DE10103178A1

DE10103178A1 - Robot system which moves at smooth esp. non horizontal surfaces with holding system and movement system also working system.

Info

Publication number: DE10103178A1
Application number: DE2001103178
Authority: DE
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-08-01

Abstract

The Robot system (10) is designed so that the holding system (15) has at least two suction modules (14) independent of each other, which are provided with at least one suction chamber (30). The suction chamber is provided with a multiple of suction openings (34), which are appliable at the surfaces (12) to be sucked and the suction chamber (30) is connectable at an external vacuum producer (24). The suction openings (34) are provided in an air impermeable elastic foam material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Robotersystem, welches sich an glatten, insbesondere nicht horizontalen Oberflächen fortbewegt, mit einem Haltesystem, einem Bewegungssystem und einem Arbeitssystem. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung eines Robotersystems sowie ein Zusatzgerät für einen Haushaltsstaubsauger.The invention relates to a robot system, which itself smooth, especially not horizontal surfaces moving, with a holding system, a movement system and a work system. The invention also relates to a Use of a robot system and an additional device for a household vacuum cleaner.

Aus der DE 198 16 893 A1 ist ein mobiles Robotersystem bekannt geworden, das sich an oder auf ebenen oder gekrümmten Flächen fortbewegt, und welches eine mobile Plattform aufweist, die für einen sicheren Halt an oder auf der Fläche Haftmodule sowie für die Fortbewegung Bewegungs- und Antriebsmodule vorsieht. An derartigen Robotersystemen können z. B. Werbe- und/oder Informationsträger befestigt sein. Jedoch besitzen diese Systeme den Nachteil, dass sie aufgrund der integrierten Vakuumpumpen ein relativ hohes Gewicht besitzen und einen relativ hohen Energieverbrauch aufweisen. Es sind auch Systeme denkbar, bei denen der für die Haltekraft erforderliche Unterdruck mittels Ejektoren erzeugt wird. Diese Ejektoren sind zwar leichter, sie werden jedoch mit Druckluft betrieben, welche nicht überall zur Verfügung steht.A mobile robot system is known from DE 198 16 893 A1 become that on or on flat or curved surfaces moving, and which has a mobile platform that for a secure hold on or on the surface of adhesive modules as well as motion and drive modules for locomotion provides. Such robot systems can e.g. B. Promotional and / or information carriers can be attached. However own these systems have the disadvantage that they are built-in Vacuum pumps have a relatively high weight and one have relatively high energy consumption. They are also systems conceivable in which the required for the holding force Negative pressure is generated by ejectors. These ejectors are lighter, but they are operated with compressed air, which is not available everywhere.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Robotersystem bereitzustellen, welches mit relativ einfachen und preiswerten Mitteln betrieben werden kann und welches auch an nicht horizontalen Oberflächen eingesetzt werden kann. Dieses Robotersystem soll außerdem Arbeiten, z. B. Reinigungsarbeiten automatisch durchführen.The invention is therefore based on the object Robotic system to provide, which with relatively simple and inexpensive means can be operated and which also can be used on non-horizontal surfaces. This robot system is also intended to work, e.g. B. Carry out cleaning work automatically.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Robotersystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Haltesystem wenigstens zwei voneinander unabhängige Saugmodule aufweist, die mit wenigstens einer Saugkammer versehen sind, die Saugkammer mit einer Vielzahl von Saugöffnungen versehen ist, die an die anzusaugende Oberfläche anlegbar sind und die Saugkammer an einen externen Unterdruckerzeuger anschließbar ist. This object is achieved with a robot system type mentioned in that the holding system has at least two mutually independent suction modules, which are provided with at least one suction chamber, the Suction chamber is provided with a plurality of suction openings, which can be applied to the surface to be sucked in and which Suction chamber can be connected to an external vacuum generator is.

