BR112018000530B1

BR112018000530B1 - Dispositivo de limpeza, método para limpar uma superfície e sistema de limpeza

Info

Publication number: BR112018000530B1
Application number: BR112018000530-4A
Authority: BR
Inventors: Uwe Böhme
Original assignee: Gebäudereinigung Lissowski GmbH
Priority date: 2015-07-14
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2022-08-02
Also published as: SG10201913832UA; RU2705979C2; DE112016003158A5; EP3322323A1; RU2018105188A3; JP6728548B2; JP2018524165A; BR112018000530A2; SG11201800248PA; RU2018105188A; EP3322323B1; US20180208307A1; HUE046220T2

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de limpeza para limpar fachadas, que inclui um veículo aéreo com rotores e um dispositivo de limpeza, acoplado ao veículo aéreo. Esse dispositivo de limpeza pode limpar fachadas facilmente, mecanicamente, com escovas ou com um meio de limpeza tal como, por exemplo, água deionizada ou gelo seco.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de limpeza móvel não fixo, para limpeza de uma superfície, sem conexão não fixa entre o dispositivo de limpeza e a superfície. A invenção particularmente refere-se a um aparelho para limpeza de superfícies planas, tais como superfícies de vidro ou elementos de fachada.

[002] A limpeza do interior de vidraças de vidro, e particularmente a parte de fora das mesmas, é especialmente difícil quando as superfícies de vidro são grandes. Em ambientes altos, plataformas móveis devem ser colocadas, de maneira que as superfícies a serem limpas possam ser alcançadas. Em fachadas externas, cabines de trabalho, horizontalmente e verticalmente móveis, são usadas para permitir que o pessoal de limpeza de fachada e/ou vidro, limpe as vidraças que são difíceis de alcançar.

[003] O projeto uniforme de fachadas externas significa que ou tras superfícies planas, na parte de dentro dos prédios, devem também ser limpas regularmente, como também as superfícies de vidro das vidraças das janelas.

[004] A limpeza dessas superfícies envolve muito esforço, e con tribui para o alto custo da manutenção do prédio.

[005] O Documento DE 10 2013 104 447 A1 descreve um dispo sitivo de limpeza com um chassi de ascensão auto-impulsionado. Dispositivos de limpeza de tal tipo são apropriados somente para certos usos, devido aos seus funcionamentos mecânicos complicados, e o risco de manchar pela sucção dos forros.

[006] O Documento WO 2013/076 711 A2 descreve um helicópte ro para limpeza de superfícies de fachadas. Entretanto, esse não é projetado para flutuar, e dessa maneira requer uma conexão de cabo para um ponto fixo.

[007] O objetivo subjacente à invenção é, desta maneira, criar um dispositivo de limpeza de tal tipo, de maneira que seja mais fácil para o pessoal limpar vidro e/ou fachada, mesmo para limpar janelas ou superfícies de fachadas difíceis de alcançar.

[008] Este objetivo é solucionado com um dispositivo de limpeza que inclui um veículo aéreo com rotores, e um dispositivo de limpeza preso ao veículo aéreo para limpeza de uma superfície.

[009] A invenção é baseada na concepção de que não é o pes soal de limpeza de vidro e/ou fachada, com seus equipamentos de limpeza, que tem que ser trazidos para perto da superfície a ser limpa, é suficiente se somente o equipamento de limpeza é transportado para a superfície que deve ser limpa. Se esse equipamento de limpeza é preso a um veículo aéreo, na forma de um dispositivo de limpeza, o veículo aéreo é trazido para perto da superfície, que deve ser limpa com um controle remoto, assim a superfície a ser limpa pode ser limpa com o dispositivo de limpeza. Neste contexto, veículos aéreos com rotores são bem apropriados para o posicionamento do dispositivo de limpeza. Esses veículos aéreos podem também operar de maneira autônoma ou semiautônoma.

[0010] Veículos aéreos de tal tipo com rotores, são conhecidos como UAVs ou multicópteros. Sistemas de multicópteros semiautôno- mos, são particularmente bem apropriados para limpeza de vidro e fachadas internamente e externamente. As superfícies que devem ser limpas são, em particular, superfícies verticais e áreas internas e externas de edifícios. Entretanto, superfícies em declive, horizontais ou curvadas, podem também ser limpas usando o dispositivo de limpeza. Uma simples modalidade de um dispositivo de limpeza de tal tipo é um quadricóptero ou hexacóptero, com uma distância de centro entre os rotores de cerca de 1100 mm. O veículo aéreo inteiro, desse modo, tem um vão horizontal de 80 cm a 120 cm, e uma altura de estrutura de 60 cm a 80 cm.

