BRPI0806788A2 - cabeça de limpeza robótica - Google Patents

Abstract

CABEçA DE LIMPEZA ROBóTICA. Uma cabeça de limpeza robótica (1; 101) para uso como parte de um sistema de limpeza a vácuo autónomo (2) incluindo uma unidade de recipiente (3) e um conjunto de mangueira (4; 104) conectando a cabeça de limpeza (1; 101) à unidade de recipiente (3). A cabeça de limpeza (3) tem um chassis (5; 105), um sistema de acionamento (6; 18; 27), um bocal de limpeza a vácuo(8; 108) e um conduto (9; 109). O conduto (9; 109) se comunica com uma passagem de ar delimitada pelo bocal de limpeza (8; 108). é suspenso girável sobre um eixo de pivó (10; 110) e inclui uma entrada (11; 111) fornecido no topo do mencionado chassis (5; 105), e uma seção de cotovelo (12; 112) a jusante da entrada (11; 111), e o conduto (9; 109) é suspenso e moldado de modo que uma linha de ação (15; 115) de uma força de tração (20; 120) exercida pelo conjunto de mangueira (4; 104) no chassis (5; 105), através do conduto (9; 109) para o qual o conjunto de mangueira (4; 104) é conectada, se estende espaçada abaixo de uma extremidade a jusante da seção de cotovelo (12; 112).

Description

"CABEÇA DE LIMPEZA ROBÓTICA" CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção se refere à uma cabeça de limpeza robótica para uso como parte de um sistema de limpeza a vácuo autônomo ainda incluindo uma unidade de recipiente e um conjunto de mangueira conectando a cabeça de limpeza à unidade de recipiente.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Tal cabeça de limpeza robótica é divulgada na aplicação de patente Européia 1 360 922. A unidade de recipiente mantém um ventilador, um motor para acionar o ventilador, filtros de poeira e uma câmara de coleta de poeira. Assim sendo, a cabeça de limpeza pode ter dimensões relativamente pequenas, o que é vantajoso para agilidade e para atingir áreas sobrecarregadas de poeira, por exemplo, embaixo de mobília e nos cantos. Para a habilidade de manobra da cabeça de limpeza, é vantajoso de modo que a mangueira se conecte a um conduto da cabeça de limpeza que é girável sobre um eixo de pivô e que o conduto inclua uma seção de cotovelo a jusante de uma entrada do conduto se estendendo coaxialmente com o eixo do pivô.

Em operação, o conjunto de mangueira exerce força em ambos, a cabeça de limpeza e a unidade de recipiente devido ao atrito sobre o chão e forças de reação em resposta à flexão da mangueira. Essas forças impactam a habilidade de manobra da cabeça de limpeza. Por exemplo, quando a cabeça de limpeza aciona para a frente ela arrasta junto pelo menos, uma porção adjacente da mangueira e as forças exercidas pela mangueira são na maioria das vezes orientadas em um ângulo com a direção pretendida de deslocamento de uma cabeça de limpeza e afeta a direção efetiva de deslocamento da cabeça de limpeza. Isto resulta em um controle menos preciso sobre o trajeto de percurso e então um resultado de limpeza menos efetivo e/ou um progresso mais lento sobre a superfície do chão. Mais ainda, desvios do trajeto de percurso aumentam o risco de colidir nos objetos. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

E um objeto da invenção fornecer uma cabeça de limpeza da qual a habilidade de manobra é menos sensitiva para forças exercidas sobre ela pela mangueira a qual ela está conectada.

De acordo com a presente invenção, este objeto é alcançado fornecendo uma cabeça de limpeza robótica de acordo com a reivindicação 1.

Porque o conduto é suspenso e moldado de modo que, em condição de operação, uma linha de ação de uma força de tração exercida pelo conjunto de mangueira no chassis através do conduto ao qual o conjunto de mangueira está conectado, se estende abaixo de uma extremidade a jusante da seção de cotovelo, o momento de inclinação resultante da força exercida sobre a cabeça de limpeza pela mangueira e as forças de atrito entre o chão e a cabeça de limpeza são relativamente pequenos. Conseqüentemente, o momento de inclinação exercido na cabeça de limpeza em determinadas forças exercidas pela mangueira é substancialmente reduzido. Por conseguinte, há menos redução de pressão de contato entre o sistema de acionamento e o chão de um lado do sistema de direção. Tal redução da pressão de contato entre o sistema de acionamento e o chão em um lado do sistema de acionamento permite ao sistema de acionamento deslizar mais facilmente sobre o chão naquele lado, por meio disso, afetando negativamente a precisão da direção.

