DD227056A1

DD227056A1 - CLEANING ROBOT FOR INDUSTRIAL PLANTS

Info

Publication number: DD227056A1
Application number: DD26788784A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Froemling; Lothar Rhede; Wolfgang Jordan
Original assignee: Senftenberg Braunkohle
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1985-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter zur pneumatischen Reinigung von feinkoernigem Rieselgut und Liegestaub von Industriefussboeden, Maschinen und Anlagen. Ausgehend von dem Ziel, bei den erforderlichen Reinigungsarbeiten auf Arbeitskraefte zu verzichten, ist es Aufgabe der Erfindung, einen Reinigungsroboter vorzuschlagen, der sich den unterschiedlichen Bedingungen beim Reinigungsvorgang in Industrieraeumen anpassen kann. Erfindungsgemaess wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, dass an einem an sich bekannten Staubsauger, dessen kompakte Staubsauganlage extern angeordnet ist und dessen Saugschlauch gefuehrt an dem heb-, senk- und um 360 schwenkbaren Arbeitsarm vorgesehen ist, waehrend von einem Roboterarm eine flexible Saugleitung gefuehrt ist, die mit einem verzweigten stationaeren Entstaubungsrohrleitungsnetz mit einer Vielzahl von Zapfstellen, bestehend aus Saugstutzen, Steckdose und Lagemarken, in Verbindung steht und ein Mikrorechnersystem fuer die Steuerung des Arbeitsarmes im fahrbaren Gestell angeordnet ist, in dem sich auch das Mikrorechnersystem fuer die beim Reinigungsprozess erforderlichen Fahrbewegungen und eine Akkumulatorenbatterie befinden. Fig. 1The invention relates to a cleaning robot for pneumatic cleaning of feinkoernigem Rieselgut and Liegestaub of Industriefussboeden, machinery and equipment. Based on the goal to dispense with the necessary cleaning work on workers, it is an object of the invention to provide a cleaning robot, which can adapt to the different conditions during the cleaning process in industrial premises. According to the invention this is achieved essentially by the fact that a flexible suction pipe is guided on a vacuum cleaner known per se, the compact vacuum cleaner of which is arranged externally and whose suction hose is guided on the lifting, lowering and pivoting working arm which is in communication with a branched stationary dedusting piping network with a plurality of taps, consisting of suction nozzle, socket and location marks, and a microcomputer system for the control of the working arm is arranged in the mobile frame, in which also the microcomputer system for the driving movements required during the cleaning process and an accumulator battery are located. Fig. 1

Description

Cleaning robots for industrial plants B 08 B

B 25 J A 47 LB 25 J A 47 L

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter zur pneumatischen Reinigung von feinkörnigem Rieselgut und Liegestaub von Industriefußböden, Maschinen und Anlagen.The invention relates to a cleaning robot for pneumatic cleaning of fine-grained Rieselgut and Liegestaub of industrial floors, machinery and equipment.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Anwendung der zum Reinigen von Industriefußböden, Maschinen und Anlagen bekannten Kehrmaschinen, fahrbaren oder stationären Industriestaubsaugern erfordert einen überaus hohen Aufwand zum Betreiben* So liegt der für die Reinigung erforderliche Arbeitszeitaufwand in Aufbereitungsanlagen bei 30 $* Desweiteren ist das Bedienungs- bzw. Reinigungspersonal nachteiligerweise durch die Peinstaubkonzentration der Luft in den Industriegebäuden gesundheitlich beeinträchtigt.Characteristic of the known technical solutions The use of the sweepers, mobile or stationary industrial vacuum cleaners known for cleaning industrial floors, machines and installations requires a very high effort to operate. Thus, the time required for cleaning in treatment plants is $ 30. or cleaning personnel adversely affected by the Peinstaubkonzentration the air in industrial buildings health.