Beim erfindungsgemäßen Robotersystem wird ebenfalls Unterdruck zur Erzeugung der Haltekraft verwendet, wobei dieser Unterdruck jedoch von einem externen Unterdruckerzeuger bereitgestellt wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass das Robotersystem nicht mit dem Gewicht des Unterdrucker zeugers belastet wird, so dass die Haltekraft entsprechend geringer bzw. das Nutzgewicht größer sein kann.Vacuum is also applied to the robot system according to the invention used to generate the holding force, this Vacuum, however, from an external vacuum generator provided. This has the main advantage that the robot system does not weigh the vacuum producer is loaded, so that the holding force accordingly lower or the useful weight can be greater.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Saugöffnungen in einem luftundurchlässigen elastischen Schaumstoff vorgesehen sind. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass über den Schaumstoff Unebenheiten an der anzusaugenden Oberfläche ausgeglichen werden können. Außerdem besteht keine Gefahr, dass die anzusaugende Oberfläche beschädigt, z. B. verkratzt oder verbeult wird.In a further development it is provided that the suction openings in an airtight elastic foam are provided. This has the main advantage that over the bumps on the surface to be vacuumed can be compensated. There is also no risk that the surface to be sucked is damaged, e.g. B. scratched or dented.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Schaumstoff als Saugmatte ausgebildet ist. Saugmatten haben den wesentlichen Vorteil, dass die relativ preiswert her stellbar sind und auf die gewünschte Größe z. B. zugeschnitten werden können. Außerdem sind sie einfach auswechselbar und Saugmatten können mit den unterschiedlichsten Saugöffnungen versehen sein, wodurch sie für die unterschiedlichsten Saugzwecke and verschiedenartigen Oberflächenstrukturen verwendet werden können. A preferred embodiment provides that the Foam is designed as a suction mat. Have suction mats the main advantage that the relatively inexpensive ago are adjustable and z. B. tailored can be. They are also easy to replace and Suction mats can be used with a wide variety of suction openings be provided, making them suitable for the most varied Suction purposes and various surface structures can be used.

Um den Leckluftstrom bei nicht an die Oberfläche angelegter Saugmatte in Grenzen halten zu können, besitzen die Saug öffnungen erfindungsgemäß einen definierten Strömungs widerstand. Dieser Strömungswiderstand kann durch Größe und Form der Saugöffnungen sowie durch die Anzahl der Saugöffnungen pro Flächeneinheit auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden.To the leakage air flow when not on the surface The suction has the ability to keep the suction mat within limits openings according to the invention a defined flow resistance. This flow resistance can be determined by size and Shape of the suction openings and the number of Suction openings per unit area to a desired size can be set.

Erfindungsgemäß ist das Bewegungssystem nach Art eines Raupensystems, eines Vielbeinersystems oder eines Sliding- Frame-Systems ausgebildet. Derartige Systeme sind in der DE 198 16 893 A1 offenbart, weshalb hier nicht näher auf diese Systeme eingegangen wird. Die Inhalt dieser Schrift wird dem vorliegenden Offenbarungsgehalt zugerechnet.According to the movement system is like a Caterpillar system, a multi-legged system or a sliding Frame systems trained. Such systems are in the DE 198 16 893 A1 discloses, which is why it is not described in more detail here Systems. The content of this document is the present disclosure content attributed.

Erfindungsgemäß ist das Bewegungssystem mit unterschiedlichen Haltesystemen bestückbar, so dass das Robotersystem an verschiedene Oberflächen, an verschiedene Anwendungsarten, an unterschiedliche Arbeitsaufgaben usw. anpassbar ist.According to the invention, the movement system is different Holding systems can be equipped, so that the robot system different surfaces, different types of applications different work tasks, etc. is customizable.