O conduto pode incluir uma seção de lança se estendendo a partir da seção de cotovelo radialmente em relação ao eixo de pivô e uma seção de extremidade a jusante da seção de lança e pelo menos, parcialmente se estendendo horizontalmente para fora do chassis e do sistema de acionamento e na para baixo a partir da seção de lança, de modo que, quando em condição de operação, uma porção mais inferior da porção da extremidade de saída está em um nível abaixo de uma porção mais alta de pelo menos, o chassis, o sistema de acionamento ou o bocal. Por meio desses recursos, o abaixamento da linha de ação ao longo da qual as forças de tração exercidas pelo conjunto de mangueira são transferidas ao chassis é alcançado em uma maneira de construção simples. Mais ainda, por causa da posição abaixada da extremidade de saída do conduto ao qual o conjunto de mangueira é para ser conectado, quando em operação, somente uma porção relativamente curta do conjunto de mangueira se estende a partir do chão para o conduto, de modo que relativamente pouco peso do conjunto de mangueira é transportado pelo conduto. Conseqüentemente, a contribuição do peso da porção de conjunto de mangueira transportado pelo conduto para qualquer momento de inclinação causando alívio de carga nas rodas no lado da cabeça de limpeza voltada ao contrário do conduto é mantida relativamente pequena.

O conduto é preferencialmente uma estrutura substancialmente rígida, de modo que, na operação, a extremidade de saída é mantida em um nível relativamente constante de maneira próxima acima do chão independentemente das cargas para as quais ele é submetido na prática.

Se a seção de cotovelo é suspenso de maneira girarória em relação ao chassis sobre um eixo rotativo perpendicular ao eixo de pivô e se estendendo espaçada abaixo da extremidade a jusante da seção de cotovelo, enquanto o conduto está na faixa na qual ele está livremente móvel, aparte de um leve momento devido à resistência de fricção, nenhum momento sobre o eixo rotativo pode ser transferido do conduto para a cabeça de limpeza. Conseqüentemente, a linha de ação ao longo do qual uma força de tração exercida pelo conjunto de mangueira é transferida à cabeça de limpeza vai interceptar o eixo rotativo espaçado abaixo da extremidade a jusante da seção de cotovelo.

O eixo rotativo pode ser um eixo rotativo virtual definido através de um vínculo de ligação da seção de cotovelo para o chassis, tal como uma articulação incluindo pelo menos, dois elos de pelo menos, uma articulação de quatro barras incluindo a seção de cotovelo e o chassis. Se, mais ainda, para pelo menos, um posição do vínculo, o eixo rotativo se estende abaixo do chassis, uma redução particularmente efetiva ou mesmo eliminação do momento de inclinação é alcançado, porque a linha de ação das forças de reação factíveis entre o chão e a cabeça de limpeza se estende ao longo do chão, i. e. bem de maneira próxima ao longo ou mesmo interceptando o eixo rotativo que determina a linha de ação ao longo da qual a força de tração exercida pelo conjunto de mangueira é transferida para a cabeça de limpeza. Mais ainda, fornecendo um membro de suporte sob a porção de extremidade de saída do conduto, para suportar o conduto em relação à superfície do chão, a capacidade de rotação na operação do conduto em relação ao chassis pode ser limitada. Isto é vantajoso para manter o conduto de atingir um limite de sua faixa de capacidade de rotação sobre o eixo rotativo, por meio disso, prevenindo a transferência de qualquer momento significativo sobre o eixo rotativo do conduto para o chassis.

Fornecendo que o eixo de pivô se estende de maneira próxima adjacente a um eixo de rotação sobre o qual o chassis gira quando mudando sua direção de deslocamento sobre a superfície do chão, é alcançado que as forças exercidas sobre a cabeça de limpeza através do conjunto de mangueira têm pequena ou nenhuma influência na direção de acionamento da cabeça de limpeza.

Um melhoramento particularmente importante da capacidade de direcionamento pode ser alcançado em uma cabeça de limpeza na qual o sistema de acionamento inclui pelo menos, dois membros giratórios para deslocar uma cabeça de limpeza em uma direção de acionamento quando a circular em uníssono, o pelo menos, dois membros giratórios estando espaçados aparte transversalmente à direção de acionamento para a direita e para a esquerda de um plano central do chassis orientado na direção de acionamento, o sistema de acionamento ainda sendo controlável para acionar os membros giratórios em velocidades diferentes selecionáveis de circulação para direcionar a cabeça de limpeza. Mais em particular isto então é contrabalançado de modo que, as rodas em um lado sejam aliviadas de carga e as rodas opostas são carregadas e uma diferença nas velocidades de rotação entre as rodas nos lados laterais opostos resultam em deslizamento das rodas aliviadas de carga e nenhum ou somente um efeito de direção de arrasto limitado.

