직선 형태로 형성되는 로봇 청소기.

또한, 상기 가이드부는 서로 일정 둔각을 이루도록 경사지게 연결된 두 개의 직선 구간을 포함한다.

또한, 상기 가이드부는 오목한 곡선으로 형성된다.

또한, 상기 가이드부는 랙 기어로 형성되며, 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 피니언과, 양단이 축을 통해 피니언과 결합되는 홀더를 더 포함하며, 상기 제 2 걸림부는 상기 홀더에 지지된다.

또한, 상기 가이드부는 이너 기어 형태로 형성된다.

또한, 상기 휠 조립체는 한 쌍이 구비되어 상기 본체의 양측에 결합된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 휠 조립체는 휠 하우징과, 상기 휠 하우징에 하측으로 이동 가능하게 배치되는 구동 휠과, 제 1 단부를 중심으로 회전 가능하며 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부에는 상기 구동 휠이 설치되는 회동 암과, 제 1 단은 상기 휠 하우징에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 휠 조립체의 동작 방법은 제 1 단부가 이동하는 물체에 회전 가능하게 설치되는 회동 암과, 상기 제 1 단부 반대측인 상기 회동 암의 제 2 단부에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠과, 제 1 단은 상기 물체에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함하여, 상기 회동 암이 상기 상기 제 1 단부를 중심으로 회전하면서 상기 회동 암의 상기 제 2 단부에 배치된 구동 휠이 하측으로 이동하고, 상기 구동 휠이 하측으로 이동함에 따라 상기 탄성부재의 상기 제 2 단이 상측으로 이동한다.

또한, 상기 회동 암의 상기 제 1 단부에는 상기 탄성부재의 상기 제 2 단의 이동을 안내하는 가이드가 마련되며, 상기 구동 휠이 하측으로 이동함에 따라 상기 탄성부재와 상기 가이드 사이의 각도는 둔각에서 예각으로 점진적으로 전환된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기는 회동 암의 회전에 따라 구동 휠이 하측으로 이동하고, 그에 따라 탄성부재의 제 2 단의 위치가 회동 암의 회전 중심으로부터 멀어져 회동 암에 작용하는 토크가 증가하므로, 탄성부재의 탄성 복원력 감소에 따른 구동 휠의 접지력 감소폭이 줄어든다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 로봇 청소기가 평평한 곳을 통과할 경우를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 로봇 청소기가 높이 차이가 있는 바닥면을 통과할 경우를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체가 로봇 청소기에 설치된 상태를 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체에 적용된 이동 부시의 설치 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체의 측면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 휠 조립체의 동작 상태도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휠 조립체에 적용된 롤러 및 홀더의 설치 상태를 보인 사시도이다.
도 13는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휠 조립체의 측면도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명에 따른 휠 조립체에 적용되는 여러 다른 형태의 가이드를 보인 측면도이다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 휠 조립체에 적용된 피니언 및 홀더의 설치 상태를 보인 사시도이다.
도 18는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 휠 조립체의 측면도이다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 적용될 수 있는 다른 형태의 가이드를 보인 측면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따라 구동 휠에 작용하는 수직항력을 보인 그래프이다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 로봇 청소기(1)가 도시되어 있다.

로봇 청소기(1)는 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10)의 일측에 결합되며 바닥으로부터 공기를 흡입하는 흡입유닛(20)과, 도 4에 도시한 바와 같이 본체(10)의 양측에 배치되어 본체(10)가 지면 위를 이동할 수 있도록 하는 휠 조립체(30)를 포함한다.

다시 도 1을 참조하면, 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 팬 모터(11)와, 흡입유닛(20)을 통해 흡입된 공기로부터 걸러진 먼지 등의 이물질을 저장하는 집진통(12)을 포함한다.

흡입유닛(20)은 팬 모터(11)에서 전달된 흡입력을 통해 공기와 함께 지면의 이물질을 흡입한다. 도면으로 도시되어 있지는 않으나 흡입유닛(20)에는 브러시가 회전 가능하게 설치되어 지면의 먼지를 쓸어 올리도록 되어 있다.

