DE102011011852A1

DE102011011852A1 - Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche, Bearbeitungsroboter und Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls

Info

Publication number: DE102011011852A1
Application number: DE201110011852
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Arbeiter Georg; Dipl.-Ing. Jacobs Theo; Dr.-Ing. Graf Birgit
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: DE102011011852B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche in einer Ecke der Fläche mittels eines Bearbeitungsroboters, einen entsprechenden Bearbeitungsroboter sowie einen Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls, der in dem Bearbeitungsroboter zum Einsatz kommen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer Flache in einer Ecke der Fläche mittels eines Bearbeitungsroboters, einen entsprechenden Bearbeitungsroboter sowie einen Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls, der in dem Bearbeitungsroboter zum Einsatz kommen kann.
Roboter werden in zunehmendem Maße zur Bearbeitung von Flächen, wie beispielsweise der Reinigung von Fenstern, Böden oder zum Rasenmähen eingesetzt. Eine besondere Herausforderung bedeutet hierbei die Bearbeitung von Ecken. Abhängig von einer Grundform des Roboters sind komplexe Rangiermanöver nötig, um auch in Ecken ein gutes Bearbeitungsergebnis zu erzielen.
Nach dem Stand der Technik werden beispielsweise Fensterreiniger so konstruiert, dass sie aufgebockt werden konnen, um sich dann auf der Stelle zu drehen. Sie können auch Reinigungsvorrichtungen aufweisen, die in mehreren Fahrrichtungen bewegbar sind, so dass sie ohne Rangiermanöver in Ecken reinigen können. Nachteil ist hierbei, dass mehrere identische Komponenten erforderlich sind.
Die DE 27 43 936 A1 beschreibt ein Fensterreinigungsgerät, das sich auf Schienen vorwärtsbewegt. Eine Lösung für das Reinigen von Ecken wird hier nicht beschrieben.
Eine Möglichkeit des Reinigens von Ecken findet sich bei Staubsaugerrobotern, die an einem runden Rundkörper eine rotierende Zusatzbürste aufweisen, die es ermöglicht, auch in Ecken zu reinigen. Eine derartige Bürste hat jedoch den Nachteil, dass sie weniger effektiv reinigt als ein Sauger und darüberhinaus eine zusätzliche Belastung für den Boden darstellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche mittels eines Bearbeitungsroboters anzugeben, mit welchem auch in Ecken gereinigt werden kann. Aufgabe ist es außerdem, einen entsprechenden Bearbeitungsroboter anzugeben sowie einen Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls, welches vorteilhaft in dem erfindungsgemäßen Bearbeitungsroboter zum Einsatz kommen kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche nach Anspruch 1, den Bearbeitungsroboter nach Anspruch 8 sowie durch den Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten einer Fläche, des erfindungsgemäßen Bearbeitungsroboters und den erfindungsgemäßen Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls werden durch die jeweiligen abhängigen Ansprüche gegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Bearbeiten einer Flache in einer Ecke der Fläche mittels eines Bearbeitungsroboters angegeben. Dabei werden jene Kanten, die die Ecke einschließen, im Folgenden als Flachenkanten bezeichnet.
Das Verfahren kann von einem Reinigungsroboter ausgeführt werden, der ein Bearbeitungsmodul aufweist, das sich entlang einer Kante des Roboters erstreckt und das in einer senkrecht zur Längsrichtung der Bearbeitungsvorrichtung bzw. zur Bearbeitungskante stehenden Bearbeitungsrichtung wirksam ist. Das Bearbeitungsmodul kann länglich ausgestaltet sein und mit seiner Längsrichtung parallel zur entsprechenden Bearbeitungskante des Roboters angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Bearbeitungsvorrichtung an jener Kante des Roboters angeordnet ist, die bei Bewegung in der Bearbeitungsrichtung hinten liegt.
Zur Bearbeitung einer Fläche bewegt sich nun der Roboter in einem ersten Schritt zunächst in der Bearbeitungsrichtung entlang einer ersten der Flächenkanten auf die Ecke zu.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungsrichtung gegenüber dem Roboter fest ist. Ist das Bearbeitungsmodul in beiden Richtungen wirksam, so wird hier eine der Richtungen als Bearbeitungsrichtung gesetzt.