Mit Vorzug ist das Arbeitssystem ein Reinigungssystem, mit dem Oberflächen kostengünstig gereinigt werden können. Reinigungs systeme werden z. B. von der Fa. Alfred Kärcher GmbH & Co. Reinigungssysteme, DE-71 364 Winnenden unter der Bezeichnung "Windowwasher" angeboten. Derartige Reinigungssysteme haben aber den Nachteil, dass sie nach wie vor manuell bedient werden müssen. Werden Reinigungssystem dieser oder ähnlicher Art beim erfindugsgemäßen Robotersystem verwendet, was sich z. B. im Haushaltsbereich anbietet, können stark körperlich belastende Arbeiten reduziert werden. Derartige Arbeiten werden, wie erwähnt, derzeit ausschließlich manuell durchgeführt, wohingegen sie mit dem erfindungsgemäßen Robotersystem, nunmehr zumindest zum Teil, auch automatisch erledigt werden können.The work system is preferably a cleaning system with which Surfaces can be cleaned inexpensively. cleaning systems are e.g. B. from Alfred Kärcher GmbH & Co. cleaning systems, DE-71 364 Winnenden under the name "Windowwasher" offered. Such cleaning systems have but the disadvantage that it is still operated manually Need to become. Will cleaning system be this or similar Art uses what is in the robot system according to the invention z. B. in the household sector, can be very physical stressful work can be reduced. Such work are, as mentioned, currently only manual performed, whereas with the invention Robot system, now at least in part, also automatically can be done.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Saugmodule jeweils einzeln oder über einen gemeinsamen Anschluss an den Unterdruckerzeuger anschließbar sind. Dabei weist der Anschluss bevorzugterweise eine genormte Größe auf, wobei der externe Unterdruckerzeuger erfindungsgemäß ein Staubsauger, insbesondere ein Haushaltsstaubsauger, ist. Die Verwendung eines Haushaltsstaubsaugers hat einen wesentlichen Vorteil für das Robotersystem, da derartige Staubsauger bereits in nahezu jedem Haushalt zur Verfügung stehen und deshalb das gesamte Robotersystem inklusive dem Unterdruck erzeuger relativ preiswert ist. Die Akzeptanz des Roboter systems ist daher sehr hoch. Durch den genormten Anschluss für einen Stutzen eines Staubsaugerschlauches kann das Roboter system universell verwendet werden und ist nicht auf einen speziellen Staubsaugertyp beschränkt. Gegebenenfalls können Adapterstücke bzw. Reduzierstücke mit dem Anschluss verbunden werden, so dass auch andere Systeme genutzt werden können. An embodiment of the invention provides that the Suction modules individually or via a common one Connection to the vacuum generator can be connected. there the connection preferably has a standardized size, the external vacuum generator according to the invention Vacuum cleaner, especially a household vacuum cleaner. The Using a household vacuum cleaner has one essential Advantage for the robot system, because such vacuum cleaners are already available in almost every household and therefore the entire robot system including the vacuum producer is relatively inexpensive. The acceptance of the robot systems is therefore very high. Through the standardized connection for the robot can attach a nozzle of a vacuum cleaner hose system can be used universally and is not on one special type of vacuum cleaner limited. If necessary, you can Adapter pieces or reducers connected to the connection so that other systems can also be used.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verwendung des Robotersystems der eingangs genannten Art als Reinigungs roboter, insbesondere für Fenster, Böden und Nasszellenoberflächen.The invention also relates to a use of the Robot systems of the type mentioned as cleaning robots, especially for windows, floors and Wet surfaces.

Ferner betrifft die Erfindung ein Zusatzgerät für einen Haushaltsstaubsauger, wobei das Zusatzgerät die vorgenannten Merkmale des Robotersystems aufweist. Dieses Zusatzgerät dient also zur Ergänzung für herkömmliche Haushaltsstaubsauger.The invention further relates to an additional device for a Household vacuum cleaner, the additional device the aforementioned Features of the robot system. This additional device serves So to complement conventional household vacuum cleaners.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which under A particularly preferred reference to the drawing Embodiment is described in detail. You can those shown in the drawing as well as in the description and features mentioned in the claims individually for be essential to the invention or in any combination.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 ein schematisierter Aufbau des erfindungsgemäßen Robotersystems; Fig. 1 shows a schematic structure of the robot system according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Haltesystems. Fig. 2 is a schematic representation of a holding system.

In der Fig. 1 ist der Aufbau eines insgesamt mit 10 bezeichneten Robotersystems schematisch dargestellt, wobei eine zu reinigende Oberfläche allgemein mit 12 bezeichnet ist. An dieser Oberfläche 12 liegen insgesamt zwei Saugmodule 14 eines insgesamt mit 15 bezeichneten Haltesystems an, das seinerseits mit einem Bewegungssystem 16 gekoppelt sind. Das Bewegungssystem 16 trägt seinerseits ein Arbeitssystem 18, welches als Reinigungssystem 20 ausgebildet ist. Die Saugmodule 14, das Bewegungssystem 16 und das Arbeitssystem 18 sind mobil und können sich auf der Oberfläche 12 bewegen. An das Saugmodul 14 ist ein externer Unterdruckerzeuger 22 angeschlossen. Dieser Unterdruckerzeuger 22 ist als Staubsauger 24 ausgeführt, der stationär oder zumindest unabhängig von den oben genannten mobilen Elementen ist. Der Anschluss an das Saugmodul 14 erfolgt über einen Staubsauger schlauch 26, der in Fig. 2 näher dargestellt ist. Dabei kann jedes Saugmodul 14 für sich einen Anschluss 28 für den mit entsprechenden Verzweigungen versehenen Staubsaugerschlauch 26 aufweisen oder das Robotersystem 10 ist mit einem zentralen Anschluss 28 für den Staubsaugerschlauch 26 versehen und die Saugmodule 14 sind untereinander und/oder mit dem zentralen Anschluss 28 verbunden.In Fig. 1 the structure is shown, generally designated 10 of a robotic system schematically, wherein a surface to be cleaned is generally designated 12. On this surface 12 there are a total of two suction modules 14 of a holding system, denoted overall by 15, which in turn are coupled to a movement system 16 . The movement system 16 in turn carries a work system 18 which is designed as a cleaning system 20 . The suction modules 14 , the movement system 16 and the work system 18 are mobile and can move on the surface 12 . An external vacuum generator 22 is connected to the suction module 14 . This vacuum generator 22 is designed as a vacuum cleaner 24 , which is stationary or at least independent of the above-mentioned mobile elements. The connection to the suction module 14 is made via a vacuum cleaner hose 26 , which is shown in more detail in FIG. 2. Each suction module 14 can have a connection 28 for the vacuum cleaner hose 26 provided with corresponding branches, or the robot system 10 is provided with a central connection 28 for the vacuum cleaner hose 26 and the suction modules 14 are connected to one another and / or to the central connection 28 .