[0011] O veículo aéreo é de peso leve, estrutura compacta e proje tado para economia de peso. O sistema de escova e o sistema de sensor usados, são implementados levando em conta as considerações aerodinâmicas. Neste contexto, os componentes que são também transportados a bordo - isto quer dizer em particular o dispositivo de limpeza - são projetados para impactar maneabilidade tão pequena quanto possível.

[0012] O dispositivo de limpeza é capaz de pulverizar água deioni- zada.

[0013] O dispositivo de limpeza pode ser equipado com um dispo sitivo de pulverização para água, gelo seco, água desmineralizada / deionizada. É vantajoso se o dispositivo de limpeza incluir, pelo menos, uma escova rotativa. Isto torna possível reforçar o efeito abrasivo dos dispositivos de limpeza, como também mover o dispositivo de limpeza, em relação à superfície que deve ser limpa, e desse modo alcançar desempenho de limpeza melhorado. Um limpador ou raspador pode ajudar a remover sujeira particularmente teimosa.

[0014] É sugerido que o dispositivo de limpeza seja equipado com uma câmera, de tal maneira que a atitude do veículo aéreo, e o resultado da limpeza, possam ser inspecionados. Isto também torna possível, para um limpador de janela, localizado a uma distância do veículo aéreo, verificar a limpeza em um monitor.

[0015] Um desenvolvimento adicional do dispositivo de limpeza, estabelece que o veículo aéreo tenha uma estrutura de segurança para proteger os rotores. Essa estrutura de segurança protege não somente os rotores, mas também a superfície que deve ser limpa, e o operador do dispositivo de limpeza. É vantajoso se a estrutura inteira do multicóptero é equipada com um núcleo de poliestireno, que funci- ona como uma estrutura.

[0016] A fim de determinar a distância do veículo aéreo para a su perfície que deve ser limpa, é sugerido que o veículo aéreo tenha um sistema de sensor, para medição da distância e/ou detecção do contato. Esse sistema de sensor é preferivelmente disposto na estrutura de segurança do veículo aéreo. A proximidade e sensores tácteis são providos para esse propósito, para responder ativamente para a abordagem para um objeto ou contato direto, com um objeto através do veículo aéreo. O objeto pode também ser uma superfície de vidro, que deve ser limpa. Para esse fim, sensores especiais, tais como sensores de ultrassom, podem ser usados para reconhecer o vidro.

[0017] Um efeito particularmente bom da limpeza, pode ser reali zado com um sistema de escova, que é acoplado permanentemente ao veículo aéreo. Esse sistema de escova, preferivelmente, consiste em uma pluralidade de escovas de rolo rotativo, os eixos das quais são dirigidos por motores elétricos.

[0018] É vantajoso, se o dispositivo de limpeza incluir um dispositi vo, que tem a capacidade de se deslocar em rolos ou bolos. Uma distância fixa entre eixos de escova de rolo, e uma superfície de limpeza, pode ser garantida, por exemplo, por rolos de plástico de corrida livre. O resultado disso é que os pontos de contato, entre o veículo aéreo e a superfície a ser limpa, é pré-definido pelo arranjo espacial fixo dos rolos. Em tal caso, o arranjo dos rolos pode ser selecionado, de tal maneira que a atitude do veículo aéreo, em relação à superfície para limpeza, é fixada quando o contato é feito. Isso permite o dispositivo de limpeza prover uma função de limpeza constante, mesmo enquanto o veículo aéreo está em movimento.

[0019] Um projeto especial, do dispositivo de limpeza, provê que o dispositivo de limpeza seja disposto movível, em relação ao veículo aéreo, e o veículo aéreo é equipado com um metro de distância, que mede a distância entre o dispositivo de limpeza e o veículo aéreo. Em uma variante do aparelho, o dispositivo de limpeza é também disposto móvel, em relação ao veículo aéreo, e o veículo aéreo é equipado com um dispositivo de medir a pressão, que mede a pressão exercida no veículo aéreo pelo dispositivo de limpeza.