휠 조립체(30)는 로봇 청소기(1)가 평평한 면을 따라 이동할 경우에는 도 2에 도시한 바와 같이 본체(10)가 지면과 인접한 상태를 유지하도록 하다가, 문턱 등과 같이 높이 차이가 존재하는 곳을 통과할 경우에는 도 3에 도시한 바와 같이 본체(10)가 지면으로부터 이격될 수 있도록 한다.

이러한 휠 조립체(30)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 그 일측에 마련된 제 1 단부(31a)가 본체(10)에 회전 가능하게 설치된 회동 암(31)과, 제 1 단부(31a)의 반대측인 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠(32)과, 회동 암(31)의 제 1 단부측에 결합되어 구동 휠(32)을 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 구동모터(33)와, 회동 암(31)을 탄성 지지하여 구동 휠(32)과 지면 사이의 접지력이 일정 이상으로 유지될 수 있도록 하는 탄성부재(34)와, 구동 휠(32)을 수용하는 휠 하우징(35)을 포함한다.

회동 암(31)의 제 1 단부(31a)는 상술한 바와 같이 본체(10)에 회전 가능하게 설치되어, 회동 암(31)이 제 1 단부(31a)를 중심으로 회전함에 따라 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)가 하측으로 이동한다.

회동 암(31)의 제 1 단부(31a)에는 구동모터(33)가 장착되는 모터 장착부(311)가 마련되며, 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)에는 구동 휠(32)이 장착되는 휠 장착부(312)가 마련된다. 또한 회동 암(31) 내측에는 구동모터(33)에서 발생한 회전력을 구동 휠(32)로 전달하기 위한 벨트나 기어 등의 동력전달수단이 내장된다. 따라서 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)가 하측으로 이동함에 따라 구동 휠(32)이 하측으로 이동한다.

탄성부재(34)는 코일 스프링으로 이루어지며, 탄성부재(34)의 제 1 단(34b)이 휠 하우징(35)에 마련된 지지부(35c)에 걸려 지지되고, 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)이 후술할 회동 암(31)의 가이드(313)에 지지된다. 따라서, 구동 휠(32)에 작용하는 로봇 청소기(1)의 하중이 감소할 경우, 탄성부재(34)의 탄성 복원력에 의해 회동 암(31)의 제 2 단부(31b) 및 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)에 설치된 구동 휠(32)이 하측을 향해 이동한다.

탄성부재(34)는 코일 형상으로 형성되어 탄성력을 발생시키는 탄성부(34a)와, 탄성부재(34)의 제 1 단(34b)을 형성하며 지지부(35c)에 지지되는 제 1 걸림부(34b)와, 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)을 형성하며 회동 암(31)의 가이드(313)에 지지되는 제 2 걸림부(34c)를 포함한다. 즉, 제 1 걸림부(34b)가 탄성부재(34)의 제 1 단(34b)이며, 제 2 걸림부(34c)가 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)이다.

휠 하우징(35)은 회동 암(31)이 회동 암(31)이 회동 가능하게 수용되는 암 수용부(35a)와, 구동 휠(32)이 회전 가능하게 수용되는 휠 수용부(35b)를 포함한다. 또한 휠 하우징(35)에는 상술한 지지부(35c)가 마련된다.

따라서, 로봇 청소기(1)가 평평한 지면을 이동할 경우에는 로봇 청소기(1)의 자중에 의해 구동 휠(32)이 휠 수용부(35b)에 수용되어 있는 상태를 유지하다가, 로봇 청소기(1)가 문턱 등과 같은 곳을 통과할 경우에는 구동 휠(32)에 전달되는 로봇 청소기(1)의 하중이 감소하므로, 탄성부재(34)가 탄성 복원되면서 회동 암(31)이 제 1 단부(31a)를 중심으로 회전하고, 그에 따라 회동 암(31)의 제 2 단부(31b) 및 제 2 단부(31b)에 설치된 구동 휠(32)이 하측으로 이동한다.