Die bekannten Reinigungsanlagen weisen insgesamt den Hauptnachteil auf, daß eine den sicherheitstechnischen und arbeitshygienischen Forderungen entsprechende Reinigung der Fußböden usw. in der erforderlichen Qualität und Quantität nur mit einem unvertretbar hohem Arbeitskräfteeinsatz zu bewältigen ist»The known cleaning systems have overall the main drawback that a safety and occupational hygiene requirements appropriate cleaning of the floors, etc. in the required quality and quantity can be handled only with an unreasonable high labor input »

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bei der Reinigung von Industriefußböden, Maschinen und Anlagen auf Arbeitskräfte zu verzichten und die Reinigungsleistung sowie ihre Qualität zuThe aim of the invention is to dispense with the cleaning of industrial floors, machinery and equipment for workers and the cleaning performance and their quality

erhöhen und eine vielseitig anwendbare konstruktive Lösung zur automatischen Reinigung zu schaffen.increase and create a versatile constructive solution for automatic cleaning.

Presentation of 7 / esens the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reinigungsroboter für Industrieanlagen zur pneumatischen Reinigung von feinkörnigem Rieselgut und Liegestaub zu schaffen, der sich den unterschiedlichsten Einsatzbedingungen beim Reinigungsvorgang in Industrieräumen anpassen kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen an sich bekannten Staubsauger, dessen kompakte Staubsauganlage extern angeordnet und dessen Saugschlauch von dem heb-, senk- und um 360° schwenkbaren Arbeitsarm geführt ist. An dem Ende des Saugschlauches befindet sich ein dreidimensional bewegbares Saugmundstück. Unabhängig vom Arbeitsarm und dessen Bewegungen ist an einem Roboterarm eine flexible, aufwickelbare Saugleitung geführt, die mit einem verzweigten stationären Entstaubungsrohrleitungsnetz mit einer Vielzahl von Zapfstellen, bestehend aus Saugstutzen, Steckdose und Lagemarke, in Verbindung steht. Für die Steuerung der vorprogrammierten ν Bewegungen des Arbeitsarmes und des Saugmundstückes ist im fahrbaren Gestell ein Mikrorechnersystem angeordnet. Die beim Reinigungsprozeß erforderlichen Pahrbewegungen werden infolge der sequentiellen Befehlsabarbeitung von einem zweiten Mikrorechner dirigiert. Am Reinigungsroboter sind an prädestinierten Stellen Sensoren angebracht, die die Orientierung unterstützen. Die dazu erforderlichen Lagemarken sind im Raum verteilt angeordnet. Sie dienen der Kontrolle und der Aktualisierung des Pahrprogrammes. Die Bereitstellung von Antriebsenergie erfolgt durch die Kombination der Speisung aus dem Betriebsnetz und einer auf dem fahrbaren Gestell des Reinigungsroboters installierten Akkumulatorenbatterie.The invention has for its object to provide a cleaning robot for industrial plants for the pneumatic cleaning of fine-grained Rieselgut and Liegestaub, which can adapt to the different conditions of use during the cleaning process in industrial areas. According to the invention the object is achieved by a vacuum cleaner known per se, the compact vacuum cleaner arranged externally and the suction hose is guided by the lifting, lowering and pivotable by 360 ° working arm. At the end of the suction hose is a three-dimensionally movable suction mouthpiece. Regardless of the working arm and its movements, a flexible, windable suction line is guided on a robot arm, which communicates with a branched stationary dedusting piping network with a plurality of taps, consisting of suction nozzle, socket and position tag. For the control of the pre-programmed ν movements of the working arm and the suction mouthpiece a microcomputer system is arranged in the mobile frame. The driving movements required in the cleaning process are directed by a second microcomputer as a result of the sequential instruction processing. Sensors are attached to the cleaning robot in predestined places to aid orientation. The required location marks are distributed in space. They serve the control and the updating of the driving program. The supply of drive energy is done by the combination of the supply from the power network and an installed on the mobile frame of the cleaning robot accumulator battery.

Auaführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden* In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment * In the accompanying drawings:

Pig. 1: einen erfindungsgemäßen Heinigungsroboter Pig. 2: ein Entstaubungsrohrleitungsnetz mit einer externen StaubsauganlagePig. 1: a robotic pig Pig according to the invention. 2: a dedusting piping network with an external vacuum system

Die Figuren 1 und 2 zeigen vereinfachte Prinzipdarstellungen. Wegen größtmöglicher Deutlichkeit wurde keine Rücksicht auf konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten genommen. Uach Figur 1 steuert das Mikrorechnersystem 1 die vorprogrammierten dreidimensionalen Bewegungen des Arbeitsarmes 2 und des Saugmundstückes 3· Die beim Reinigungsprozeß erforderlichen Pahrbewegungen werden infolge der sequentiellen Befehlsabarbeitung der Mikrorechner von einem zweiten Mikrorechnersystem 4 dirigiert. Das Fahrwerk 5 des Gestells 21 fährt die im Mikrorechnersystem 4 gespeicherten Fahrwege ab. Die Antriebe des Fahrwerkes 5 sind roboterspezifische Mikromotorantriebe. Am Reinigungsroboter sind Sensoren 6 angebracht, die die Orientierung unterstützen« Die dazu erforderlichen Lagemarken 7 werden im Raum verteilt angeordnet. Diese Lagemarken 7 können aktive oder passive Systeme sein. Ueben der Kontrolle des Fahrweges dienen die Lagemarken 7 auch der Aktualisierung des Fahrprogrammes, z.B. bei Störungen oder durch unbefugtes Wegschieben des Reinigungsroboters vom Fahrweg usw. Die Bereitstellung von Antriebsenergie erfolgt durch die Kombination der Speisung aus dem Betriebsnetz und einer auf dem Gestell des Reinigungsroboters installierten Akkumulatorenbatterie 8. Die Akkumulatorenbatterie 8 dient als Energielieferant für alle Bewegungsabläufe, die der Reinigungsroboter bei jedem notwendig werdenden Wechsel von einer Zapfstelle 9, die aus dem Saugstutzen 11, der Steckdose 14 und dem Sensor 7 besteht.Figures 1 and 2 show simplified schematic diagrams. Due to the greatest possible clarity, no consideration was given to constructive design possibilities. According to FIG. 1, the microcomputer system 1 controls the preprogrammed three-dimensional movements of the working arm 2 and the suction mouthpiece 3. The driving movements required during the cleaning process are controlled by a second microcomputer system 4 as a consequence of the sequential command processing of the microcomputers. The chassis 5 of the frame 21 drives the stored in the microcomputer system 4 from. The drives of the chassis 5 are robot-specific micromotor drives. At the cleaning robot sensors 6 are mounted, which support the orientation "The required location marks 7 are distributed in space. These position marks 7 can be active or passive systems. In addition to the control of the route, the location marks 7 also serve to update the driving program, e.g. in case of faults or by unauthorized removal of the cleaning robot from the infrastructure, etc. The supply of drive energy is done by combining the supply from the power network and an installed on the frame of the cleaning robot battery 8. The battery 8 serves as an energy supplier for all movements that the cleaning robot at each necessary change of a tap 9, which consists of the suction nozzle 11, the socket 14 and the sensor 7.

Vorteilhafterweise ist der Geräteteil, der für die Ladung/ Pufferung der Akkumulatorenbatterie 8 und Speisung aller Verbraucher des Reinigungsroboters vorgesehen ist, aus Gründen der Gewichts- und Raumersparnis sowie des Wirkungsgrades in Form eines hochwertigen Schaltnetzteiles 10 ausgebildet.Advantageously, the device part which is provided for the charge / buffering of the rechargeable battery 8 and feeding all consumers of the cleaning robot, for the sake of weight and space savings and efficiency in the form of a high quality switching power supply 10 is formed.

