DE10110373A1

DE10110373A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Innenräumen von Automobilen

Info

Publication number: DE10110373A1
Application number: DE10110373A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Daum; Hans-Jochen Guenther
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-03
Filing date: 2001-03-03
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2021-03-04
Also published as: DE10110373C2; US20020121291A1

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Reinigungsvorrichtung für den Innenraum eines Automobils mit einem angetriebenen Roboterarm mit einem ersten Reinigungswerkzeug und mit einer programmierbaren Steuerung des Roboterarm-Antriebs. Erfindungsgemäß ist außerdem ein Reinigungsverfahren für den Innenraum eines Automobils mit den Schritten: Einführen eines Reinigungswerkzeugs an einem programmgesteuerten angetriebenen Roboterarm in den Innenraum durch eine geöffnete Tür oder Klappe oder durch ein geöffnetes Fenster des Automobils und Führen des Reinigungswerkzeugs mittels des Roboterarms über eine zu reinigende Oberfläche des Innenraums.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung und ein Reinigungs verfahren für den Innenraum eines Automobils.

Zur Wartung und Pflege von Automobilen ist insbesondere in den Industrieländern der Welt ein dichtes Netz von Servicestationen wie Tankstellen und Werkstätten entstanden. Die Liste der angebotenen Dienstleistungen ist äußerst umfangreich, und mit ständig wachsender Anzahl der Automobile werden auch diese Dienstlei stungen immer noch stärker spezialisiert und diversifiziert.

Zur Reinigung von Automobilen gibt es zwar immer noch die Wäsche von Hand durch angestelltes Personal, aber wegen der hohen Personalkosten hat sich die automatische Wäsche in sogenannten Waschstraßen, die an beinahe jeder Tank stelle verfügbar sind, durchgesetzt. Des weiteren gibt es verbreitet Waschstatio nen, wo in Selbstbedienung der Kunde zu Waschutensilien und Reinigungswerkzeu gen greifen kann, die ihm gegen Entgelt - in aller Regel durch Automaten zeitlich begrenzt - zur Verfügung gestellt werden. Dieses Prinzip findet auch an den Tank stellen Anwendung für Gerätschaften zur Vorreinigung, wie z. B. Hochdruckreiniger oder Reinigungsschaum-Applikatoren, oder zur Innenraumreinigung. Dazu werden bekanntlich leistungsstarke Staubsauger zur Verfügung gestellt.

Automatische Vorrichtungen zur Innenraumreinigung von Automobilen sind z. B. aus der US 4 473 409 oder der EP 0 493 282 bekannt. Dort wird durch Ansatz einer Saugleitung z. B. an eine Türöffnung des Fahrzeugs durch dessen Innenraum ein kräftiger Luftzug erzeugt, der daraufhin durch eine andere offen gehaltene Türöffnung des Fahrzeugs in den Innenraum hineinstreicht und diesen von Schmutzpartikeln "leersaugt". Dieses Verfahren ist nicht besonders gründlich und beseitigt fast ausschließlich lose Schmutzpartikel.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung des Innenraumes eines Automobiles zu schaffen, die dort angeordnete Oberflächenbereiche automatisch und gründlich reinigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 19 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist eine Reinigungsvorrichtung für den Innenraum eines Automobils einen angetriebenen Roboterarm mit einem Reinigungswerkzeug auf sowie eine programmierbare Steuerung des Roboterarm-Antriebs. Mit dieser Vorrichtung kann das Reinigungswerkzeug erfindungsgemäß durch eine geöffnete - und vorzugsweise von einer Türhaltevorrichtung an einem Standort für das Auto mobil offen gehaltene - Tür oder Klappe oder durch ein geöffnetes Fenster des Automobils in den Fahrzeuginnenraum eingeführt und dort mittels des Roboterarms über mindestens eine zu reinigende Oberfläche des Innenraums geführt werden. So können Automobile beliebiger Typen - gesteuert durch entsprechende Verfahrens ablauf-Programmierungen unter Berücksichtigung typenspezifischer Topografie- oder Geometriedaten - sich automatisch reinigen lassen, ohne dass der Kunde oder teuer zu bezahlendes Servicepersonal tätig werden müssen. Dabei kann der Typ des Fahrzeugs, dessen Innenraum von der Vorrichtung gereinigt werden soll, über ein Bilderkennungssystem erkannt werden. Die Erkennungsgenauigkeit kann dabei so weit gehen, dass bereits vor Beginn des Reinigungsprogramms zum Beispiel über das Bilderkennungssystem der Vorrichtung die Information zur Verfügung steht, ob es sich bei dem Fahrzeugtyp zum Beispiel um die Ausführung als Kombi, Limousine oder Coupé handelt.

Das Reinigungswerkzeug ist vorzugsweise auswechselbar, und die Reinigungsvor richtung weist dann vorzugsweise eine Werkzeugwechselvorrichtung auf, so dass das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise so oft wiederholt werden kann, bis z. B. in Abhängigkeit vom Grad der Verschmutzung und der Verschiedenartigkeit seiner Oberflächen der Innenraum mit verschiedenen oder verschieden präparierten geeigneten Reinigungswerkzeugen gesäubert ist. So können z. B. auch Oberflächen bereiche, die durch eine Fahrzeugtür für das Reinigungswerkzeug mittels des Roboterarms nicht zugänglich sind, durch eine Wiederholung der Verfahrensschritte durch eine andere Fahrzeugtür erreicht werden, um eben möglichst alle Innenraum flächen zu bearbeiten.