Se a extremidade de entrada do conduto está voltada para cima e o conduto girável se conecta de baixo de uma porção de duto de ar se comunicando com o bocal, o conduto girável pode se conectar, de modo rotacional, ao duto de ar não girável se comunicando com o bocal em um nível baixo a fim de manter os momentos em um plano vertical transferido através da baixa conexão girável. Mais ainda, a seção de cotovelo pode ser conectada de maneira girarória ao chassis em uma maneira simples por meio de uma articulação posicionada entre o conduto e o chassis.

Aspectos adicionais, efeitos e detalhes da invenção são estabelecidos na descrição detalhada com referência aos exemplos dos quais alguns são mostrado nos desenhos.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

Fig. 1 é a vista em perspectiva de um sistema de limpeza a vácuo autônomo compreendendo uma cabeça de limpeza de acordo com a invenção;

Fig. 2 é uma vista de topo de uma cabeça de limpeza da Fig. 1;

Fig. 3 é uma vista frontal de uma cabeça de limpeza da Fig. 1;

e

Fig. 4 é uma vista lateral de uma modalidade alternativa de uma cabeça de limpeza de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Na Fig. 1, um sistema de limpeza a vácuo autônomo 2 composto de uma unidade de recipiente 3, uma cabeça de limpeza robótica 1 e um conjunto de mangueira 4 interconectando a unidade de recipiente 3 e a cabeça de limpeza robótica 1 é mostrada.

De acordo com um presente exemplo, a unidade de recipiente 3 é auto-impulsionada e auto-direcionada e inclui um sistema de acionamento, um recipiente, uma fonte de energia e um ventilador elétrico para gerar potência de sucção. O sistema de acionamento da unidade de recipiente 3 tem duas rodas de acionamento localizada nos cantos de trás (somente uma é visível na figura) e dois rodízios localizados perto da conexão de mangueira na frente da unidade de recipiente (somente um é visível na figura).

A cabeça de limpeza 1 (mostrado em mais detalhe nas Figs. 2 e 3) é auto-impulsionada e auto-direcionada por meio de um sistema de acionamento incluindo um sistema de controle 6, uma montagem de acionamento 27 e rodas 18. O conjunto de mangueira a vácuo 4 se comunica com um bocal de limpeza 8 da cabeça de limpeza 1 de modo que o vácuo gerado pela unidade de recipiente seja tornada disponível em uma entrada do bocal 8. A cabeça de limpeza 1 é mais ágil do que a unidade de recipiente 3 e capaz de passar sob a maioria dos objetos, tais como mobílias ou radiadores. A unidade de recipiente 3 é mais ainda equipada com sensores para fornecer informação sobre os arredores e uma unidade de controle para usar a informação fornecida pelos sensores para planejar rotas para o recipiente 3 e a cabeça de limpeza 1 e para conduzir o recipiente 3 e a cabeça de limpeza 1 ao longo dessas rotas. Em operação, a cabeça de limpeza 1 é mais móvel do que a unidade de recipiente 3, que é controlada para estar dentro do alcance da cabeça de limpeza 1 que se move sobre o chão de acordo com um padrão de limpeza a vácuo. O alcance é determinado pelo comprimento e mobilidade do conjunto de mangueira 4. Também é possível fornecer que somente a cabeça de limpeza 1 seja equipada com um sistema de acionamento e reboca a unidade de recipiente 3 através do conjunto de mangueira 4.

A fonte de energia do sistema de limpeza a vácuo autônomo pode ser fornecido na forma de baterias recarregáveis, células de combustível, ou outras fontes autônomas de potência, ou através de uma conexão para uma rede de energia doméstica.