Das Auffinden der Zapfstelle 9 erfolgt durch das Fahrprogramm und die aktiven/passiven Lagemarken 7. Die Ankupplung an den Saugstutzen 11 und die Steckdose 14 wird durch den separaten Roboterarm 12 vorgenommen. Um einen entsprechenden Aktionsradius bei der Speisung aus dem Netz zu gewährleisten, ist die flexible Schlauchleitung und die Uetzleitung des Reinigungsroboters auf einer elektromotorisch angetriebenen Leitungstrommel 13 aufgebracht. Die Kapazität der Akkumulatorenbatterie 8 wird durch ein Mikrorechnersyatem derart überwacht, daß durch dieses die Entscheidung getroffen wird, wann und wie lange der Reinigungsroboter aus dem Uetz zu speisen ist· Die Benutzung des betreffenden Mikrorechnersystems dazu muß sich aus der Softwareerstellung ergeben. Durch diese überwachung ist die Möglichkeit gegeben, den Reinigungsroboter so optimal wie möglich zu betreiben. Dies bringt Vorteile hinsichtlich des Arbeitsschutzes, als auch der mechanischen Beanspruchung der Uetzzuleitung und ihrer Pührungs- und Kupplungselemente mit sich. Pernerhin kann durch die entsprechende Software eine im Hinblick auf den Arbeitsschutz günstige Auswahl der Uetzspeisepunkte realisiert werden, so daß nur bei kritischen Ladezuständen _auch ungünstige Uetzspeisepunkte in Anspruch genommen werden. Im Regelfall soll die Entscheidung zur Speisung aus dem Uetz auf die Zeit der Betriebsruhe in der Parkstellung des Roboters fallen. Die Abkupplung der Saug- und Elektroleitung erfolgt automatisch.The tapping point 9 is located by the driving program and the active / passive position marks 7. The coupling to the suction nozzle 11 and the socket 14 is made by the separate robot arm 12. In order to ensure a corresponding radius of action in the supply from the network, the flexible hose and the Uetzleitung the cleaning robot is applied to an electric motor driven line drum 13. The capacity of the accumulator battery 8 is monitored by a microcomputer so that the decision is made when and for how long to feed the cleaning robot from the Uetz · The use of the relevant microcomputer system must result from the software development. This monitoring gives the possibility to operate the cleaning robot as optimally as possible. This brings advantages in terms of occupational safety, as well as the mechanical stress of Uetzzuleitung and their Pührungs- and coupling elements with it. Pernerhin can be realized by the appropriate software a favorable in terms of occupational safety selection of Uetzspeisepunkte, so that only at critical states of charge _a uch unfavorable Uetzspeisepunkte be claimed. As a rule, the decision to feed from the Uetz to the time of rest in the parking position of the robot fall. The decoupling of the suction and electric line is automatic.

Bei möglichen Kollisionen durch Menschen, Maschinen bzw. bei Havarien, Reparaturen und unbefugtes Handeln ist das Mikrorechnersystem 4 mit einem Suchprogramm ausgestattet, das derartige Bewegungen ausführt, um auf kurzem Wege auf die Lagemarken 7 zu stoßen. Die Lagemarken 7 versetzen dann bei entsprechender technischer Ausführung die Mikrorechnersysteme in das aktuelle Reinigungsprogramm. Der Arbeitsarm 2 und der Roboterarm 12 des Reinigungsroboters sind so konzipiert, daß sie unabhängig und ohne gegenseitige Behinderung die geforderten Bewegungen ausführen können^In the case of possible collisions by people, machines or in the case of accidents, repairs and unauthorized actions, the microcomputer system 4 is equipped with a search program which executes such movements in order to encounter the position marks 7 in a short way. The Lagemarken 7 then put the microcomputer systems in the current cleaning program with appropriate technical design. The working arm 2 and the robotic arm 12 of the cleaning robot are designed so that they can perform the required movements independently and without mutual interference ^