So lassen sich mittels verschiedener Reinigungswerkzeuge, die später detailliert offenbart werden, in programmgesteuerter und vorzugsweise vom Kunden aus einem Programmangebots-Menü auswählbaren Schritt-Zusammenstellung und Reihenfolge die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte in der Innenseite der Frontscheibe, der Seitenscheibe und der Heckscheibe, an der Heckablage, dem Armatu renbrett, der Mittelkonsole, den Sitz- und Lehnenpolstern, den Fußräumen, den Türverkleidungen, den Türfälzen und Türdichtungen, dem Dachhimmel, dem Kofferraum und den übrigen Innenraumverkleidungen oder mindestens an einem Teil dieser Innenraumbereiche ausführen.

Um die verschiedenen Innenraumbereiche mit ihrer Fahrzeugtypen-abhängigen Position durch die Fahrzeugtypen-abhängig gestalteten Türen, Klappen oder Fenster zu erreichen, ist der Roboterarm vorzugsweise als mehrfach gelenkig angetriebener Arm ausgeführt und an einer Laufkatzenvorrichtung im Deckenbereich einer Garage angeordnet. Das Ende des Roboterarms mit dem vorzugsweise gelenkig ange brachten Reinigungswerkzeug kann so den Reinigungsstandort im Innenraum der Garage erreichen. Ob nun in einer Garage oder an einem anderen Ort: der Reini gungsstandort ist vorzugsweise von einer Fahrbahn - die eine Führungsvorrichtung aufweisen kann zur programmgesteuerten automatischen Führung mindestens eines Rades des Automobils - mit einem vorgeordneten Vorbereitungsstandort und einem nachgeordneten Nachbereitungsstandort verbunden. Dort kann jeweils - zeitsparend nach dem wohlbekannten Fließbandprinzip - ein Automobil schon durch Leerräumen und dem Reinigungsprogramm entsprechendes Öffnen, Schließen und Betätigen z. B. von Handschuhfachklappen, Rückenlehnen und Antennen auf das Reinigungsprogramm an dem Reinigungsstandort vorbereitet werden, während ein anderes Automobil dort bereits gereinigt wird und während ein drittes Automobil nach der Reinigung schon wieder zur Abfahrt beladen wird. Beim Ausräumen des Fahrzeugs an dem Vorbereitungsstandort kann der Kunde die Gegenstände in ein dort angeordnetes Schließfach ablegen, welches vorzugsweise zusammen mit dem Fahrzeug während dessen Reinigung schließlich zu dem Nachbereitungsstandort transport wird. Dort stehen die Gegenstände dann dem Kunden wieder zum Ein räumen bereit.

Der Gestalt und dem Werkstoff der verschiedenen Innenraumoberflächen ent sprechend sowie z. B. auch entsprechend dem Grad und der Art der Verunreinigung kann das - vorzugsweise auswechselbare - Reinigungswerkzeug eine Wischfläche aufweisen, die, um auch in kleinere, weniger zugängliche Ecken zu gelangen, vorzugsweise dreieckig sein kann. Um möglicherweise anhaftenden Schmutz zu lösen, kann das Reinigungswerkzeug eine Sprühdose für Wasser oder andere Reinigungslösungen aufweisen. Um lose Partikel aus weniger zugänglichen Berei chen herauszubringen, kann das Reinigungswerkzeug auch eine Blasdüse für Druckluft aufweisen. Auch eine Wasserdampf-Düse zum Lösen von Schmutz ist erfindungsgemäß. Um die beschriebenen Reinigungswerkzeuge mit Reinigungsfluid versorgen zu können, ist mindestens eine Versorgungsleitung vorzugsweise durch den Roboterarm und/oder an dem Roboterarm entlang zu dem Reinigungswerkzeug geführt und leitet z. B. Druckluft und/oder Wasserdampf und/oder Reinigungsmittel- Lösung.

Um zum Beispiel lose, gelöste oder abgewischte Schmutzpartikel aus dem Innen raum zu entfernen, kann das Reinigungswerkzeug eine Saugdüse aufweisen, die von einer Klopfvorrichtung unterstützt sein kann. Eine z. B. dafür erforderliche Entsorgungsleitung wird vorzugsweise durch den Roboterarm und/oder an dem Roboterarm entlang in dem Reinigungswerkzeug zu einer Entsorgung geführt und leitet die Saugluft und/oder Flüssigkeit mit Schmutzbestandteilen nach außen.

Das Reinigungswerkzeug kann eine Bürste aufweisen, die zum einen geeignet ist, durch entsprechendes Bewegen des mit der Bürste ausgestatteten Reinigungs werkzeugs über die Oberfläche Schmutzpartikel zu lösen. Die Bürste kann zum anderen aber auch z. B. als Außenkranz an dem Reinigungswerkzeug dazu dienen, den Vorgang des Sprühens, Blasens oder Saugens mittels entsprechender Vorrich tungen zu umgehen, zu begrenzen und zu kanalisieren, damit die weitere Umge bung von diesem Vorgang nicht beeinträchtigt wird. Die Bewegung der Bürste zum Lösen der Schmutzpartikel kann erfindungsgemäß aber auch durch einen eigenen Bewegungsantrieb der Bürste bewerkstelligt werden. Zum Beispiel kann das Reinigungswerkzeug eine Bürstenleiste, eine Riemenbürste, eine Tellerbürste und/oder eine Rundbürste aufweisen (und zwar in beliebiger Kombination und/oder Anzahl), die translatorisch alternierend und/oder rotatorisch und/oder rotatorisch alternierend angetrieben sein können. Dieser Antrieb kann mittels eines Elektromo tors, eines Piezo-Motors, elektromagnetisch mittels Schwinganker, pneumatisch über eine Saugluft-Turbine oder auch mittels Ultraschall erfolgen.