Der Roboter positioniert sich nun in einem zweiten Schritt in einer Zwischenposition, die so gewahlt ist, dass durch geeignete Drehung des Roboters die Bearbeitungskante der ersten Flächenkante zugewandt und parallel zu dieser positionierbar ist. Der Roboter dreht sich dann in einem dritten Schritt so, dass er sich gerade entsprechend positioniert, dass also die Bearbeitungskante der ersten Flächenkante zugewandt ist und zu dieser parallel ist.
Nach der Drehung in der Zwischenposition wird der Roboter normalerweise von der ersten Flächenkante einen Abstand haben. Er bewegt sich daher nun in einem vierten Schritt entgegen der Bearbeitungsrichtung so weit, bis jene die Bearbeitungsvorrichtung aufweisende Kante des Roboters an der ersten Flächenkante anliegt. Der Roboter kann sich nun in einem fünften Schritt entlang der zweiten Flächenkante von der Ecke weg bewegen, wobei er sich, wenn die Ecke rechtwinkelig ist, in Richtung der Bearbeitungsrichtung bewegt.
Es ist vorteilhaft, wenn der Roboter sich im ersten Schritt bis auf einen Abstand auf die Ecke zubewegt, der geringer ist als die Länge der Bearbeitungsvorrichtung, da sich dann die während des ersten Schrittes bearbeitete Fläche und jene während des zweiten Schrittes bearbeitete Fläche überschneiden und so die Ecke vollständig bearbeitet wird.
Bevorzugterweise bewegt sich der Roboter beim oben beschriebenen Bewegen entlang der Flächenkanten unmittelbar an der entsprechenden Flachenkante entlang. Dadurch kann die Fläche bis zum äußersten Rand bearbeitet werden.
Der Roboter kann die genannte Zwischenposition einnehmen, indem er sich im ersten Schritt gerade bis zur Zwischenposition der Ecke nähert. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Roboter im ersten Schritt zunächst möglichst nahe an die Ecke heranfahrt und sich dann im zweiten Schritt von der Ecke entfernt, um sich in die Zwischenposition zu begeben. Um das anschließende Drehen zu vereinfachen, kann der Roboter sich hierbei auch etwas von der ersten Flächenkante entfernen, so dass der Roboter in der Zwischenposition an keiner der Flächenkanten anliegt, selbst wenn er sich unmittelbar an diesen entlang bewegt. Die Bewegungsrichtung des Roboters in die Zwischenposition im zweiten Schritt weist also zur ersten Flächenkante einen Winkel > 0 auf. In dieser Zwischenposition kann der Roboter sich im dritten Schritt dann wie beschrieben drehen.
Die genannte Bearbeitung kann eine Fensterreinigung, Bodenreinigung, Staubsaugen oder Rasenmähen sein. Viele andere ähnliche Anwendungen sind denkbar.
Entsprechend der Verwendung kann dann die Bearbeitungsvorrichtung beispielsweise beim Fensterputzen eine Abziehlippe sein, beim Staubsaugen ein Saugschlitz oder eine Walzenbürste oder beim Rasenmähen eine Messerspindel.
Der erfindungsgemäße Bearbeitungsroboter, der im oben beschriebenen Verfahren eingesetzt werden kann, hat vorzugsweise eine rechteckige Grundform, also eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche. Dabei können die Ecken der rechteckigen Form mehr oder weniger abgerundet sein. Faktisch ist jede Ecke abgerundet, auch wenn der Krümmungsradius dabei sehr klein sein kann.
An einer Kante des Roboters, die im Folgenden als Bearbeitungskante bezeichnet werden soll, ist ein Bearbeitungsmodul angeordnet, das sich entlang der Bearbeitungskante erstreckt und in einer Bearbeitungsrichtung senkrecht zu dieser Bearbeitungskante wirksam ist.
Die Bearbeitungsrichtung ist dabei jene Richtung, in welcher die Bearbeitungsvorrichtung bewegt werden muss, um die entsprechende Bearbeitung der Fläche zu bewirken. Es ist nicht erforderlich, dass das Bearbeitungsmodul nur in der Bearbeitungsrichtung wirksam ist, sie kann vielmehr auch insbesondere in entgegengesetzter Richtung wirksam sein. In diesem Fall wird eine der Richtungen als Bearbeitungsrichtung gesetzt. Generell soll bei länglich ausgebildeten Bearbeitungsvorrichtungen eine parallel zur bearbeiteten Oberfläche und senkrecht auf der Längsrichtung der Bearbeitungsvorrichtung stehende Richtung als Bearbeitungsrichtung angesehen werden.