Uma montagem de acionamento 27 da cabeça de limpeza 1 inclui um motor (não mostrado) acoplado das rodas 18 através de uma transmissão, embreagens e freios para de forma seletiva movimentar e frear as rodas 18 sob controle do sistema de controle 6. As quatro rodas motoras 18 do sistema de acionamento da cabeça de limpeza 1 direcionam o deslocamento da cabeça de limpeza 1 em uma direção de acionamento (seta 29) quando operam para circular em uníssono. As rodas 18 do sistema de acionamento são espaçadas aparte transversalmente à direção de acionamento para a direita e para a esquerda de um plano central 28 do chassis 5 orientado na direção de acionamento 29 do chassis 5. A montagem de acionamento 27 é controlável para acionar as rodas 18 em diferentes velocidades para direcionar a cabeça de limpeza 1. Mudar a direção de acionamento 29 pode ser alcançado girando as rodas 18 nos lados postos do plano central 28 do chassis 5 em diferentes velocidades, temporariamente bloqueando as rodas em um lado ou mesmo operando as rodas nos lados opostos em sentidos opostos à rotação.

No lugar de ou em adição às rodas, o sistema de acionamento pode também incluir outro membros giratórios, tal como lagartas de tração. Mais ainda, em vez de todos os membros giratórios, somente alguns dos membros giratórios podem ser acionados e/ou alguns podem ser direcionados.

Um bocal de limpeza a vácuo 8 é montado em um extremidade frontal do chassis 5 da cabeça de limpeza 1. O bocal 8 delimita uma passagem de ar 30 se estendendo através dele. Um conduto 9 se comunica com um bocal de limpeza 8 através de um duto de ar 31 para conduzir ar recebido através da passagem de ar 30 para o conjunto de mangueira 4. O conduto 9 é suspenso girável sobre um eixo de pivô geralmente vertical 10 para acomodar mudanças na direção de acionamento 29 da cabeça de limpeza 1 e para mudanças na posição em relação à cabeça de limpeza 1 em relação à unidade de recipiente 3 conforme ela vai e vem enquanto limpando a vácuo uma superfície do chão. As linhas tracejadas e pontilhadas na Fig. 2 ilustram uma diferente orientação do chassis 5 e do bocal 8 em relação ao conjunto de mangueira 4 alcançável mudando a direção de acionamento 29.

O conjunto de mangueira 4 pode incluir fios para fornecer energia para a cabeça de limpeza 1 e para comunicação entre a cabeça de limpeza e a unidade de recipiente 3.

O conduto 9 tem uma entrada 11 fornecida no topo do chassis 5, uma seção da cotovelo 12 a jusante da entrada 11, uma seção de lança 13 se estendendo radialmente da seção de cotovelo 12 para uma seção de extremidade de saída 14 a jusante da seção de lança 13. Preferencialmente a entrada é coaxial com o eixo de pivô 10.

Já que o conduto 9 ao qual o conjunto de mangueira 4 está conectada é girável sobre um eixo de pivô 10, é evitado que o conjunto de mangueira 4 exerça um torque substancial sobre o eixo de pivô 10 da cabeça de limpeza 1 e por meio disso, influencie o trajeto do percurso.

Ainda mais, no presente exemplo, o conduto 9 se projeta horizontalmente além da base do chassis 5 e o sistema de acionamento 6, 18, e 27 em qualquer orientação do conduto 9. Isto assegura que o conduto 9 e o conjunto de mangueira 4 podem ser passíveis de girar em relação ao chassis 5 e ao sistema de acionamento 6, 18, 27 sem forçar o conjunto de mangueira 4 ou o conduto 9 a colidir com o chassis 5 ou as rodas 18 ou outras partes do sistema de acionamento. No presente exemplo, o conduto 9 também se projeta horizontalmente além do bocal de limpeza 8 quando rodado em um orientação se estendo sobre o bocal de limpeza 8, de modo que o conduto possa também girar nas orientações nas quais se estendem para a direção à frente sobre o bocal de limpeza 8 sem forçar o conjunto de mangueira 4 a bater no bocal de limpeza. O eixo de pivô 10 é orientado substancialmente perpendicularmente à superfície de chão 7 suportando a cabeça de limpeza 1 (i. e. substancialmente verticalmente quando em operação), de modo que o conduto 9 gire em um substancialmente plano horizontal e a gravidade não força o conduto 9 a girar para uma posição mais baixa. Ainda mais, o eixo de pivô 10 se estende de maneira próxima adjacente a um eixo de rotação do componente rotacional do movimento quando o chassis 5 muda sua direção de deslocamento sobre a superfície do chão 7 e está localizado entre os eixos de rotação das rodas 18. Assim sendo, as forças exercidas na cabeça de limpeza 1 pelo conjunto de mangueira 4 tem pequeno ou nenhuma influência na direção de acionamento da cabeça de limpeza 1.