상술한 바와 같이 탄성부재(34)는 구동 휠(32)이 하측으로 이동함에 따라 점진적으로 탄성 복원되므로, 탄성부재(34)의 탄성복원력에 의해 유지되는 구동 휠(32)의 접지력은 구동 휠(32)이 하측으로 이동함에 따라 점진적으로 감소한다.

이러한 구동 휠(32)의 하강에 따른 접지력의 감소를 줄이기 위해 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)은 회동 암(31)에 상하로 이동 가능하게 설치되어, 구동 휠(32)의 하강에 따라 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)이 상측으로 이동하도록 되어 있다.

회동 암(31)은 제 1 단부(31a)측으로부터 상측으로 연장되어 탄성부재(34)의 제 2 단의 이동을 안내하는 가이드(313)를 포함한다.

가이드(313)는 탄성부재(34)의 제 2 단이 상하로 이동 가능하게 설치되는 가이드부(313a)와, 가이드부(313a)의 상단 및 하단에 마련되어 탄성부재(34)의 제 2 단의 이동이 가이드부(313a) 내에서 이루어지도록 하는 한 쌍의 스토퍼부(313b, 313c)를 포함한다. 본 실시예에서 가이드부(313a)는 대략 직선 형태로 형성된다. 이때, 가이드부(313a)는 구동 휠(32)이 휠 수용부(35b) 내에 수용되어 있는 상태에서는 탄성부재(34)와 둔각을 이룬 상태를 유지하다가, 회동 암(31)이 회전하여 구동 휠(32)이 휠 수용부(35b)로부터 돌출됨에 따라 점진적으로 회전하여, 구동 휠(32)이 휠 수용부(35b)로부터 일정 이상 돌출되면 탄성부재(34)와 예각을 이루도록 설계된다.

탄성부재(34)의 제 2 걸림부(34c)는 상술한 가이드부에 이동 가능하게 설치되는데, 제 2 걸림부(34c)의 이동이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 제 2 걸림부(34c)는 도 7에 도시한 바와 같이 이동 부시(36)를 통해 가이드부(313a)에 지지된다. 이동 부시(36)는 대략 호 형상으로 형성되며, 이동 부시(36)의 외주면에는 제 2 걸림부(34c)가 안착 지지되는 안착홈(36a)이 마련된다.

다음은 이와 같이 구성된 휠 조립체 및 로봇 청소기의 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8 및 도 9에 도시한 에 도시한 바와 같이 로봇 청소기(1)가 평평한 면을 청소할 경우, 로봇 청소기(1)의 하중은 그대로 구동 휠에 전달되므로, 구동 휠(32)은 휠 하우징(35)의 휠 수용부(35b) 내에 수용된 상태를 그대로 유지한다.

이러한 상태에서 로봇 청소기(1)가 문턱 등과 같이 높이 차이가 존재하는 곳을 통과하게 되면, 구동 휠(32)에 전달되던 로봇 청소기(1)의 하중은 감소하고, 이에 따라 회동 암(31)은 탄성부재(34)의 탄성 복원력에 의해 제 1 단부(31a)를 중심으로 회전한다. 회동 암(31)의 회전에 따라 회동 암(31)의 제 2 단부(31b)에 설치된 구동 휠(32)은 하측으로 이동하여, 휠 수용부(35b)로부터 하측으로 점진적으로 돌출된다.

상기와 같이 회동 암(31)이 회전에 따라 회동 암(31)의 제 1 단부(31a)에 마련된 가이드(313)도 회동 암(31)과 함께 회전한다. 회동 암(31)의 회전에 따라 가이드(313)에 마련된 가이드부(313a)는 탄성부재(34)와 이루는 각도(θ)가 도 9에 도시한 바와 같이 둔각에서 도 10에 도시한 바와 같은 직각인 상태를 거쳐 도 11에 도시한 바와 같이 탄성부재(34)의 복원력에 의해 가이드부(313a)와 탄성부재(34)가 이루는 각도(θ)가 예각이 된다. 이와 같이 가이드부(313a)와 탄성부재(34) 사이의 각도(θ)가 예각이 되면, 이로 인해 이동 부시(36)는 가이드부(313a)의 면을 따라 미끄러져 상측으로 이동하여, 이동 부시(36)와 가이드(313) 사이의 각도(θ)가 직각인 상태를 유지할 수 있는 위치로 이동한다. 또한, 회동 암(31)의 회전이 계속 되면 이동 부시(36)는 스토퍼부(313b)에 의해 이동이 멈출 때까지 계속 상측으로 이동한다. 이동 부시(36)가 상측의 스토퍼부(313b)에 지지된 후에도 회동 암(31)의 회전이 계속되면 가이드부(313a)와 탄성부재(34) 사이의 각도(θ)는 예각을 이루게 되며, 이러한 각도(θ)는 회동 암(31)의 회전에 따라 계속 작아진다.