[0020] Além de câmeras, o dispositivo de limpeza pode ser equi pado com os sensores adicionais a seguir: unidades de medição da inércia (IMU), GPS, magnetômetro, câmera, 1D-LIDAR, 2D-LIDAR, chaves de limite mecânico e chaves de proximidade, e dispositivos de medição ultrassônica. Os dados desses sensores podem ser usados para controle e para localização de navegação do veículo aéreo, ao longo da superfície que é para ser limpa. Análise de imagens da câmera também possibilitam uma avaliação qualitativa do processo de limpeza.

[0021] O objetivo subjacente à invenção é também solucionado com um método para superfícies de limpeza, particularmente fachadas e frente de vidro, na área ao ar livre, em que um meio de limpeza é aplicado, com um veículo aéreo, para limpar a superfície que deve ser limpa.

[0022] Um controle semiautônomo do veículo aéreo, possibilitando um lançamento automático ou semiautomático, e procedimento de lançamento e aterrissagem, é vantajoso. Isto possibilita atividades, tais como preenchimento de um tanque de água, ou substituição de uma bateria recarregável, para ser realizada rapidamente. O controle pode estabilizar o veículo aéreo, depois do lançamento inicial, a uma distância pré-determinada, a superfície a ser limpa. O operador, então, só tem de especificar a área que deve ser limpa, com base nessa atitude. O controle calcula uma via correspondente, e estabiliza o veículo aéreo ao longo da superfície a ser limpa. Quando a reserva de água está esgotada, ou o nível de carga das baterias recarregáveis se aproxima de um valor criticamente baixo, um procedimento de aterrissagem automática é iniciado, de maneira que as baterias podem ser trocadas e/ou água pode ser adicionada. Quando a respectiva deficiência foi corrigida, o veículo aéreo retorna automaticamente para sua atitude relativa à superfície que deve ser limpa.

[0023] É vantajoso, se uma pluralidade de veículos aéreos for usada. Então, um veículo aéreo pode trabalhar na superfície a ser limpa, com seu dispositivo de limpeza, até a carga da bateria ou reserva de água se esgotar. Então, o primeiro dispositivo de limpeza, com veículo aéreo e dispositivo de limpeza, voa de volta de maneira que, quando as baterias de recarga e/ou a reserva de água podem ser reabastecidas, e um segundo dispositivo de limpeza voa para o sítio em que o primeiro dispositivo de limpeza parou de trabalhar. No caso de áreas maiores para limpeza, o segundo dispositivo de limpeza pode ser lançado, mesmo enquanto o primeiro ainda está trabalhando, de maneira que um pequeno tempo como possível, transcorre entre trabalhar com o primeiro dispositivo de limpeza e trabalhar com o segundo dispositivo de limpeza, e um processo de limpeza quase contínuo é realizado.

[0024] Para edifícios muito grandes é sugerido um grupo organi zado, de dispositivos de limpeza. Dessa maneira, é possível realizar a limpeza simultaneamente, com uma pluralidade de dispositivos de limpeza. Ao mesmo tempo, o número de sítios de aterrissagem disponível pode ser menos do que o número de dispositivos de limpeza, uma vez que o tempo para cada veículo ocupar o sítio de aterrissagem deveria ser substancialmente menor do que o tempo de limpeza.

[0025] Se uma pluralidade de veículos aéreos é usada, é vantajo so eles se comunicarem uns com os outros, diretamente, ou através de um controle central. Dessa maneira, é garantido que ambas as superfícies não sejam limpas duas vezes, e que nenhuma superfície siga sem limpeza.

[0026] Um agrupamento de veículos aéreos, e um agrupamento de dispositivos de limpeza, podem também se tornar disponíveis. Isto torna possível acoplar um veículo aéreo e um dispositivo de limpeza, de acordo com a necessidade. Por exemplo, um dispositivo de limpeza pode ser equipado com uma escova, e o outro dispositivo de limpeza pode ser equipado com um dispositivo de pulverização de água. O veículo aéreo pode depois ser acoplado com o dispositivo de limpeza, que é apropriado para uma dada situação. Em particular, uma pluralidade de veículos aéreos, e uma pluralidade de dispositivos de limpeza, preferivelmente diferentes, possibilitam um processo de limpeza eficaz.