Como é melhor visto na Fig. 3, o conduto 9 é suspenso e moldado de modo que, na condição de operação, uma linha de ação 15 da força de tração 20 exercida pelo conjunto de mangueira 4 na cabeça de limpeza 1 através de seu conduto 9, se estende espaçada abaixo de uma extremidade a jusante da seção de cotovelo 12 do conduto 9.

A força de tração 20 exercida na cabeça de limpeza 1 causa uma força de reação em direção oposta na forma de fricção entre a cabeça de limpeza Ieo chão. A linha de ação desta força de fricção está em um nível de chão. Conseqüentemente, a força de tração 20 e a força de fricção resultam em um momento de inclinação exercido na cabeça de limpeza 1. Porque a linha de ação 15 ao longo da qual a força de tração 20 no conjunto de mangueira flexível 4 é transferida para a cabeça de limpeza 1, se estende espaçada abaixo de uma extremidade a jusante da seção de cotovelo 12 do conduto 9, esta linha se estende ao longo das posições onde a cabeça de limpeza 1 contata o chão 7 em um nível mais baixo do que a extremidade a jusante da seção de cotovelo 12 ao longo da qual a linha de ação se estenderia se o conjunto de mangueira fosse conectada diretamente à seção de cotovelo 12, como é usual em tais conexões da mangueira de limpeza a vácuo passíveis de girar. Devido à localização mais baixa da linha de ação 15, o momento de inclinação forçado pela força de tração 20 e as forças de fricção em reação a ela, é substancialmente reduzido. Por sua vez, este momento de inclinação reduzido resulta em uma redução do alívio de carga das rodas 18" no lado da cabeça de limpeza voltada ao contrário do lado da cabeça de limpeza 1 para a qual o conduto 9 é orientado forçado por aquele momento de inclinação. Conseqüentemente, o efeito adverso de tal alívio de carga na capacidade de direção da cabeça de limpeza 1 é reduzido.

O momento de inclinação exercido na cabeça de limpeza 1 é especialmente desvantajoso quando a principal orientação da força de tração 20 é direcionada transversalmente à direção de acionamento, como é mostrado na Fig. 3. As diferentes quantidades de forças nos lados laterais opostos da cabeça de limpeza 1 negativamente influenciam a capacidade do sistema de acionamento para conduzir a cabeça de limpeza 1 ao longo de um pré-definido trajeto de percurso, especialmente nos tipos de chão delicado como tapete de pele alta. Isto é de particular importância se, como no presente exemplo, direcionar para uma outra direção de acionamento é realizado através de forma seletiva forçando as rodas 18' em um lado lateral da cabeça de limpeza 1 para girar em uma diferente velocidade do que as rodas 18" no outro lado lateral da cabeça de limpeza 1. Quando por exemplo as rodas 18" em um lado são aliviadas de carga e as rodas 18' no lado oposto são carregadas, uma diferença em velocidades de rotação entre as rodas em lados laterais opostos tenderiam a resultar no deslizamento das rodas descarregadas 18" e nenhum ou somente um limitado efeito na direção.

Um efeito desvantajoso similar de alívio de carga em um lado lateral e carga no lado lateral oposto devido a um momento de inclinação também ocorreria se outros membros giratórios do que as rodas, tal como lagartas de tração, fossem fornecidos.

Contudo, também se direção é para ser realizada mudando a orientação de rodas de direção ou outros membros giratórios, carga e alívio de carga lateral negativamente afetam a precisão de direção se obstáculos tal como um degrau de porta, a borda de tapete ou uma cordão de energia posicionado no chão precisem ser passados. Mais ainda, em particular em tais cabeças de limpeza, carga e alívio de carga para frente ou para trás, forçando a frente a ser carregada e a traseira a ser aliviada de carga ou vice versa, negativamente afeta a precisão de direção, porque a traseira ou frente da cabeça de limpeza pode então deslizar para os lados relativamente facilmente.

No exemplo mostrado na Fig. 3, o conduto 9 inclui uma seção de extremidade de saída 14 a jusante da seção de lança 13 e pelo menos, parcialmente se estendendo horizontalmente fora do chassis 5 e do sistema de acionamento 6, 18, 27 e para baixo da seção de lança 13. Quando em condição de operação, uma porção mais inferior da porção da extremidade de saída 14 está em um nível abaixo das porções mais superiores do chassis 5, do sistema de acionamento 6, 18, 27 e do bocal de limpeza 8. Assim sendo, o abaixamento da linha de ação 15 ao longo da qual as forças de tração 20 no conjunto de mangueira 4 são transferidas na cabeça de limpeza 1 é alcançado em uma maneira de construção simples.