이와 같이 탄성부재(34)의 제 2 단(34c)이 상측으로 이동하면, 탄성부재(34)에 의해 탄성 지지되는 위치가 회동 암(31)의 회전 중심으로부터 멀어지게 되므로, 탄성부재(34)에 의해 회동 암(31)에 작용하는 토크는 탄성부재(34)의 제 2 단이 가이드부(313a)의 하측에 위치할 때 보다 상대적으로 커지게 되고, 그에 따라 구동 휠(32)의 접지력은 증가한다. 따라서 탄성부재(34)의 제 2 단의 위치를 변경을 통해 회동 암(31)의 회전에 따른 구동 휠(32)의 접지력 감소폭은 줄어든다.

도 20에는 구동 휠(32)의 하측으로의 이동에 따라 구동 휠(32)에 작용하는 수직 항력이 개시되어 있다. 도면에서 A선은 종래 기술과 같이 탄성부재(34)의 제 2 단이 고정되어 있는 상태에서 구동 휠(32)이 하측으로 이동할 경우 구동 휠(32)에 작용하는 수직항력을 나타내며, 도면에서 B선은 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 탄성부재(34)의 제 2 단이 이동할 경우 구동 휠(32)에 작용하는 수직항력을 나타낸다. 구동 휠(32)의 접지력은 수직항력에 비례하는 값이므로, 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이 탄성부재(34)의 제 2 단이 이동하도록 함으로써 접지력의 감소폭을 줄일 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 휠 조립체를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 휠 조립체(30)는 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 이전의 실시예에서와 동일한 형태의 구동 휠(32), 회동 암(31), 탄성부재(34) 및 휠 하우징(35)을 포함한다.

또한, 탄성부재(34)의 제 2 단은 가이드부(313a)에 이동 가능하게 설치되는 롤러(371)와, 롤러(371)의 중앙에 설치되는 베어링(372)과, U자 형상으로 형성되며 그 양단이 축(373)을 통해 베어링(372)과 결합되는 홀더(374)를 통해 가이드부(313a)에 이동 가능하게 지지된다. 탄성부재(34)의 제 2 걸림부(34c)는 홀더(374)의 중앙에 걸려 지지된다. 이러한 구성들은 탄성부재(34)의 제 2 단이 보다 용이하게 가이드부(313a)를 따라 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기의 실시예들에서 가이드부(313a)는 직선 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 14에 도시한 바와 같이 가이드(313-1)가 서로 둔각을 이루도록 경사지게 연결된 두 개의 직선 구간을 포함한 가이드부(313a-1)를 포함하도록 하거나, 도 15에 도시한 바와 같이 가이드(313-2)가 오목한 곡선 형태로 형성된 가이드부(313a-2)를 포함하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이 가이드가(313-3)이 하부는 오목한 곡선 형태로 형성되고 상부는 볼록한 곡선 형태로 형성된 가이드부(313a-3)를 포함하도록 하는 것도 가능하다.

이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 휠 조립체(30)를 도면을 참조하여 설명한다.

도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이 제 3 실시예에 따른 휠 조립체는 이전의 실시예에서와 동일한 형태의 구동 휠(32), 회동 암(31), 탄성부재(34) 및 휠 하우징을 포함하되, 가이드(313-4)는 랙 기어 형상의 가이드부(313a-4)를 포함한다.