Ist also das Bearbeitungsmodul beispielsweise eine Abziehlippe zum Abstreifen von Fluid von einer ebenen Oberfläche, so wird die Abziehlippe normalerweise in einer bestimmten Richtung über die Oberfläche bewegt. Dies ist die genannte Bearbeitungsrichtung, die im Falle der Abziehlippe senkrecht auf der Längsrichtung der Abziehlippe steht.
Der erfindungsgemäße Roboter ist nun an einer der Bearbeitungskante gegenüberliegenden Ecke seines Grundrisses stärker abgerundet als an den Ecken, die an die Bearbeitungskante grenzen. Der Roboter kann vorteilhaft an genau einer Ecke auf diese Weise stärker abgerundet sein. Durch eine derartige Abrundung der Ecke kann es ermöglicht werden, dass der Bearbeitungsroboter im oben beschriebenen Verfahren die beschriebene Drehung im dritten Schritt so ausführen kann, dass er unmittelbar nach der Drehung mit der Bearbeitungskante unmittelbar an der zweiten Flächenkante anstößt, ohne sich nochmals auf diese zweite Flächenkante zubewegen zu müssen.
Der Roboter kann hierbei auf die auszuführende Drehung ausgelegt sein. So kann der Roboter so ausgestaltet sein, dass er sich in der Zwischenposition stets im Uhrzeigersinn, d. h. rechtsdrehend, dreht. In diesem Falle wäre die in Bearbeitungsrichtung linke vordere Ecke entsprechend stärker abgerundet. Ist der Roboter darauf ausgelegt, sich stets entgegen dem Uhrzeigersinn, also linksdrehend, zu drehen, so wäre die in Richtung der Bearbeitungsrichtung betrachtet rechts vorne liegende Ecke entsprechend stärker abgerundet.
Sind beide der Bearbeitungskante gegenüberliegenden Ecken abgerundet, so kann sich der Roboter sowohl nach links als auch nach rechts in entsprechender Weise drehen. Hierbei steht allerdings weniger Bauraum für andere Komponenten des Roboters zur Verfügung. Je nach Einsatzgebiet kann also der Roboter darauf ausgelegt sein, sich in nur eine Richtung zu drehen, so dass nur eine Ecke entsprechend abgerundet wäre, dafür aber ein großerer Bauraum zur Verfügung stünde, oder er kann auf beidseitige Drehungen ausgelegt sein, wenn die anderen Komponenten entsprechend weniger Platz benötigen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beschriebene starkere Rundung der Ecke einen Kreissektor, insbesondere einen Viertelkreis, beschreibt, da dann die Zwischenposition im beschriebenen Verfahren unter anderem so gewählt werden kann, dass der Roboter nach der Drehung unmittelbar an der zweiten Flächenkante anliegt. In diesem Fall beschreibt also die Begrenzungslinie des Roboters parallel zur Auflagefläche, auf der der Roboter einsetzbar ist, einen entsprechenden Kreissektor, so dass alle Punkte der Begrenzungslinie im Bereich der Ecke von einem gemeinsamen Punkt, der innerhalb des Roboters liegen kann, den gleichen Abstand haben. Dieser Punkt fällt vorzugsweise mit dem Drehpunkt zusammen, um den sich der Roboter im dritten Schritt dreht.
Der gleiche Effekt ist auch dann erzielbar, wenn die entsprechende Ecke eine beliebige andere Form als eine Kreissektorform aufweist, solange die Begrenzungslinie der Grundfläche im Bereich der Ecke innerhalb des Bereiches verläuft, der durch einen Kreissektor beschrieben würde. Der Bereich der Ecke ist dabei jener, in welchem für den Fall einer kreissektorartigen Ausgestaltung die Krümmung vorliegt.
Alle Formen der Ecke, bei denen die Außenlinie des Roboters innerhalb eines Kreissektors verläuft, sollen erfindungsgemäß als Abrundung angesehen werden. Insbesondere könnte die Ecke auch als gerade Schräge zwischen zwei Begrenzungspunkten der Ecke ausgebildet sein.
Bevorzugterweise erstreckt sich die Bearbeitungsvorrichtung in ihrer Längsrichtung über die gesamte Lange der Bearbeitungskante. Als Bearbeitungskante kann insbesondere jener gerade, nicht gekrümmte, Bereich angesehen werden, der sich zwischen den die Bearbeitungskante begrenzenden Ecken erstreckt. Eine gerade Bearbeitungskante ist von Vorteil, da sie sich an eine gerade Flächenkante auf ihrer gesamten Lange anlegen kann. Die meisten zu bearbeitenden Flächen sind durch gerade Kanten begrenzt.