Mais ainda, já que o conjunto de mangueira 4 se conecta ao conduto 9 de maneira próxima acima do chão 7, somente uma porção relativamente curta do conjunto de mangueira 4 se estende do chão 7 ao conduto 9, de modo que o peso relativamente leve do conjunto de mangueira 4 seja carregado pelo conduto 9. Conseqüentemente, a contribuição do peso da montagem da mangueira para o momento de inclinação (indesejado) aliviando de carga as rodas 18" no lado da cabeça de limpeza 1 voltada distante do conduto 9, forçado pelo peso da porção do conjunto de mangueira carregada pelo conduto 9, é relativamente pequena.

O conduto 9 é uma estrutura relativamente rígida, por exemplo substancialmente mais rígida do que a mangueira de limpeza a vácuo 4, de modo que, em operação, a extremidade de saída 14 seja mantida em um nível relativamente constante acima do chão 7 independentemente das cargas às quais ela é submetida na prática. Porque, mais ainda, o conduto 9 é girável sobre o eixo de pivô 10 somente, um momento oposto contrário ao momento de inclinação, o qual momento oposto é exercido pela seção de extremidade de saída 14 na seção de lança 13 do conduto 9 quando a força de tração no conjunto de mangueira é transferida através da seção de extremidade de saída 14, é eficazmente transferida do conduto 9 para o chassis 5, por meio disso, forçando a posição efetiva mais baixa da linha de ação 15.

Na Fig. 4, um exemplo alternativo da cabeça de limpeza 101 de acordo com a invenção é mostrado, no qual a seção de cotovelo 112 é suspensa de maneira girarória em relação ao chassis 105 sobre o eixo rotativo 116 geralmente perpendicular ao eixo de pivô 110 e se estendendo espaçado abaixo da extremidade a jusante da seção de cotovelo 112 na direção transversal à linha de ação 115. Uma seção de lança 113 se estende radialmente em relação ao eixo de pivô 110 e transversalmente ao eixo rotativo 116 entre a seção de cotovelo 112 e um fluxo de descida da seção de extremidade de saída 114 da seção de lança 113.

Porque, em operação, o conduto 109 é giratório em relação ao chassis sobre o eixo rotativo 116 que é orientado geralmente horizontal e transversal à linha de ação 115 das forças exercidas pelo conjunto de mangueira 104 no chassis 105, enquanto o conduto 9 está na faixa no qual ele está livremente móvel, aparte de um leve momento devido à resistência de fricção, nenhum momento sobre o eixo rotativo 116 pode ser transferido do conduto 109 para a cabeça de limpeza 101. Conseqüentemente, a linha de ação 115 ao longo do qual a força de tração 120 exercida por um conjunto de mangueira 104 é transferida para a cabeça de limpeza 101 vai interceptar o eixo rotativo 116 localizado abaixo da extremidade a jusante da seção de cotovelo 112. Preferencialmente, a suspensão do conduto 109 é conectada a ele e acoplada ao chassis 105 de modo que o eixo rotativo 116 possa girar junto com o conduto 109, de modo que o eixo rotativo 116 permaneça substancialmente perpendicular à linha de ação 115 se o conduto 109 é girado.

Ainda mais, devido a capacidade de rotação do conduto 109, também o peso carregado da porção do conjunto de mangueira 104 que está livre do chão 107 não vai resultar em um momento de inclinação exercida no chassis 105.

De acordo com o presente exemplo, o eixo rotativo 116 é um eixo rotativo virtual definido pela estrutura 117 ligando a seção de cotovelo 112 ao chassis 105. O eixo rotativo virtual 116 se estende abaixo do chassis 105 e coincide com a superfície do chão 107, de modo que a linha de ação 115 ao longo das quais forças de tração exercidas pelo conjunto de mangueira sejam transferidas para a cabeça de limpeza 101 se estende ao longo do chão 107. Já que a linha de ação das forças de reação de fricção entre o chão 107 e a cabeça de limpeza 1 também se estende ao longo do chão 107, nenhum momento de inclinação significante é causado. É preferido que o eixo rotativo esteja mais perto do chão do que 2 cm e mais preferencialmente mais perto do chão do que 1 cm.

No presente exemplo, a estrutura ligando a seção de cotovelo 112 para o chassis 105 incluindo dois pares 135, 136 de elos de quatro barras de ligação, os outros pares de bares sendo formado pela seção de cotovelo 112 e o chassis 105. Também outros elos, tal como um mecanismo de cúpula moldada deslizante ou rolamento de esfera são concebíveis.