[0027] Enquanto que uma pessoa de limpeza deve ter todas as ferramentas de limpeza, e todos os agentes de limpeza, prontos para manusear, quando para limpar uma fachada grande, o conceito, de acordo com a invenção, oferece a opção de equipar o dispositivo de limpeza de acordo com as necessidades, e para reconfigurá-lo rapidamente. A observação da superfície que é para ser limpa, enquanto ela está sendo trabalhada, e armazenando os dados, possibilita mesmo as superfícies com sujeira pesada, serem definidas como um sítio, de tal maneira que precisamente essas superfícies podem ser trabalhadas novamente, com outro dispositivo de limpeza, depois disso. Para este propósito, depois da primeira limpeza, um veículo aéreo pode voar exatamente para esses sítios, que são para ser processados novamente - preferivelmente com um agente de limpeza diferente e/ou um dispositivo de limpeza diferente.

[0028] Água deionizada pode ser usada como um meio de limpeza. É sabido, a partir de DE 20 2004 009 740 U1, por exemplo, para usar água deionizada para limpar superfícies, de tal maneira que remoção e secagem podem ser omitidas. Entretanto, o uso de água ionizada, em conjunto com um dispositivo de limpeza, de mobilidade não fixa, oferece a vantagem em que, quando a limpeza é realizada do topo até o fundo, as regiões mais baixas podem já ter sido submetidas à pré-limpeza devido à água correndo em baixo, e a película de água que ainda adere, pode ser secada muito rapidamente, pelo vento dos rotores do veículo aéreo. Essa água pode ser usada para suprir um sistema de escova, para amortecer e aumentar a superfície a ser limpa.

[0029] Alternativamente, ou adicionalmente, o gelo seco pode ser usado como um meio de limpeza. Com gelo seco (pélete CO2), que é borrifado sobre fachadas, por exemplo, um efeito super refrigerador é produzido. Em conjunto com as escovas rotativas, isto faz os depósitos de sujeira escoarem e caírem no chão. DE 20 2013 105 041 U1 descreve o princípio de usar gelo seco para limpar particularmente superfícies de sujeira pesada, com uma pistola de pulverização. Entretanto, especificamente, seu uso junto com um veículo aéreo e uma escova, resulta no gelo seco sendo forçado pelo vento dos rotores contra a superfície, onde ele reage e não deixa resíduo para trás.

[0030] Quando ele encontra um obstáculo, tal como uma vidraça de vidro, ou uma fachada, por exemplo, o gelo seco se decompõe em componentes de fase de gás, dessa maneira nenhuma umidade é formada ou deixada para trás.

[0031] A fim de proteger todas as vidraças de vidro de dano, e ao mesmo tempo ser capaz de exercer uma certa pressão, a partir do dispositivo de limpeza, na superfície a ser limpa, é sugerido que a relativa atitude do veículo aéreo seja medida com referência à superfície que deve ser limpa.

[0032] Adicionalmente, ou alternativamente, é sugerido que a ati tude absoluta do veículo aéreo seja medida com referência à superfície que deve ser limpa. Para esse propósito, pontos fixos estacionários, no chão, por exemplo, ou na fachada, podem servir como um sis- tema de referência, a fim de definir a atitude das superfícies, em um edifício que deve ser limpo. Pontos fixos sobre a fachada podem ser, por exemplo, cantos do edifício. É também possível traçar um tapete com pontos definidos em frente ao edifício. A altitude do dispositivo de limpeza, em relação a esses pontos definidos, pode depois ser determinada durante o voo. Isso torna possível determinar os pontos de contato, em relação aos pontos definidos, quando é feito contato com a superfície que deve ser limpa. Um tapete de tal tipo também torna mais fácil o lançamento e aterrissagem do dispositivo de limpeza nesse tapete, em frente ao edifício.

[0033] É vantajoso se o veículo aéreo voa contra a superfície a ser limpa, de tal maneira que um dispositivo de limpeza, acoplado ao veículo aéreo, seja pressionado contra a superfície a ser limpa, e movido ao longo da superfície. Para este propósito, o controle mantém o mul- ticóptero em um certo ângulo de inclinação de poucos graus, em relação à superfície a ser limpa. Isto é também chamado de ângulo de inclinação. Mediante choque com a superfície que deve ser limpa, uma pressão é criada entre a superfície a ser limpa e o dispositivo de limpeza, permanecendo naquele lugar. Essa pressão é usada como a pressão de contato para escovas de limpeza, por exemplo, para garantir contato sustentado entre a escova de limpeza e a superfície a ser limpa. No entanto, pode também servir para contrabalançar o impulso rejeitando, que força o dispositivo de limpeza para fora, para a superfície que deve ser limpa, quando ele borrifa um fluido de limpeza contra a superfície a ser limpa.