Die Fig. 2 zeigt den Staubsauger 24 sowie den Staubsauger schlauch 26, der an den Anschluss 28 des Saugmodul 14 ange schlossen wird. Dieses Saugmodul 14 ist mit einer Saugkammer 30 versehen, die mit einer Saugmatte 32 bestückt ist. Diese Saugmatte 32 ist mit einer Vielzahl von Saugöffnungen 34 versehen, die ihrerseits einen Stömungswiderstand 36 aufweisen. Außerdem kann der Anschluss 28 mit einem eigenen Strömungswiderstand 38 versehen sein. Der Pfeil 40 zeigt die Strömungsrichtung der abzusaugenden Luft an. Fig. 2 shows the vacuum cleaner 24 and the vacuum cleaner hose 26 , which is connected to the connection 28 of the suction module 14 . This suction module 14 is provided with a suction chamber 30 which is equipped with a suction mat 32 . This suction mat 32 is provided with a plurality of suction openings 34 , which in turn have a flow resistance 36 . In addition, the connection 28 can be provided with its own flow resistance 38 . The arrow 40 indicates the direction of flow of the air to be extracted.

Mit dem erfindungsgemäßen Robotersystem 10 können automatisch Reinigungsarbeiten durchgeführt werden, indem der Unterdruckerzeuger 22 den für das Anhaften der Saugmodule 14 an der Oberfläche 12 erforderliche Unterdruck erzeugt und die Fortbewegung über das Bewegungssystem 16 erfolgt, welches in der DE 198 16 893 A1 eingehend beschrieben ist. Das Reinigungssystem 20 kann z. B. Sprühdüsen, Wischarme, Blaseinrichtungen und dergl. aufweisen, mit welchen die Oberfläche 12 behandelt wird.With the robot system 10 according to the invention, cleaning work can be carried out automatically in that the vacuum generator 22 generates the vacuum required for the suction modules 14 to adhere to the surface 12 and the movement takes place via the movement system 16 , which is described in detail in DE 198 16 893 A1. The cleaning system 20 can e.g. B. spray nozzles, wiper arms, blowing devices and the like. With which the surface 12 is treated.

Claims

1. Robot system ( 10 ), which moves on smooth, in particular non-horizontal surfaces ( 12 ), with a holding system ( 15 ), a movement system ( 16 ) and a working system ( 18 ), characterized in that the holding system ( 15 ) at least has two mutually independent suction modules ( 14 ) which are provided with at least one suction chamber ( 30 ), the suction chamber ( 30 ) is provided with a multiplicity of suction openings ( 34 ) which can be placed on the surface ( 12 ) to be suctioned and the suction chamber ( 30 ) can be connected to an external vacuum generator ( 24 ).

2. Robot system according to claim 1, characterized in that the suction openings ( 34 ) are provided in an air-impermeable elastic foam.

3. Robot system according to claim 2, characterized in that the foam is designed as a suction mat ( 32 ).

4. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the suction openings ( 34 ) have a defined flow resistance ( 36 ).

5. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the movement system ( 16 ) is designed in the manner of a caterpillar system, a multi-legged system or a sliding frame system.

6. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the movement system ( 16 ) can be equipped with different holding systems ( 14 ).

7. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the working system ( 18 ) is a cleaning system ( 20 ).

8. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the suction modules ( 14 ) can be connected individually or via a common connection ( 28 ) to the vacuum generator ( 24 ).

9. Robot system according to claim 8, characterized in that the connection ( 28 ) has a standardized connection size.

10. Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the external vacuum generator ( 24 ) is a vacuum cleaner, in particular a household vacuum cleaner.

11. Robot system according to claim 9 and 10, characterized in that the connection ( 28 ) for a nozzle of a vacuum cleaner hose ( 26 ) is formed.

12. Use of a robot system ( 10 ) according to one of the preceding claims as a cleaning robot, in particular for windows, floors and wet cell surfaces.

13. Additional device for a household vacuum cleaner ( 24 ), characterized in that the additional device is designed as a robot system ( 10 ) according to one of the preceding claims.