또한 탄성부재(34)의 제 2 단은 랙 기어 형상의 가이드부(313a-4)에 이물림되는 피니언(381)과, U자 형상으로 형성되며 그 양단에 축(382)을 통해 피니언(381)이 회전 가능하게 결합되는 홀더(383)를 통해 가이드부(313a)에 이동 가능하게 설치된다. 탄성부재(34)의 제 2 걸림부(34c)는 홀더(383)의 중앙에 걸려 지지된다. 이러한 구성들은 탄성부재(34)의 제 2 단이 보다 안정적으로 가이드부(313a-4)를 따라 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 랙 기어로 형성된 가이드부(313a) 및 피니언(381)에 의해 탄성부재(34)의 제 2 단이 이동할 수 있도록 한 구조에 따른 구동 휠(32)의 수직항력은 도 20의 C선으로 나타난다.

본 실시예에서 가이드부(313a)는 직선 형태의 랙 기어로 이루어져 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 19에 도시한 바와 같이 가이드(313-5)가 이너 기어 형태의 랙 기어 형태의 가이드부(313a-5)를 포함하도록 하는 것도 가능하다.

상기의 실시예들에서는 탄성부재의 제 2 단이 상하로 이동 가능하게 설치되어 있는 구조들을 예로써 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본체측에 설치되는 탄성부재의 제 1 단이 회동 암의 회전에 따라 상하 이동 하도록 하는 것도 가능하다.

또한 상기의 실시예들에서 휠 조립체는 로봇 청소기(1)에 장착되어 로봇 청소기가 이동하도록 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 로봇 청소기 외에도 이동 하는 각종 물체에 본 발명의 휠 조립체가 적용되도록 하는 것도 가능하다. 즉, 청소 로봇 외의 여러 다른 종류의 이동하는 로봇이나, 자동차 등에도 적용 가능하다.

상기에서는 여러 실시예들을 통해 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예들에 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

1: 로봇 청소기 10: 본체
20: 흡입유닛 30: 휠 조립체
31: 회동 암 32: 구동 휠
33: 구동모터 34: 탄성부재
35: 휠 하우징