[0034] O veículo aéreo pode também ser forçado a voar contra a superfície a ser limpa. Isto aumenta a pressão de uma escova de limpeza ou raspador, contra a superfície a ser limpa. Entretanto, essa energia pode também ser enfraquecida, por repelir o impulso que é gerado, quando o dispositivo de limpeza borrifa o fluido contra a super- fície a ser limpa.

[0035] Um sistema de limpeza inclui um dispositivo de limpeza, uma pluralidade de superfícies a ser limpas, e uma topologia que circunda as superfícies a serem limpas. Pontos de referência da topologia são armazenados em uma memória de dados, e por um lado, a atitude do dispositivo de limpeza, em relação a esses pontos de referência, e por outro lado a atitude do dispositivo de limpeza, em relação à superfície a ser limpa, é determinada, a fim de guiar o dispositivo de limpeza ao longo das superfícies que devem ser limpas, automaticamente.

[0036] Isso também torna possível limpar fachadas maiores, com um dispositivo de limpeza, operando de maneira autônoma. Dependendo do tamanho do dispositivo móvel, e do grau de mancha da fachada, as superfícies a serem limpas, circulam contra uma ou mais vezes, para umedecê-las com fluido de limpeza, escovar a superfície, detectar as partículas de sujeira, enxaguar a sujeira, e, se necessário, ainda secar com ar quente ou vaporizar a superfície com uma película repelente de sujeira.

[0037] Desta maneira, no caso de um edifício alto, um dispositivo de limpeza pode ser programado, de tal maneira que ele limpa todas as superfícies que devem ser limpas, de modo autônomo e progressivamente, e depois começa do início novamente, ou limpa certas superfícies com mais frequência, e outras superfícies menos vezes. Neste contexto, o veículo aéreo move o dispositivo de limpeza de uma estação de coleta de agente de limpeza, para a superfície que é para ser limpa, depois, em relação à superfície que é para ser limpa durante a limpeza, e de volta novamente para coletar mais agentes de limpeza. A estação de coleta de agentes de limpeza, e um alojamento protegido para o veículo aéreo, e o dispositivo de limpeza, podem ser providos no telhado do edifício alto.

[0038] É também possível acoplar o veículo aéreo com diferentes dispositivos de limpeza, por exemplo, somente borrifando a superfície a ser limpa, em uma primeira fase de trabalho, de tal maneira que a sujeira é afrouxada, e escovando a superfície em uma segunda fase de trabalho, para escovar para fora a sujeira afrouxada. Isso pode depois ser enxaguado em uma terceira fase de trabalho. O efeito disso é que o veículo aéreo deve somente carregar o peso, que é absolutamente necessário para uma operação de limpeza específica. Desse modo, por exemplo, o veículo aéreo pode ser primeiro acoplado a um tanque de fluido e a um bocal de aplicação, e, depois disso, a uma escova ou sistema de escovas, adicionalmente, ou em vez disso. Os dispositivos de localização podem também ficar disponíveis, de tal manei-ra, que dispositivos de localizações diferentes são acoplados ao veículo aéreo, dependendo da tarefa do mesmo. Esse acoplamento e o processo de desacoplar, preferivelmente têm lugar automaticamente. Desse modo, é criado um sistema modular preferível, a partir de um dispositivo de limpeza para limpeza de fachadas.

[0039] O dispositivo de limpeza é configurado com uma vista, para possibilitar o processo de limpeza prosseguir de maneira autônoma, tanto quanto possível. A limpeza operativa deverá executar somente uma função de monitoração e em caso de emergência, e preencher e substituir os recipientes de limpeza.

[0040] Para isto, é sugerido um conceito de sensor, com o qual o procedimento do dispositivo de limpeza, em relação à superfície que deve ser limpa em ambas as condições, absoluta e relativa.

[0041] No caso de edifícios com um, ou até 10 andares, um tapete marcador é estabelecido a uma distância fixa, em frente à fachada, pela limpeza operacional. Essas marcas são detectadas com uma câmera presa ao veículo aéreo, para determinar a atitude do dispositivo de limpeza em relação à fachada. Essa atitude serve como a base pa- ra o processo de limpeza inteiro. Entretanto, quando está muito perto ou em contato direto com a superfície que é para ser limpa, o dispositivo de limpeza necessita de mais dados, porque a atitude determinada com a ajuda do tapete marcador pode conter erros de menor importância. Neste caso, distância ultrassônica e/ou óptica, e dispositivos de medição da velocidade são usados. Os sistemas LIDAR emitem pulsos a laser, e detectam a luz que é espalhada de volta. A distância para o local de espalhar, é calculada a partir do tempo de trânsito da luz dos sinais. Os sistemas LIDAR são projetados para reconhecimento do objeto e detecção do ambiente, e são usados no dispositivo de limpeza, para determinar a distância precisa para a superfície de limpeza.