Für die Betriebssicherheit insbesondere zur Vermeidung von Kollisionen des Reini gungswerkzeuges ist das Reinigungsprogramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise zunächst mit Informationen über eine möglichst große Anzahl von im Verkehr befindlichen Automobiltypen versehen. Topografische und geometrische Informationen gewährleisten dabei weitgehend eine kollisionsfreie Führung des Reinigungswerkzeuges mittels des Roboterarms. Bevorzugt ist aber zusätzlich ein Sensor, der in Signalverbindung mit der Steuerung des Roboterarm-Antriebs steht, zur Erfassung der Umgebung des Reinigungswerkzeuges insbesondere dahingehend, ob sich dort im Bereich des programmierten Werkzeugweges ein Gegenstand befindet, mit dem eine Kollision droht. Dies können z. B. zu weit nach hinten gekippte Rückenlehnen von Vordersit zen sein, wo das Reinigungswerkzeug eigentlich in den zu reinigenden Fußraum vor den Rücksitzen geführt werden soll. Oder der Sensor "erkennt" so eine nicht geöffnete Fahrzeugtür, durch die das Reinigungswerkzeug programmgemäß in den Innenraum geführt werden sollte. Aber nicht nur zur Vermeidung von Kollisionen, sondern z. B. auch zum Erkennen von fahrzeug-individuellen Eigenarten kann eine derartige Sensorik und/oder Erkennungselektronik geeignet sein: die nämlich erkennt - z. B. bei einem Lieferwagen, dessen Innenraum gerade gereinigt wird - ob im Lastraum die Seitenwände als Glasscheiben oder als Blechflächen ausgestaltet sind. Dies wiederum kann erfindungsgemäß den Ablauf des Reinigungsprogramms zu einer Auswahl zwischen zwei verschiedenen, jeweils geeigneten Reinigungs werkzeugen verzweigen.

Die aus dem Fahrzeuginnenraum entfernten Verschmutzungen können unter Umständen auch Wertgegenstände enthalten - z. B. Schmuck, der in dem Fahrzeug auf den Boden gefallen oder "zwischen die Sitze gerutscht" war. Um nun die Möglichkeit zu geben, solche Gegenstände wiederzufinden und nicht mit dem übrigen Schmutz zu entsorgen, können die aus dem Innenraum erfindungsgemäß entfernten Verschmutzungen - und zwar insbesondere die festen, größeren Partikel - dem Kunden vor ihrer Entsorgung gesammelt z. B. in einem Sieb präsentiert werden. Hier hat der Kunde dann die endgültige Möglichkeit zu entscheiden, ob die Gegenstände nun alle entsorgt werden sollen. Damit der Kunde in den ihm präsen tierten Gegenständen nicht "herumwühlen" muss, kann der Präsentationsbehälter Bewegungselemente aufweisen und/oder sich selbst bewegen, damit die präsen tierten Gegenstände sich sozusagen umwälzen und dadurch nach gewisser Zeit alle einmal sichtbar werden.

Die beschriebene Weise und/oder mit den beschriebenen Hilfsmitteln lässt sich der erfindungsgemäße Reinigungsprozess eines Fahrzeuginnenraums in folgenden Phasen ausführen:

Phase 1

Der Kunde befährt den "Vorbereitungsstandort". Alle Fahrgäste verlassen das Fahrzeug. Gegenstände aus den Ablagen, Taschen, Fächern, von den Sitzen werden entfernt und in vorgesehenen Abla gen abgelegt. Die Ablagen können fahrbar sein und/oder als Schließ fach ausgeführt werden.

Phase 2

Der Kunde stellt sein Fahrzeug nach Aufforderung oder Freigabe innerhalb der Innenreinigungsanlage an einer genau vorgegebenen Position ab. Das Einfahren erfolgt durch ein mechanisches Leitsy stem (Führung der Räder durch Fahrspuren). Das Erreichen der richtigen Position wird dem Kunden signalisiert.

Phase 3

Ein elektronisches Überwachungssystem erfasst die genaue Fahr zeugposition und Fahrzeuggeometrie mittels Bilderkennung von beiden Seiten, von oben sowie von hinten und vorne. Durch ent sprechende Beleuchtung werden neben der Position, der Fahrzeugtyp und die Koordinaten der Fenster erkannt. Die Koordinaten dienen der Bestimmung der Daten zur Ansteuerung der Reinigungszonen, einschließlich der Fenster.

Phase 4

Der Kunde verlässt (eventuell nach Aufforderung durch das System) sein Fahrzeug und beginnt mit der Vorbereitung zur automatischen Reinigung.

- Alle Türen werden voll geöffnet.
- Der Kofferraum wird eventuell geöffnet (nur wenn entladen).
- Die Sicherheitszone des Reinigungsstandortes wird durch den Kunden und alle weiteren Personen verlassen.
- Starten des Vorganges durch den Kunden mit den Einzel schritten:
- Bezahlung mittels Karte
- Auswahl des Reinigungsprogrammes entsprechend programmierbarer Reinigungszonen
- Start des Vorganges und Bestätigung der Beachtung aller Vorgaben.

Phase 5

Die geöffneten Türen werden pneumatisch fixiert. Möglich ist das Fixieren durch aufblasbare Kissen.