Claims

본체와,
상기 본체에 결합되어 상기 본체의 이동을 안내하는 휠 조립체를 포함하며,
상기 휠 조립체는 제 1 단부가 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 회동 암과, 상기 제 1 단부의 반대측인 상기 회동 암의 제 2 단부에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠과, 제 1 단은 상기 본체에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함하는 로봇 청소기.
제 1 항에 있어서,
상기 회동 암은 상기 제 1 단부로부터 상하로 연장된 가이드를 포함하며,
상기 탄성부재의 상기 제 2 단은 상기 가이드에 이동 가능하게 설치되는 로봇 청소기.
제 2 항에 있어서,
상기 가이드는 상기 탄성부재의 상기 제 1 단의 이동을 안내하는 가이드부와,
상기 가이드부의 상단 및 하단에 마련되어 상기 탄성부재의 상기 제2 단의 이동을 제한하는 한 쌍의 스토퍼부를 포함하는 로봇 청소기.
제 3 항에 있어서,
상기 탄성부재는 코일 형상의 탄성부와, 상기 본체에 지지되는 제 1 걸림부와, 상기 가이드부에 지지되는 제 2 걸림부를 포함하는 로봇 청소기.
제 4 항에 있어서,
호 형상으로 형성되어 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 이동 부시를 더 포함하며,
상기 이동 부시는 원주 방향으로 마련되어 제 2 걸림부가 안착되는 안착홈을 포함하는 로봇 청소기.
제 4 항에 있어서,
상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 롤러를 더 포함하며,
상기 제 2 걸림부는 상기 롤러에 연결되는 로봇 청소기.
제 6 항에 있어서,
상기 롤러의 중앙에 설치되는 베어링과,
양단이 축을 통해 베어링과 결합되는 홀더를 더 포함하며,
상기 제 1 걸림부는 상기 홀더에 지지되는 로봇 청소기.
제 3 항에 있어서,
상기 가이드부는 직선 형태로 형성되는 로봇 청소기.
제 3 항에 있어서,
상기 가이드부는 서로 둔각을 이루도록 경사지게 연결된 두 개의 직선 구간을 포함하는 로봇 청소기.
제 3 항에 있어서,
상기 가이드부는 오목한 곡선으로 형성되는 로봇 청소기.
제 5 항에 있어서,
상기 가이드부는 랙 기어로 형성되며,
상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 피니언과,
양단이 축을 통해 피니언과 결합되는 홀더를 더 포함하며,
상기 제 2 걸림부는 상기 홀더에 지지되는 로봇 청소기.
제 11 항에 있어서,
상기 가이드부는 이너 기어 형태로 형성되는 로봇 청소기.
제 1 항에 있어서,
상기 휠 조립체는 한 쌍이 구비되어 상기 본체의 양측에 결합되는 로봇 청소기.
휠 하우징과,
상기 휠 하우징에 하측으로 이동 가능하게 배치되는 구동 휠과,
제 1 단부를 중심으로 회전 가능하며 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부에는 상기 구동 휠이 설치되는 회동 암과,
제 1 단은 상기 휠 하우징에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함하는 휠 조립체.
제 14 항에 있어서,
상기 회동 암은 상기 제 1 단부로부터 상하로 연장된 가이드를 포함하며,
상기 탄성부재의 상기 제 2 단은 상기 가이드에 이동 가능하게 설치되는 휠 조립체.
제 15 항에 있어서,
상기 가이드는 상기 탄성부재의 상기 제 1 단을 이동을 안내하는 가이드부와,
상기 가이드부의 상단 및 하단에 마련되어 상기 탄성부재의 상기 제 2 단의 이동 을 제한하는 한 쌍의 스토퍼부를 포함하는 휠 조립체.
제 16 항에 있어서,
상기 탄성부재는 코일 형상의 탄성부와, 상기 본체에 지지되는 제 1 걸림부와, 상기 가이드부에 지지되는 제 2 걸림부를 포함하는 휠 조립체.
제 17 항에 있어서,
호 형상으로 형성되어 상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 부시를 더 포함하며,
상기 이동 부시는 원주 방향으로 마련되어 제 2 걸림부가 안착되는 안착홈을 포함하는 휠 조립체.
제 17 항에 있어서,
상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 롤러와,
상기 롤러의 중앙에 설치되는 베어링과,
양단이 축을 통해 상기 베어링과 결합되는 홀더를 더 포함하며,
상기 제 2 걸림부는 상기 홀더에 지지되는 휠 조립체.
제 17 항에 있어서,
상기 가이드부는 랙 기어로 형성되며,
상기 가이드부에 이동 가능하게 설치되는 피니언과,
양단이 축을 통해 피니언과 결합되는 홀더를 더 포함하며,
상기 제 2 걸림부는 상기 홀더에 지지되는 휠 조립체.
제 1 단부가 이동하는 물체에 회전 가능하게 설치되는 회동 암과, 상기 제 1 단부 반대측인 상기 회동 암의 제 2 단부에 회전 가능하게 설치되는 구동 휠과, 제 1 단은 상기 물체에 설치되고 상기 제 1 단과 반대측인 제 2 단은 상기 회동 암에 상하로 이동 가능하게 설치되는 탄성부재를 포함하여,
상기 회동 암이 상기 상기 제 1 단부를 중심으로 회전하면서 상기 회동 암의 상기 제 2 단부에 배치된 구동 휠이 하측으로 이동하고,
상기 구동 휠이 하측으로 이동함에 따라 상기 탄성부재의 상기 제 2 단이 상측으로 이동하는 휠 조립체의 동작 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 회동 암의 상기 제 1 단부에는 상기 탄성부재의 상기 제 2 단의 이동을 안내하는 가이드가 마련되며,
상기 구동 휠이 하측으로 이동함에 따라 상기 탄성부재와 상기 가이드 사이의 각도는 둔각에서 예각으로 점진적으로 전환되는 휠 조립체의 동작 방법.