Wie bereits beschrieben, kann die Bearbeitungsvorrichtung eine Abziehlamelle sein, mit der Fluide von glatten Oberflächen abstreifbar sind. Vorteilhafterweise ist eine solche Lamelle dabei so angeordnet, dass sie, wenn der Roboter auf der abzustreifenden Oberfläche steht, gegenüber der Senkrechten auf dieser Oberfläche in Richtung der Bearbeitungsrichtung geneigt ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich die Abziehlamelle beim Abstreifen verkantet.
Bei einigen Bearbeitungsmodulen, wie z. B. Abziehlamellen, ist eine Bearbeitung nur möglich, wenn das Modul tatsächlich in der Bearbeitungsrichtung über die Oberfläche bewegt wird. Wenn der beschriebene Roboter das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche durchführt, bewegt er sich jedoch z. B. im vierten Schritt zeitweise entgegen der Bearbeitungsrichtung.
Um hier zu verhindern, dass die Bearbeitungsvorrichtung in ungewollter Weise wirkt, wird erfindungsgemaß ein Mechanismus zum Positionieren eines Reinigungsmoduls angegeben, das besonders vorteilhaft in vorgenanntem Roboter zum Einsatz kommen kann, und mit dem insbesondere das beschriebene Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche vorteilhaft durchführbar ist.
Der Mechanismus weist das Reinigungsmodul auf, das um einen Drehpunkt zwischen einer Reinigungsposition, in der die Oberfläche durch das Reinigungsmodul reinigbar ist und einer passiven Position, in der die Oberfläche nicht durch das Reinigungsmodul reinigbar ist, drehbar gelagert ist. Der Mechanismus weist außerdem einen Anschlag auf, gegen den das Reinigungsmodul oder eine das Reinigungsmodul haltende Halterung in der Reinigungsposition anstößt, wenn das Reinigungsmodul in Reinigungsrichtung über die Oberfläche gezogen wird. Wird das Reinigungsmodul entgegen der Reinigungsrichtung über die Oberfläche gezogen, so begibt es sich in die passive Position. Das Verstellen des Moduls zwischen Reinigungsposition und passiver Position wird normalerweise durch den Kontakt mit der Oberfläche bewirkt. Bewegt sich das Modul über die Oberfläche, so übt diese durch Reibung eine Kraft auf das Modul aus. Diese kann das Modul bei Wechsel der Richtung umstellen.
Wie beschrieben ist dieser Mechanismus besonders vorteilhaft, wenn das Bearbeitungsmodul bzw. Reinigungsmodul eine Abziehlamelle ist, da eine solche vorteilhaft schräg an die zu trocknende Oberfläche angesetzt wird. Ware die Abziehlamelle fixiert, so würde sie, wenn sie entgegen der Reinigungsrichtung bewegt wird, verkanten und könnte beschädigt werden. Dank des erfindungsgemäßen Mechanismus begibt sie sich jedoch in diesem Falle in die passive Position, in der sie nicht verkantet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Mechanismus kann ein elastisches Element, beispielsweise eine Feder, vorgesehen sein, die das Reinigungsmodul in Richtung der Reinigungsposition zieht. Hierdurch kann auch bei Bewegung entgegen der Reinigungsrichtung, wenn also das Modul in der passiven Position ist, ein minimaler Kontakt mit der Oberfläche gehalten werden. Wird das Modul dann wieder in Reinigungsrichtung bewegt, wird es durch die Oberfläche in die Reinigungsposition gezogen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren beispielhaft erlautert werden. Es zeigt
1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Bearbeitungsroboter von unten, der hier ein Fensterreinigungsroboter ist,
2 mögliche Ausgestaltungen der abgerundeten Ecke mit verschiedenen Kreissektoren,
3 die Bewegung eines Reinigungsroboters während des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 einen erfindungsgemäßen Mechanismus zum Einstellen eines Reinigungsmoduls, hier einer Abziehlippe, im erfindungsgemäßen Reinigungsroboter und
5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Reinigungsroboters mit einem erfindungsgemäßen Mechanismus.