Phase 6

Durch die Bilderkennung wird eine erneute Vermessung des Fahr zeuges bei geöffneten Türen und geöffnetem Kofferraum vorgenom men. Das System erkennt damit auszuschließende Reinigungspositio nen (Türen vorne, rechts und/oder links; Türen hinten, rechts und/ oder links; Kofferraum). Rückfragen an den Kunden sind denkbar. Korrekturen durch den Kunden erfordern dann möglicherweise eine Unterbrechung und Wiederholung des bisherigen Ablaufes.

Phase 7

Der Reinigungsroboter beginnt mit der Programmabarbeitung, wobei Wechsel der Reinigungs-Applikatoren, wenn nötig, vorgenommen werden.

Phase 8 Reinigungsablauf Regime 1

Die Reinigungszonen werden nach dem zu erwartenden Grad der Verunreinigung innerhalb jeder einzelnen Reinigungsposition, z. B. Fahrzeuginnenboden, Fußraum, Armaturenbrett, Mittelkonsole, Sitze, Sitzpolster, Türverkleidungen, Frontscheiben, Seitenscheiben, Türfäl ze, Kofferraum, abgearbeitet.

Die Reinigungspositionen (geöffnete Türen und/oder Fenster und/ oder Klappen) werden nacheinander abgefahren. Damit erfolgt die Reinigung des Kofferraumes als letzter Vorgang. Das Regime 1 hat Vorteile bei der Bilderkennung. Es erfordert aber einen mehrmaligen Wechsel der Reinigungs-Applikatoren. Jede Reinigungsposition wird jeweils nur einmal angefahren.

Phase 8 Reinigungsablauf Regime 2

Die Reinigungszonen werden nach dem zu erwartenden Grad der Verunreinigung über alle Reinigungspositionen abgearbeitet, z. B. Fahrzeuginnenboden, Fußraum und Kofferraum, Armaturenbrett, Mittelkonsole, Sitze, Sitzpolster, Türverkleidungen, Frontscheiben, Seitenscheiben, Türfälze.

Der Werkzeugwechsel erfolgt jeweils nach Abarbeiten der Reini gungszonen im gesamten Fahrzeug. Der Kofferraum wird in einem Durchgang mit dem Fahrzeugboden gereinigt.

Phase 9

Die Bilderkennung und Sensorik steuern den Reinigungsroboter. Über die Bilderkennung werden die Bahnen für den Reinigungsvorgang berechnet. Hindernisse, die nicht der zu erwartenden Fahrzeuggeo metrie zugerechnet werden können, führen zum Ausschließen der betreffenden Reinigungszone. Bewegte Objekte im Fahrzeug bewir ken einen Abbruch.

Die Sensorik vermeidet Kollisionen des Robotermechanismus mit dem Fahrzeuginnenraum. Eine Kamera beobachtet die Fahrzeug- und Roboterumgebung. Bei bewegten Objekten (Größe ist zu definieren) im Arbeitsbereich wird der Vorgang unterbrochen.

Phase 10

Der Abschluss der Reinigungsarbeiten wird signalisiert. Der Kunde fährt sein Fahrzeug aus der Anlage in den "Nachbereitungskomplex". Das Schließfach wird entleert. Gegenstände werden wieder in das Fahrzeug eingeräumt, abgesaugter Schmutz wird präsentiert und kann auf Wertvolles untersucht werden. Personen können das Fahr zeug wieder besetzen.

Dem Kunden wird eine Abfallbox mit den Reinigungsrückständen vorgeführt. Nach Durchsicht entscheidet dieser über die Entsorgung.

Phase 11

Der Kunde verlässt die Reinigungsstraße.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeich nungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Reinigungsvor richtung,

Fig. 2 zeigt ein kinematisches Modell des Roboterarms mit Reinigungs werkzeug gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine andere räumliche Ansicht des Roboterarms mit Reinigungs werkzeug gemäß Fig. 1,

Fig. 4 zeigt eine räumliche Ansicht der alternativen Ausgestaltung eines Roboterarms mit Reinigungswerkzeug,

Fig. 5 zeigt eine räumliche, teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungs gemäßen Reinigungswerkzeuges,

Fig. 6 zeigt eine andere räumliche, teilweise geschnittene Ansicht des Reinigungswerkzeuges gemäß Fig. 5,

Fig. 7 zeigt eine räumliche Ansicht eines anderen erfindungsgemäßen Reinigungswerkzeuges,

Fig. 8 zeigt eine andere räumliche Ansicht des Reinigungswerkzeuges gemäß Fig. 7,

Fig. 9 zeigt eine räumliche Ansicht eines anderen erfindungsgemäßen Reinigungswerkzeuges,

Fig. 10 zeigt eine andere räumliche, teilweise geschnittene Ansicht des Reinigungswerkzeuges gemäß Fig. 9,

Fig. 11 zeigt eine räumliche, teilweise geschnittene Ansicht eines anderen Reinigungswerkzeuges,

Fig. 12 zeigt eine andere räumliche, teilweise geschnittene Ansicht des Reinigungswerkzeuges gemäß Fig. 11,

Fig. 13 zeigt eine räumliche, teilweise geschnittene Ansicht eines anderen Reinigungswerkzeuges,

Fig. 14 zeigt eine räumliche Ansicht eines Roboterarms mit dem Reinigungs werkzeug gemäß Fig. 13, und

Fig. 15 zeigt eine weitere räumliche Ansicht eines Roboterarms mit dem Werkzeug gemäß Fig. 13 sowie mit einer aufblasbaren Abschir mung.