Para a porção de extremidade de saída 114 do conduto 109, a roda de rodízio 124 para suportar o conduto 109 em relação à superfície do chão 107 é montada, minimizando a fricção entre o conduto 109 e a superfície do chão 107. O suporte fornecido pela roda de rodízio 124 limita a capacidade de rotação na operação do conduto 109 em relação ao chassis 105 e conseqüentemente a faixa de giro da estrutura 117. Isto é vantajoso para manter o conduto 9 de atingir um limite de sua faixa de capacidade de rotação sobre o eixo rotativo, por meio disso, prevenindo a transferência de um momento sobre o eixo rotativo 116, do conduto 109 para o chassis 105. Alternativamente, em vez de através da roda 124, o suporte também pode ser fornecido em outras formas, tal como na forma de um deslizador e o suporte também pode ser montado junto a montagem da mangueira, preferencialmente de maneira próxima adjacente do condutor.

A extremidade de entrada 111 do conduto 109 é voltada para cima e o conduto girável 109 se conecta de debaixo de uma porção de duto de ar 125 se comunicando com o bocal 108. Isto permite ao conduto girável 109 se conectar de modo girável ao duto de ar não girável 125 se comunicando com o bocal 108 em um nível baixo a fim de manter momentos em um plano vertical transferidos através da baixa conexão girável. Mais ainda, este recurso permite de maneira girarória conectar a seção de cotovelo 112 ao chassis 105 em uma maneira simples por meio de uma articulação 117 posicionado entre o conduto 109 e o chassis 105. Uma mangueira flexível 126 se interconecta à porção de duto de ar 125 à qual o conduto 109 é conectado e ao bocal 108 e fornece uma conexão entre a porção de duto de ar rotativo 125 e o bocal estacionário 108.

A cabeça de limpeza robótica para uso como parte de um sistema de limpeza a vácuo autônomo inclui uma unidade de recipiente e um conjunto de mangueira conectando a cabeça de limpeza à unidade de recipiente. A cabeça de limpeza tem um chassis, um sistema de acionamento, um bocal de limpeza a vácuo e um conduto. O conduto se comunica com uma passagem de ar delimitada pelo bocal de limpeza. E suspenso girável sobre um eixo de pivô e inclui uma entrada fornecida no topo do mencionado chassis, e uma seção de cotovelo da entrada a jusante da entrada, e o conduto é suspenso e moldado de modo que a linha de ação da força de tração exercida pelo conjunto de mangueira no chassis, através do conduto ao qual o conjunto de mangueira está conectado, se estende espaçada abaixo da extremidade a jusante da seção de cotovelo.

Do precedente, está claro que a pessoa qualificada, que dentro do funcionamento da invenção como estabelecida nas reivindicações também muitas variações outras do que os exemplos descritos acima, são concebíveis. Por exemplo, é possível usar a cabeça de limpeza de acordo com a invenção em combinação com um recipiente estacionário. Tal recipiente estacionário pode ser conectado através de uma rede de dutos de ar montados, na parede, no chão e/ou no teto com por exemplo, entradas montadas na parede em salas dentro de uma construção. A cabeça de limpeza pode ser conectada através de uma mangueira de limpeza a vácuo relativamente longa, a uma das entradas montadas na parede. Preferencialmente, a mangueira é longa o bastante para permitir a cabeça de limpeza autonomamente limpar por exemplo pelo menos, uma parte substancial de um ambiente.

Ainda mais, o conduto pode ser composto de várias partes, por exemplo, a seção de cotovelo, a seção de lança e a seção de saída sendo elementos tubulares separados montados para formar o conduto. Alternativamente o conduto pode, por exemplo, ser formado através de flexão de um único elemento de tubo.

Outras variações para as modalidades divulgadas podem ser entendidas e afetadas por aqueles com qualificação na arte em praticando a invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da divulgação, e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" e "caracterizado pelo fato de compreender" não excluem outros elementos ou passos, e o artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma grande quantidade. O mero fato que certas medidas são citadas em mutuamente diferentes reivindicações dependentes não indica que a combinação dessas medidas não podem ser usadas com vantagem. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitando o escopo.