[0042] Na etapa final, os sensores palpáveis, então, servem para detectar o contato entre o dispositivo de limpeza e a superfície. Com base nesses dados, um estabilizador segura o dispositivo de limpeza, em uma atitude ligeiramente inclinada, de tal maneira que uma força relativamente leve é exercida na superfície de limpeza, pelo dispositivo de limpeza. Neste contexto, a velocidade em que o dispositivo de limpeza voa para frente, é convertida em uma pressão exercida sobre a superfície pelo dispositivo de limpeza, quando a superfície é atingida.

[0043] Com edifícios mais altos, não é mais possível detectar mar cas no chão. Neste caso, sensores adicionais são necessários. Um modelo subjacente do edifício pode ser usado para localizar, isto quer dizer para determinar a altitude do dispositivo de limpeza. Tal modelo pode ser criado independentemente do avanço, ou ele pode ser integrado usando um arquivo CAD, conhecido do edifício, por exemplo. A fim de gerar tal modelo independentemente, um sistema aeroterrestre de robô cooperativo, pode ser usado. Neste caso, o veículo aéreo pode ser equipado com um sistema 3D LIDAR. Este sistema 3D LIDAR é também usado para determinar a atitude, com referência ao modelo.

[0044] Sistemas de sensores adicionais podem ser câmeras de profundeza RGB-D, e sensores de velocidade do vento. Com câmeras RGB-D, a área imediata do dispositivo de limpeza pode ser detectada tridimensionalmente. Isso, por sua vez, possibilita o dispositivo de limpeza navegar de maneira autônoma, mesmo que a superfície de limpeza não seja completamente plana. Uma detecção da superfície que é para ser limpa, com referência à topologia do ambiente, também possibilita detectar bandeirolas, esculturas, saliências, peitoril de janelas, balcões, etc., de tal maneira que, por um lado ele não colida com tais obstáculos, e por outro lado pode usar esses objetos estacionários para propósitos de orientação.

[0045] Uma medida da velocidade do vento, preferivelmente no dispositivo de limpeza, é muito importante, particularmente em altitudes relativamente altas. Isto provê a limpeza operativa, com a capacidade de responder prontamente a uma mudança na velocidade do vento, quando o dispositivo de limpeza está em alta altitude.

[0046] Três modalidades exemplares são representadas no de senho, e serão descritas em maiores detalhes no texto a seguir. No desenho

[0047] Figura 1 é uma representação esquemática da estrutura de um dispositivo de limpeza com quatro rotores,

[0048] Figura 2 é uma vista lateral de um dispositivo de limpeza com oito rotores,

[0049] Figura 3 é uma vista plana do dispositivo de limpeza mos- trada na Figura 2,

[0050] Figura 4 é uma vista de baixo de um dispositivo de limpe- za, com três rotores,

[0051] Figura 5 é uma vista de cima do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4,

[0052] Figura 6 é uma vista lateral do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4,

[0053] Figura 7 é uma vista lateral do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4, com tapete marcador,

[0054] Figura 8 é uma vista plana, de acordo com a Figura 7,

[0055] Figura 9 é uma vista em perspectiva plana, do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4,

[0056] Figura 10 é uma vista em perspectiva do lado de baixo do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4, e

[0057] Figura 11 é uma vista lateral em perspectiva, do dispositivo de limpeza mostrado na Figura 4.

[0058] O dispositivo de limpeza 1 inclui um veículo aéreo 2, com rotores 3, 4, 5, 6. Um dispositivo de limpeza 7 é acoplado ao dito veículo aéreo 2 para limpar uma superfície (não mostrada).

[0059] O dispositivo de limpeza 7 consiste em um corpo de base 8, ao qual um equipamento de limpeza, tal como uma escova rotativa 9, é acoplada. Múltiplas escovas rotativas 9 podem também ser dispostas, em torno do corpo de base 8, em vez de uma escova rotativa 9.