Mit Blick auf Fig. 1 ist schematisch der Blick in den Innenraum einer Garage (die hier durch ihre Grundfläche 2 angedeutet ist) erkennbar. In der Garage steht ein Automobil 4 an einem Reinigungsstandort 6. Das Automobil 4 ist von einer auto matischen Führung 8, in der sein rechtes Vorder- und Hinterrad geführt sind, von einem Vorbereitungsstandort 10 zu dem Reinigungsstandort 6 bewegt worden. Nach Abschluss des Reinigungsvorgangs, der gerade von einem Roboterarm 12 mit einem Reinigungswerkzeug 14 an seiner Spitze im Kofferraum des Automobils 4 durchgeführt wird, führt die automatische Führung 8 das Automobil 4 zu einem Nachbereitungsstandort 16. Ein Schließfach 17 ist in einer Position an dem Vor bereitungsstandort 10 erkennbar und wird mittels eines nicht dargestellten Schie nensystems zu seiner Position 17' an dem Nachbereitungsstandort 16 transportiert, damit dort der Kunde die Gegenstände, die er an dem Vorbereitungsstandort 10 aus dem Fahrzeug 4 ausgeräumt hat, und im Nachbereitungsstandort 16 wieder in Empfang nehmen kann.

Mittels des Reinigungswerkzeuges 14 werden Verschmutzungen aus dem Koffer raum des Automobils 4 gesaugt und durch eine Saugleitung 19, die durch den Roboterarm 12 geführt ist, nach außen geleitet. Ein Separator 21 trennt die festen, größeren Partikel aus dem abgesaugten Schmutz und übergibt in einen Präsentier behälter 23, wo der Kunde kontrollieren kann, ob nicht möglicherweise irgendwel che für ihn wertvollen Gegenstände, die versehentlich im Innenraum des Fahrzeugs 4 verblieben waren, als "Schmutz" entfernt wurden.

Das Reinigungswerkzeug 14 wird von dem Roboterarm 12 im Kofferraum des Automobils 4 bewegt - die Bewegung des Roboters 12 erzeugt also eine Relativbe wegung zwischen dem Reinigungswerkzeug 14 und (in der dargestellten Situation) dem Kofferraumboden. Um diese Relativbewegung in möglichst allen räumlichen Ebenen und um möglichst alle räumlichen Achsen im Bereich des Reinigungsstand ortes 6 ausführen zu können, ist der Roboterarm 12 mehrfach gelenkig und be weglich ausgebildet und angetrieben. Schematisch ist diese Beweglichkeit und Gelenkigkeit des Roboterarms 12 in Fig. 2 dargestellt. Mit Blick auf Fig. 1 und 2 weist der Roboterarm 12 ein translatorisch verfahrbares Portal 18 auf, an dem ein vertikaler Arm 20 horizontal und vertikal verschiebbar ist. Am unteren Ende des vertikalen Balkens 20 ist ein Unterarm 22 angelenkt - und zwar in Richtung seiner Längsachse translatorisch verschiebbar sowie um seine eigene Längsachse sowie um die Längsachse des senkrechten Balkens 20 verdrehbar gelagert. Am Ende des Unterarms 22 über ein Kardangelenk 24 - also um zwei radiale Achsen schwenkbar - angelenkt ist ein Handbalken 26, an dessen Ende schließlich das Reinigungs werkzeug 14 angebracht ist - und zwar über ein Kreuzgelenk 27 um zwei Quer achsen des Handbalkens 26 verdrehbar. Das Kreuzgelenk 27, das die Verbindung zu dem Reinigungswerkzeug 14 herstellt, drehgelenkige Freiheitsgrade, und zwar um zwei unter 90° zueinander versetzte Achsen. Damit ist das angesetzte Reinigungswerkzeug 14 in zwei Richtungen kippbar. Ein selbstständiges Ausrichten des Reinigungswerkzeugs 14 an der zu reinigenden Oberfläche ermöglicht sich dadurch und wird noch vorteilhaft verbessert, indem das elastische Kreuzgelenk 27 durch elastische Elemente (z. B. durch Metallfedern, Gummifedern oder Luftfedern) in einer Mittelstellung gehalten wird. Durch das Andrücken an die zu reinigende Oberfläche stellt sich die Wirkfläche des Reinigungswerkzeugs 14 dann an der zu reinigenden Oberfläche selbsttätig ein. Außerdem ermöglicht dieses Kreuzgelenk 27, dass durch eine Verdrehung des Handbalkens 26 die Ausrichtung der Reini gungsfläche des Reinigungswerkzeugs 14, wenn es auf der zu reinigenden Ober fläche anliegt, sich ebenfalls verdrehen lässt. Dies ermöglicht z. B. die Ausrichtung der dreieckigen Wischfläche 44 des Werkzeugs 14 zum Fensterputzen so, dass mindestens eine der Ecken der dreieckigen Wischfläche 44 sich gut in eine Ecke der zu putzenden Windschutzscheibe 42 (Fig. 4) orientieren lässt. Die Verdrehung des Handbalkens 26 erfolgt dabei über die Verdrehung des Unterarms 22 zum Ende des vertikalen Balkens 28 gemäß Fig. 3. Die Verdrehung des Handbalkens 52 gemäß Fig. 4 erfolgt direkt über das axiale Drehgelenk am Unterarm 50.