Claims (12)

1. Cabeça de limpeza robótica para uso como parte de um sistema de limpeza a vácuo autônomo (2) ainda incluindo uma unidade de recipiente (3) e um conjunto de mangueira (4; 104) conectando uma cabeça de limpeza (1; 101) à unidade de recipiente (3), a mencionada cabeça de limpeza (1; 101) caracterizada pelo fato de compreender: - um chassis (5; 105); - um sistema de acionamento (6; 18; 27) para acionar e direcionar o deslocamento da cabeça de limpeza (1; 101) sobre uma superfície do chão (7; 107); - um bocal de limpeza a vácuo (8; 108) delimitando uma passagem de ar (30); e - um conduto (9; 109) se comunicando com um bocal de limpeza (8; 108) para conduzir ar recebido através da mencionada passagem de ar (30) para o conjunto de mangueira (4; 104); em que - o conduto (9; 109) é girável em relação ao chassis sobre um eixo de pivô (10; 110); - o conduto (9; 109) inclui uma entrada (11; 111) fornecida no topo do mencionado chassis (5; 105), e uma seção de cotovelo (12; 112) a jusante da entrada (11; 111); e - o conduto (9; 109) é suspenso em relação ao chassis e moldado de modo que, na condição de operação, uma linha de ação (15; 115) da força de tração exercida pelo conjunto de mangueira (4; 104) no chassis (5; -105) através do conduto (9; 109), se estende espaçada abaixo de uma extremidade a jusante da mencionada seção de cotovelo (12; 112).

2. Cabeça de limpeza de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conduto (9; 109) inclui, uma seção de lança (13; 113) se estendendo da seção de cotovelo (12; 112) radialmente em relação ao eixo de pivô e uma seção de extremidade de saída (14; 114) a jusante da seção de extremidade de saída (14; 114) da seção de lança (13; 113) e pelo menos, parcialmente se estendendo horizontalmente para fora do chassis (5; 105) e o sistema de acionamento (6; 18; 27) e na para baixo da seção de lança (13; 113), de modo que, quando na condição de operação, uma porção mais inferior da porção da extremidade de saída (14; 114) está em um nível abaixo de uma porção mais superior pelo menos do chassis (5; 105), do sistema de acionamento (6; 18; 27) ou do bocal (8; 108).

3. Cabeça de limpeza de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o conduto (9; 109) é uma estrutura substancialmente rígida.

4. Cabeça de limpeza de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a seção de cotovelo (112) é suspensa de maneira giratória em relação ao chassis (105) sobre um eixo rotativo (116) perpendicular ao eixo de pivô (110) e se estendendo espaçada abaixo da extremidade a jusante da mencionada seção de cotovelo (112).

5. Cabeça de limpeza de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o eixo rotativo (116) é um eixo rotativo virtual definido através de uma articulação (117) ligando a seção de cotovelo ao chassis.

6. Cabeça de limpeza de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a articulação (117) inclui pelo menos, dois elos (135; 136) de pelo menos, uma articulação de quatro barras incluindo a seção de cotovelo (112) e o chassis (105).

7. Cabeça de limpeza de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que, para pelo menos, uma posição da articulação (117), o eixo rotativo (116) se estende abaixo do chassis (105).

8. Cabeça de limpeza de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um membro de suporte (124) sob a porção da extremidade de saída (114) do conduto (109) para suportar o conduto (109) em relação à superfície do chão (107).

9. Cabeça de limpeza de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o mencionado eixo de pivô (10; 110) se estende de maneira próxima adjacente a um eixo de rotação sobre o qual o chassis (5; 105) gira quando mudando sua direção de deslocamento sobre a superfície do chão (7; 107).

10. Cabeça de limpeza de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o sistema de acionamento (6; 18; 27) inclui pelo menos, dois membros circuláveis (18) para deslocar a cabeça de limpeza (1; 101) em uma direção de acionamento (29) quando acionados para circular em uníssono, os pelo menos, dois membros circuláveis (18) sendo afastados transversalmente à direção de acionamento (29) para a direita e para a esquerda de um plano central do chassis (5; 105) orientado na direção de acionamento (29), o sistema de acionamento (6; 18; 27) ainda sendo controlável para acionar os membros circuláveis (18) em diferentes velocidades de circulação para direcionar a cabeça de limpeza (1; 101).

11. Cabeça de limpeza de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a extremidade de entrada (111) do conduto (109) está voltada para cima e o conduto girável (109) se conecta a partir de debaixo de uma porção de duto de ar (125) se comunicando com o bocal (108).

12. Sistema de limpeza a vácuo autônomo, caracterizado pelo fato de compreender uma cabeça de limpeza (1; 101) como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes e incluindo adicionalmente uma unidade de recipiente (3) e um conjunto de mangueira (4; 104) para conectar a cabeça de limpeza (1; 101) à unidade de recipiente (3).