1 zeigt beispielhaft eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Bearbeitungsroboters von unten, der hier ein Fensterreinigungsroboter ist. Der Roboter weist eine Bearbeitungskante 2 auf, an der, die Grundfläche des Bearbeitungsroboters abschließend, eine Abziehlippe 9 angeordnet ist. Die Abziehlippe 9 ist in einer senkrecht zur Bearbeitungskante 2 nach oben gerichteten Bearbeitungsrichtung wirksam. In Bearbeitungsrichtung gesehen ist also die Abziehlippe 9 an der hinteren Kante des Roboters angeordnet.
Der gezeigte Reinigungsroboter ist darauf ausgelegt, dass er sich bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Übergang von einer Bewegung entlang einer ersten Flächenkante zur Bewegung entlang einer zweiten Flachenkante im Uhrzeigersinn dreht. Es ist daher seine der Bearbeitungskante 2 gegenüberliegende Ecke 3, die bei Aufsicht auf den Roboter in Bearbeitungsrichtung links vorne liegt, abgerundet. Geht man davon aus, dass grundsätzlich jede Kante eine Rundung aufweist, so ist diese Ecke 3 stärker abgerundet als die anderen Ecken des Bearbeitungsroboters. An seiner in Bearbeitungsrichtung vorne liegenden Kante weist der Roboter eine Fluidaufbringung 21 auf, mit der ein Reinigungsfluid auf eine zu reinigende Oberfläche aufbringbar ist. Zwischen der Fluidaufbringung 21 und der Abziehlippe 9 sind zwei rotierende Elemente 22a und 22b angeordnet, mittels derer die Oberfläche abreibbar ist. Die Elemente 22a und 22b sind kreisformig ausgestaltet und weisen in ihrer Mitte jeweils eine Vakuumkammer 23a und 23b auf mittels derer sich der Roboter an einer glatten Fläche halten kann. Die Vakuumkammer 23a, 23b wird jeweils von einer Gummilippe 24a, 24b umgeben, die einen Abschluss der Vakuumkammern 23a, 23b bewirkt. Außerhalb der Gummilippe 24a, 24b weisen die Elemente 22a, 22b jeweils ein kreisringförmiges Mikrofasertuch 25a, 25b auf, mit dem die zu reinigende Oberfläche abreibbar ist. Im gezeigten Beispiel drehen sich die Elemente 22a, 22b gegenläufig. Das linke Element bewegt sich mit einer Winkelgeschwindigkeit ω entgegen den Uhrzeigersinn und das rechte Element sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω im Uhrzeigersinn.
2 zeigt verschiedene mögliche Grundformen des erfindungsgemäßen Reinigungsroboters. In den Teilbildern A, B und C weist der Reinigungsroboter 1 jeweils eine einer Reinigungskante 2 gegenüber angeordnete abgerundete Ecke 3 auf. Die abgerundete Ecke 3 beschreibt dabei die Form eines Kreissektors mit einem Radius r. Der Mittelpunkt des Kreises ist im Teilbild A in einer linken Hälfte des Reinigungsroboters angeordnet, im Teilbild B in der Mitte des Reinigungsroboters und in Teilbild C in einer rechten Hälfte jeweils mittig.
Der gezeigte Roboter hat hier eine rechteckige Grundform, wobei eine der in Reinigungsrichtung vorne liegenden Ecken abgerundet ist. Dies ermöglicht es dem Roboter, in einem anderen Winkel aus der Ecke herauszufahren als er hineingefahren ist. Die genaue Gestaltung der Abrundung ergibt sich aus dem gewünschten Drehpunkt P, der in 2 gezeigt ist. Der Krümmungsradius r entspricht hierbei dem Mindestradius der späteren Drehung, den der Roboter 1 in der beschriebenen Zwischenposition (in 3 mit E gekennzeichnet) durchführt.
3 zeigt nun die Bewegung eines erfindungsgemäßen Reinigungsroboters 1 in verschiedenen Positionen, die mit A bis G gekennzeichnet sind, die während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingenommen werden. Im vorliegenden Fall ist die Reinigung einer linken oberen Ecke eines Fensters gezeigt. Zunachst bewegt der Roboter 1 sich in einem ersten Schritt von Position A zu Position B unmittelbar an einer ersten Flächenkante 4 entlang auf eine Ecke 6 zu, an welcher die erste Flächenkante 4 und eine zweite Flachenkante 5 aneinanderstoßen.
Von der Position A in die Position B bewegt sich der Roboter entlang der ersten Flächenkante 4 in Richtung seiner Bearbeitungsrichtung.