Die in Fig. 2 strichpunktiert eingekreisten Elemente, nämlich das Portal 18 und der senkrechte Balken 20 lassen sich aufgrund der beschriebenen Freiheitsgrade so bewegen, dass das untere Ende 28 des vertikalen Balkens 20, welches auch in Fig. 3 erkennbar ist, sich in beliebiger Höhe des Automobils 4 rings um das Automobil 4 herumführen lässt. Dies ermöglicht unter anderem auch die Position gemäß Fig. 3, in der das untere Ende 28 des vertikalen Balkens 20 neben die geöffnete und von einer Türhaltevorrichtung 29 offengehaltene Beifahrertür 30 des Automobils 4 gefahren ist. Durch die so freigegebene Türöffnung 32 bearbeitet das Reinigungswerkzeug 14 das Sitzpolster des Beifahrersitzes 34, wobei das Reini gungswerkzeug 14 vom beschriebenen Unterarm 22 und Handbalken 26 am unteren Ende 28 des vertikalen Balkens 20 geführt und angetrieben ist. Nach Abschluss der Reinigung des Sitzpolsters des Vordersitzes 34 steht die hintere rechte Tür 36 des Automobils 4 offen und bereit, den Roboterarm 12 durch die dortige Türöffnung 38 hindurch die Rückbank 40 des Automobils 4 reinigen zu lassen.

Mit Blick auf Fig. 4 ist eine der gemäß Fig. 3 entsprechende Situation dargestellt, die sich durch die (später beschriebene) Gestalt des Roboterarms 12' zwischen dem unteren Ende 28 des vertikalen Balkens 20 und dem Reinigungswerkzeug 14' sowie durch das Reinigungswerkzeug 14' selbst unterscheidet. Das Reinigungs werkzeug 14' ist ein Wischwerkzeug mit dreieckiger Wischfläche, wie es später mit Bezug auf Fig. 5 und 6 beschrieben wird. Es ist in Fig. 4 dargestellt, wäh rend es die Innenseite der Windschutzscheibe 42 putzt. Mit den spitzwinkligen Ecken der dreieckigen Wischfläche 44 gelangt das Werkzeug 14' dabei leicht in die Ecken der Windschutzscheibe 42. Anstelle des Unterarms 22 und des Handbalkens 26 mit ihren gelenkigen Verbindungen zwischen dem unteren Ende 28 des ver tikalen Balkens 20 und dem Reinigungswerkzeug 14 gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist gemäß Fig. 4 dieser Bereich des Roboterarms 12' von vier geraden, aneinander angelenkten Abschnitten - nämlich einer Schulter 46, einem Oberarm 48, einem Unterarm 50 und einem Handbalken 52 - ausgebildet. Die Schulter 46 ist um ihre Längsachse drehbar an dem unteren Ende 28 des vertikalen Balkens 20 angelenkt, der Oberarm 48 ist um eine radiale Achse schwenkbar an der Schulter 46 ange lenkt, der Unterarm ist um eine radiale Achse schwenkbar und um seine Längs achse drehbar an dem Oberarm 48 angelenkt und ebenso der Handbalken 52 an dem Unterarm 50. Funktional bedeutet diese Ausgestaltung z. B., dass eine Wisch bewegung des Reinigungswerkzeugs 14' von dem Roboterarm 12' gemäß Fig. 4 durch ein Ziehharmonika-artiges Ineinanderfahren von Oberarm 48 und Unterarm 50 bewirkt wird, während diese Bewegung bei dem Roboterarm 12 gemäß Fig. 3 durch ein axiales Verfahren des Unterarms 22 in dem Gelenk am unteren Ende 28 des vertikalen Balkens 20 bewerkstelligt wird.

Ein kinematisches Modell des Roboterarms 12' ist in Fig. 16 dargestellt. Weitere kinematische Modelle von alternativen Ausgestaltungen des Roboterarms zeigen die Fig. 17 bis 20. Die dort strichpunktiert eingekreisten Elemente gleichen einander sowie den schon zu Fig. 2 beschriebenen. Im übrigen sind die in Fig. 17 bis 20 dargestellten Roboterarme zusammengesetzt aus Balkenelementen 110, die durch Scharniergelenke 112, Kardangelenke 114, axiale Drehhülsen 116, axiale Schiebehülsen 118 sowie Kreuzgelenke 120 miteinander sowie mit dem Wisch werkzeug 14' verbunden sind.

Die Reinigungswerkzeuge 14, 14' gemäß Fig. 1 bis 4 sind auswechselbar mittels eines Werkzeugwechslers 53 unter einer Luke im Boden. Verschiedene Werkzeuge zur Ausführung verschiedener Reinigungstätigkeiten sind in den Fig. 5 bis 13 dargestellt.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Wischwerkzeug 14' mit elastischer, dreieckiger Wisch fläche 54 in Gestalt eines Mikrofasertuches, das über einen Klettverschluss 56 auf einem dreieckigen elastischen Träger 58 z. B. zur Entsorgung auswechselbar angebracht ist. In dem elastischen Grundkörper 58 läuft ein Saugkanal 60 entlang des Randes der dreieckigen Wischfläche hinter dem Mikrofasertuch 54 und steht mit einem Anschluss 62 einer Saugleitung (nicht dargestellt) in Verbindung, die durch den Roboterarm 12, 12' nach außen geführt ist. In dem Anschluss 62 ist zusätzlich eine Sprühdose 64 angeordnet, durch die Lösungsflüssigkeit in einen Saugschwamm 66 gesprüht wird, welcher dem Mikrofasertuch 54 hinterlegt ist. Dieses Werkzeug gemäß Fig. 5 und 6 ist zum Abwischen glatter Oberflächen, insbesondere Fensterscheiben, geeignet, auf denen z. B. auch fettiger Schmutz mittels Lösungsflüssigkeit, die von der Sprühdose 64 und dem Saugschwamm 66 aufgebracht werden kann, sich so beseitigen lässt.