Die relativ kompakte Staubsauganlage ist nicht auf dem fahrbaren Gestell 21 installiert. Dadurch kann der Heinigungsroboter in seinen äußeren Abmessungen relativ klein gehalten werden. Das hat den Vorteil, daß dieser relativ leichte und äußerst manövrierfähige fegen auch zwischen eng aufgestellten Anlagen für die Reinigung eingesetzt werden kann. Gemäß Fig. 2 ist auf den einzelnen Arbeitsetagen 15 ein zentrales Entstaubungsrohrleitungsnetz 16 mit einer Vielzahl von Zapfstellen 9, bestehend aus Saugstutzen 11, Steckdose H zur Batterieaufladung und lagemarken 7, installiert. Die Luftgeschwindigkeit im Entataubungsrohrleitungsnetz 16 bzw. im Saugmundstück 3 soll 20 ms"¹ nicht unterschreiten* Dadurch ist die Ablagerung von Staub im Entstaubungsrohrleitungsnetz 16 ausgeschlossen und es entstehen keinerlei sicherheitstechnische Probleme. Bei Einhaltung dieser Luftgeschwindigkeit wird außerdem garantiert, daß Liegestaub und Rieselgut bis zur Größe der Spaltweite des Saugmundstückes 3 aufgenommen werden kann. Zur Abtrennung der Staubteilchen aus der Entstaubungsluft ist ein System, bestehend aus Baßabscheider 17, Ventilator mit Naßlauf 13 und Fliehkraftabscheider 19 vorhanden. Der Reinigungsroboter kann durch Benutzung des Fahrstuhles 20 auf den einzelnen Arbeitsetagen 15 eingesetzt werden»The relatively compact vacuum cleaner is not installed on the mobile rack 21. As a result, the robotic robot can be kept relatively small in its outer dimensions. This has the advantage that this relatively easy and extremely maneuverable sweeping can also be used between closely positioned plants for cleaning. 2 is on the individual working days 15, a central Entstaubungsrohrleitungsnetz 16 with a plurality of taps 9, consisting of suction nozzle 11, socket H for battery charging and lagemarken 7, installed. The air velocity in the deaerating pipe network 16 or in the suction mouthpiece 3 should not be less than 20 ms " ¹ * This prevents the deposition of dust in the dedusting pipe network 16 and there are no safety-related problems The gap width of the suction mouthpiece 3 can be taken in. To separate the dust particles from the dedusting air, a system consisting of a bass separator 17, a fan 13 with a wet run 13 and a centrifugal separator 19. The cleaning robot can be used on the individual working floors 15 by using the elevator 20.

Claims

claim

1. cleaning robot for industrial plants with a mobile frame and at least one working arm, each provided with drives, characterized by a vacuum cleaner known per se, whose compact vacuum arranged externally and the suction hose preferably from a lifting, lowering and pivotable through 360 ° Working arm (2) is guided, wherein the attached at the end of the suction hose suction mouthpiece (3) is arranged three-dimensionally movable, while by a robot arm (12) a flexible, windable suction line is guided with a branched stationary dedusting piping network (16) having a plurality of tapping points (9), consisting of suction nozzle (11), socket (H) and position mark (7) t is connected and a microcomputer system (1) for controlling the preprogrammed movements of the working arm (2) and the suction mouthpiece (3) in mobile frame (21) is arranged, in which also the microcomputer system (4) for the Cleaning process necessary driving movements and a storage battery (8) are located.

2 × cleaning robot according to claim 1, characterized in that sensors (6) are mounted at predestined points.

3. Cleaning robot according to claim 1 and 2, characterized in that for supporting orientation, distributed in the space to be cleaned, position marks (7) are arranged, which are designed as active or passive systems.

For this 2 pages drawings.