[0060] Uma câmera 10, é também integrada no corpo de base 8. Múltiplas câmeras, ou uma câmera com múltiplos sistemas ópticos, podem também ser dispostas no veículo aéreo, em vez de uma câmera 10.

[0061] Um estrutura de segurança 11 para proteger os rotores 3, 4, 5 e 6, é provida no veículo aéreo 2, para evitar colisões com pessoas e objetos.

[0062] Sensores 12 a 15 são providos no veículo aéreo 2, e juntos formam um sistema de sensor, para medir a distância e/ou detectar contato.

[0063] A fim de manter uma constante distância de uma superfície, que deve ser limpa, um dispositivo 16, que é movível em rolos, é provido e é disposto entre o corpo de base 8 e a superfície que é para ser limpa, de tal maneira que os rolos 17, 18 rolam sobre a superfície a ser limpa, enquanto o dispositivo de limpeza 7 se move em relação à su- perfície que é para ser limpa. Somente dois rolos, 17 e 18, são mostrados na figura. É vantajoso os rolos adicionais serem dispostos na circunferência do veículo aéreo 2.

[0064] Escovas 9, do dispositivo de limpeza 7, podem ser dispos tas, de modo a ser móveis em relação ao veículo aéreo 2. Elementos de tampão 19, 20, com metros de distância 21, 22, são usados para este propósito. Um dispositivo de medida de pressão (não mostrado) pode também ser provido, em vez dos metros de distância, ou em adição aos metros de distância, para mediar a pressão exercida pelas escovas 9, do dispositivo de limpeza 7 no veículo aéreo 2.

[0065] Uma unidade eletrônica 23, é provida no corpo de base, que também inclui dispositivos de medição 24 para controlar a atitude do veículo aéreo 2.

[0066] Um bocal 25, torna possível aplicar um meio de limpeza, tal como água deionizada, ou gelo seco, por exemplo, para a superfície tal como uma fachada, que é para ser limpa.

[0067] O dispositivo de limpeza 40, mostrado nas Figuras 2 e 3, inclui um veículo aéreo 31 e oito rotores 32 a 39. Um dispositivo de limpeza 40 é acoplado ao veículo aéreo 31, e inclui uma escova rotativa 41, e três rodas espaçadoras 42, 43 e 44. Uma câmera 45 é colocada no dispositivo de limpeza, e uma estrutura de segurança 46 é espalhada sobre os rotores, com o propósito de evitar que os rotores colidirem, com uma pessoa ou a superfície a ser limpa. O dispositivo de limpeza 31 inclui um reservatório de agente de limpeza 47, no qual a água deionizada, ou o gelo seco, podem ser transportados como um meio de limpeza.

[0068] Figura 4 mostra um dispositivo de limpeza 50, com três ro tores 51, 52 e 53. Uma escova de limpeza 54, 55, 56 é disposta no lado de fora do corpo de base 57, entre cada um dos três rotores. Sensores tácteis 58 a 63 são providos para o lado de cada uma das esco- vas de limpeza, para determinar a distância entre o corpo de base 57 e uma superfície a ser limpa 64. Os sensores tácteis que podem cada um, ser fabricado como um par de sensores 65, 66 foram ilustrados para propósitos exemplares na Figura 7. As escovas de limpeza são também preferivelmente projetadas como pares de escovas 67, 68. Dessa maneira, é possível prover um suprimento de água 69, 70 entre duas escovas, através das quais a água ionizada pode ser espalhada em oposição à superfície a ser limpa 64.

[0069] Um plano inclinado de aterrissagem retratável, com planos inclinados de aterrissagem de três pés 71, 72 e 73, que podem ser estendidos, pelo menos, durante o procedimento de aterrissagem, é também provido, no lado de dentro do dispositivo de limpeza 50. Um módulo de sensor 74, incluindo uma câmera RGBD e um sistema 1D LIDAR, é provido no meio do corpo de base 57.

[0070] A vista de cima mostra rotores contra-rotativos 51, 52 e 53, e um sistema de troca de bateria 75, 76 e 77, entre cada um deles. Um tanque de água (não mostrado) está localizado dentro do corpo de base 57, e é acessível através da abertura 78. Um modulo de sensor adicional 79, incluindo a câmera RGBD e um sistema 2D LIDAR, é provido no topo do corpo de base 57.

[0071] Com o módulo de sensor 74, a atitude do dispositivo de limpeza 50 pode ser determinada em relação a um tapete marcador 80, e com sensores ultrassônicos 81, 82, é possível especificar a atitude relativa do dispositivo de limpeza 50, com referência à superfície que é para ser limpa 64.