Mit Blick auf Fig. 7 und 8 ist ein Klopf-Saug-Werkzeug 67 erkennbar mit einer von einem Bürstenrand 68 umgebenen Saugfläche 70, die über einen Anschlussstutzen 72 mit Unterdruck beaufschlagt wird. Zum Aufwirbeln von Schmutzpartikeln insbesondere von elastischen Polstern oder auch von elastischen Wandverkleidun gen ist in die Saugfläche 70 ein Klopfer 74 integriert, der aus der Saugfläche 70 herausschlägt. Um auch nicht ebene Oberflächen sorgfältig bearbeiten zu können, ist das Klopf-Saug-Werkzeug 67 mit einem Grundkörper 76 mit elastischem Rand 78 ausgestaltet, der über den Bürstenrand 68 einen möglichst bündigen Kontakt mit einer bearbeiteten Oberfläche herstellt.

Eine alternative Ausgestaltung eines Klopf-Saug-Werkzeugs 14 ist mit Blick auf Fig. 9 und 10 erkennbar. Das Reinigungswerkzeug 14 unterscheidet sich von dem Werkzeug 67 gemäß Fig. 7 und 8 weniger durch seine Ausstattung als vielmehr durch seine Form: Das Werkzeug 14 hat eine im wesentlichen kreisrunde Saug fläche 70' mit entsprechend ausgebildetem Bürstenrand 68' am Rand 78' seines Grundkörpers 76'. Entsprechend ist auch ein Klopfer 74' an dem Werkzeug 14 in der Draufsicht kreisrund ausgebildet. Aber auch das Werkzeug 14 lässt sich über einen Anschlussstutzen 72 an einer Saugleitung (nicht dargestellt), die in dem Roboterarm 12, 12' geführt ist, anschließen.

Ein Saugwerkzeug 80 gemäß Fig. 11 und 12 ist zum Aufwirbeln von Schmutz partikeln mit einer drehangetriebenen Bürste 82 ausgestattet. Die Bürste 82 ist auf dem Umfang eines Achskörpers 84 ausgebildet, der außerdem Saugschlitze 86 in Längsrichtung verlaufend und auf seinen Umfang verteilt aufweist. Diese stehen in Saugleitungsverbindung mit einem Anschlussstutzen 72, der wie die bisher be schriebenen Werkzeuge an die Saugleitung (nicht dargestellt) anschließbar ist. Um nicht Schmutzpartikel unkontrolliert in die Umgebung zu wirbeln, ist ein Teil des Umfangs der rotierenden Bürste 82 von einer Abdeckhaube 88 überdeckt. Um die Ausrichtung des Achskörpers 84 bezüglich des Anschlussstutzens 72 winklig verändern zu können, gibt es eine Kugelgelenk-Verbindung 90 zwischen ihnen.

Ein anderes Reinigungswerkzeug ist schließlich in Fig. 13 dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein Blas-Saug-Werkzeug 92, welches insbesondere geeignet ist, Schmutzpartikel aus Ecken und Bereichen herauszublasen, in die z. B. die beschrie benen Saugwerkzeuge 14, 14', 67 und 80 nicht gelangen. Das Blaswerkzeug 92 hat eine Ausblasdüse 94, die von einem Druckleitungsstutzen 96 in einen Bürsten kranz 98 mündet und - mit Borsten in gleicher Richtung - von diesem umgeben ist. Somit wirbelt der von der Ausblasdüse 94 bewirkte Luftstrom Schmutzpartikel im wesentlichen nur innerhalb des Bürstenrandes 98 auf, wo die Partikel durch zwei Saugstutzen 100, die ebenfalls innerhalb des Bürstenrandes münden und in Lei tungsverbindung mit einem Saugleitungs-Anschlussstutzen 102 stehen, nach außen abgesaugt werden.

Die Ausblasdüse 94 des Werkzeugs 92 kann aber auch alternativ oder zusätzlich mit Wasserdampf versorgt sein. Gemäß Fig. 14 lässt sich dieses Werkzeug dann insbesondere auch dazu einsetzen, verunreinigte Flächen in den Türfälzen mit Wasserdampf unter Druck zu beaufschlagen, um dort festgesetzten Schmutz zu lösen und mittels der Saugleitung 102 abzusaugen (Türfalz 104).

Um die nähere Umgebung des arbeitenden Werkzeugs 92 außer durch den Bür stenrand 98 vor aufgewirbeltem Schmutz zusätzlich zu schützen, ist gemäß Fig. 15 eine flexible Abschirmung 106 erfindungsgemäß. Sie besteht aus einer flexiblen aufblasbaren Hülle, z. B. aus Kunststoffgummi oder Latex, die in einem Grenzbe reich des Innenraums - z. B. wie in Fig. 15 dargestellt in der Türfüllung - sich aufblasen lässt, wo Schmutzpartikel nicht hindurchgewirbelt werden sollen. Die Abschirmung 106 ist aufgebaut aus einem Verbund von pneumatisch verbundenen Kammern mit innenseitigen elastischen Trage- und Stützelementen (nicht darge stellt). Diese gewährleisten auch im nicht aufgeblasenen Zustand zunächst eine gewisse Eigenstabilität der Abschirmung und ermöglichen aber auch im aufgeblase nen Zustand eine äußerst flexible Anpassung an jedwede Kontur des abzuschirmen den Raumes. Die Führung, Positionierung und Versorgung (mit Druckluft Aufblasen) erfolgt über einen gesonderten Roboterarm, kann vorteilhaft auch über den Reini gungsroboter bei Nutzung der vorhandenen Steuerung in Verbindung mit Sensor technik und Bilderkennung erfolgen.

Mit Blick auf Fig. 21 ist noch ganz prinzipiell erkennbar, dass der motorisch angetriebene Roboterarm 12 mit dem Reinigungswerkzeug 14 von einer program mierbaren Steuerung 122 gesteuert ist, die in Signalverbindung mit mindestens einem Sensor 124 steht, sowie in Signalverbindung mit mindestens einer Bild erfassungskamera 126. Die Sensoren 124 und die Bilderfassungskameras 126 eignen sich zur Erfassung einer topografischen Zustandsgröße der Umgebung des Reinigungswerkzeuges, um z. B. drohende Kollisionen rechtzeitig zu erkennen und den Roboterarm 12 entsprechend zu steuern. Die Bilderfassungskamera 126 kann außerdem vor Beginn des Reinigungsprogramm-Ablaufes die Gestalt des Fahrzeugs 4 erfassen, so dass die Steuerung 122 den Typ des Fahrzeugs 4 erkennt und den Weg des Roboterarms 12 zur Ausführung des Reinigungsprogramms geometrisch entsprechend steuert.

Claims

1. Reinigungsvorrichtung für den Innenraum eines Automobils, gekennzeichnet durch
mindestens einen angetriebenen Roboterarm (12; 12') mit einem ersten Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92) und
eine programmierbare Steuerung (122) des Roboterarm-Antriebs (123).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (124), der in Signalverbindung mit der Steuerung (122) steht, zur Erfassung einer topografischen Zustandsgröße der Umgebung des Reinigungswerkzeugs (14).

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Türhaltevorrichtung (29) zum Offenhalten mindestens einer Tür (30) oder Klappe des Automobils (4).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92) auswechselbar ist, und dass die Reinigungsvorrichtung (14; 14'; 67; 80; 92) eine Werkzeugwechselvorrichtung (53; 62; 72; 102) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens ein von dem ersten Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92) verschiedenes weiteres Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92).

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92) eine Saugvorrichtung (60; 70; 70'; 86; 100) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14; 67) eine Klopfvor richtung (74; 74') aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (92) eine Blasdüse (94) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14; 67; 80; 92) eine Bürste (68; 68'; 82; 98) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (68; 68'; 98) einen Außenkranz an dem Reinigungswerkzeug (14; 67; 92) bildet.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14') eine Wischfläche (54) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischfläche dreieckig (54) ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungswerkzeug (14'; 92) eine Sprühdüse (64; 94) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Versorgungsleitung (19), die durch den Roboterarm (12) und/oder an dem Roboterarm (12) entlang zu dem Reinigungs werkzeug (14) geführt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (19) Druckluft und/oder Wasserdampf und/oder Reinigungsmittel führt.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Entsorgungsleitung (19), die durch den Roboterarm und/oder an dem Roboterarm (12) entlang zu dem Reinigungswerkzeug (14) geführt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Entsorgungsleitung (19) Saugluft und/oder Flüssigkeit mit Schmutzbestandteilen abführt.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sammelbehälter für die Schmutzbestandteile, der die Schmutzbestandteile nach außen präsentiert.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein aufblasbares Abschirmungselement, das in dem Fahr zeuginnenraum so positionierbar ist, dass es dort aufgeblasen durchginge und/oder Bereiche des Innenraums ausfüllt und an den angrenzenden Innenraumkonturen anliegt.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Vorbereitungsstandort (10) und einen Reinigungsstand ort (6) und einen Nachbereitungsstandort (16) für das Automobil (4) sowie durch eine Fahrbahn (8) dazwischen.

21. Reinigungsverfahren für den Innenraum eines Automobils (4) mit den Schritten:

- Einführen eines Reinigungswerkzeugs (14) an mindestens einem programm gesteuert angetriebenen Roboterarm (12) in den Innenraum durch eine geöffnete Tür (32) oder Klappe oder durch ein geöffnetes Fenster des Automobils (4),
- Führen des Reinigungswerkzeugs (14) mittels des Roboterarms (12') über eine zu reinigende Oberfläche (34) des Innenraums.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte wiederholt durchgeführt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten das Reinigungswerkzeug (14; 14'; 67; 80; 92) gewechselt wird und/oder dass das Reinigungswerkzeug (14) durch eine andere Tür (36) oder Klappe oder ein anderes Fenster in den Innenraum eingeführt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte an der Frontscheibe (42), den Seiten scheiben, der Heckscheibe, der Heckablage, dem Armaturenbrett, der Mittelkon sole, den Sitz- und Lehnenpolstern (34), den Fußräumen, den Türverkleidungen, den Türfälzen (104) und -dichtungen, dem Dachhimmel, den übrigen Innenraumver kleidungen, dem Kofferraum oder mindestens einem Teil dieser Innenraumbereiche ausgeführt werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungsbereich des Reinigungswerkzeugs von mindestens einem Sensor (124) überwacht wird, der in Signalverbindung mit dem programmgesteuerten Antrieb (122; 123) des Roboterarms (12) veranlasst, dass das Werkzeug (14) dem Oberflächenverlauf der Umgebung entsprechend geführt wird und/oder dass das Werkzeug einem Hindernis ausweicht.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Fahrzeuginnenraum entfernten Schmutzbestandteile gesammelt und nach außen präsentiert werden.