[0072] Quando o dispositivo de limpeza 50, voa contra a superfície que deve ser limpa 64, o dispositivo de limpeza 50 é ligeiramente inclinado de maneira que os rotores 51 a 53 são capazes de movê-lo para tão longe como para a superfície que deve ser limpa 64. As escovas 67, 68 são posicionadas na superfície 64, que deve ser limpa, a posi- ção inclinada do aparelho 50 determina a pressão de contato na superfície a ser limpa 64. Como mostrado na Figura 7, as escovas de limpeza são montadas flexivelmente, de maneira que, mesmo quando o dispositivo de limpeza 50 está em uma posição inclinada em relação à superfície que deve ser limpa 64, ambas as escovas, 67 e 68, posicionadas uma em cima da outra, são capazes de ficar inclinadas contra a superfície 64, que é para ser limpa.

[0073] A Figura 8 mostra uma vista de topo do tapete marcador 80, de tal maneira que os marcadores 83, 84 são também visíveis. A superfície 64, que é para ser limpa, é parte de um edifício 85, em frente do qual o tapete marcador 80 pode ser assentado. Pontos de marcação distintos presentes na área, por exemplo, no chão ou no edifício 85, podem também ser usados, em vez de um tapete marcador, para posicionar o dispositivo de limpeza 50. No presente caso, o tapete marcador também funciona como um amortecedor de aterrissagem, e quando o dispositivo de limpeza 50 aterrissa, os sistemas de substituição da bateria 57, 67 e 77 no topo 86, do dispositivo de limpeza 50, como também a abertura 87 para o tanque de água, são facilmente acessíveis.

Claims

1. Dispositivo de limpeza (1) para limpar uma superfície de maneira flutuante isento de conexão rígida entre o dispositivo de limpeza e a superfície, sendo que o dispositivo de limpeza inclui um veículo aéreo (2) com rotores (3, 4, 5, 6) e um dispositivo de limpeza (7) acoplado ao veículo aéreo (2) para limpeza da superfície, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de limpeza (7) é disposto de maneira móvel em relação ao veículo aéreo (2), e o veículo aéreo (2) apresenta um medidor de distância (21, 22) que mede a distância entre o dispositivo de limpeza (7) e o veículo aéreo, ou apresenta um dispositivo de medição da pressão, que mede a pressão exercida no veículo aéreo (2) pelo dispositivo de limpeza (7).

2. Dispositivo de limpeza, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de limpeza (7) inclui pelo menos uma escova rotativa (9).

3. Dispositivo de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que inclui uma câmera (10).

4. Dispositivo de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo (2) inclui uma estrutura de segurança (11) para proteger os rotores (3, 4, 5, 6).

5. Dispositivo de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo (2) tem um sistema de sensor (12, 13, 14, 15) para medir distância e/ou detectar contato.

6. Dispositivo de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ele tem um dispositivo móvel (16) que é movido em rolos (17, 18).

7. Dispositivo de limpeza, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é equipado com dispositivos de medição (24) que influenciam a atitude de controle do veículo aéreo (2).

8. Método para limpeza de superfícies com um dispositivo de limpeza como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, particularmente fachadas e fachada de vidro externa, caracterizado pelo fato de que um meio de limpeza para limpeza, é aplicado à superfície que deve ser limpa com um veículo aéreo (2).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o meio de limpeza é água deionizada.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio de limpeza é gelo seco.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a atitude relativa do veículo aéreo (2) é medida com referência à superfície a ser limpa.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a atitude absoluta do veículo aéreo é medida com referência à superfície a ser limpa.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo é fluido contra a superfície a ser limpa de tal maneira que um dispositivo de limpeza (7), acoplado ao veículo aéreo (2), é pressionado contra a superfície a ser limpa e movido ao longo da superfície.

14. Sistema de limpeza, consistindo de um dispositivo de limpeza, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, uma pluralidade de superfícies a ser limpas, e uma topologia circundando as superfícies a ser limpas, caracterizado pelo fato de que os pontos de referência da topologia são armazenados em memória de dados, a colocação do dispositivo de limpeza, em relação a esses pontos de refe- rência, e a colocação do dispositivo de limpeza, em relação à superfície a ser limpa, são determinadas a fim de guiar o dispositivo de limpeza ao longo das superfícies que devem ser limpas automaticamente.