Nach dieser Bewegung entlang der ersten Flächenkante 4 dreht nun der Bearbeitungsroboter 1 sich in einem zweiten Schritt ein kleines Stück entgegen dem Uhrzeigersinn in die Position C und fährt dann entgegen seiner Bearbeitungsrichtung in eine als D gekennzeichnete Zwischenposition. Die Bewegung von der Position C in die Zwischenposition D erfolgt dabei in eine Richtung, die in einem Winkel > 0 zur ersten Flächenkante 4 steht, so dass sich der Reinigungsroboter etwas von der ersten Flächenkante 4 entfernt. In der Zwischenposition D vollführt nun der Roboter 1 in einem dritten Schritt eine Drehung im Uhrzeigersinn, die hier als Schritt E gekennzeichnet ist. Nach dieser Drehung befindet sich der Roboter 1 in der Position F, in welcher die Bearbeitungskante unmittelbar an die zweite Flächenkante 5 angrenzt und senkrecht zu dieser steht. Die Bearbeitungskante 2 liegt jetzt parallel zur ersten Flächenkante 4. Der Roboter bewegt sich nun in einem vierten Schritt entgegen der Bearbeitungsrichtung auf die erste Flächenkante 4 zu, bis die Bearbeitungskante 2 an dieser ersten Flächenkante 4 anliegt (Position G). Im Anschluss kann sich nun der Roboter in einem fünften Schritt entlang der zweiten Flachenkante 5 von der ersten Flächenkante 4 entfernen. Da er sich hierbei in die Bearbeitungsrichtung bewegt, kann er beispielsweise als Fensterreinigungsroboter in dieser Richtung ein Fluid vom Fenster abstreifen.
Es ist zu erkennen, dass durch das erfindungsgemaße Verfahren die Ecke 6 vollständig reinigbar ist. Zu erkennen ist außerdem, dass im gezeigten Beispiel der Roboter 1 bereits in der Position C die Drehung E vollfuhren könnte, da er aufgrund der abgerundeten Ecke 3 bei dieser Drehung nicht gegen die zweite Flächenkante 5 stößt. Die Position C könnte hierzu in einem geeigneten Abstand von der Flächenkante 5 gewählt werden.
Alle anderen Ecken lassen sich entsprechend bearbeiten.
Allgemein fährt also der Roboter zunächst am Fensterrahmen entlang in die Ecke, wobei sich die abgerundete Ecke am Fensterrahmen befindet. Der Roboter bleibt dann so weit vor dem oberen Fensterrahmen stehen, dass er noch auf der Stelle drehen kann.
Der Roboter dreht nun einige Grad gegen den Uhrzeigersinn C und setzt dann bis in die Zwischenposition so weit zurück D, das er mit einer weiteren Drehbewegung im Uhrzeigersinn E mit der linken Kante den oberen Fensterrahmen beruhrt F. Eine stärker abgerundete Ecke ermöglicht hier eine kürzere Rückwartsfahrt in die Zwischenposition, vermindert aber gleichzeitig den verfügbaren Raum für Komponenten im Roboter.
Der Roboter setzt dann soweit entgegen seiner Reinigungsrichtung zurück, bis er den linken Fensterrahmen berührt G. Im gezeigten Beispiel könnte der Roboter 1 nun zur rechten oberen Ecke des Fensters weiterfahren und das Manöver entsprechend wiederholen. Auf diese Weise können alle Ecken des Fensters in Uhrzeigersinn abgefahren werden. Auf entsprechende Weise ließe sich auch ein Roboter realisieren, der Ecken eines Fensters entgegen des Uhrzeigersinns abfährt. In diesem Falle wäre dann die rechte Ecke entsprechend abgerundet und alle beschriebenen Drehungen würden in entgegengesetzter Richtung durchgeführt.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Reinigungsroboter 1 in der Seitenansicht, wobei eine Abziehlamelle 9 mit einem erfindungsgemaßen Mechanismus aufgehängt ist. Im linken Teilbild ist angedeutet, dass sich der Reinigungsroboter in der Reinigungsrichtung 10 bewegt. In diesem Falle ist mit der Lamelle 9 ein Fluid 11 abstreifbar. Dabei wirkt auf die Abziehlamelle 9 eine Kraft F, die die Abziehlamelle oder eine Aufhängung 12 der Abziehlamelle gegen einen nicht gezeigten Anschlag zieht.
Das rechte Teilbild deutet an, dass der Reinigungsroboter 1 entgegen der Reinigungsrichtung bewegt wird. In diesem Falle wirkt auf die Abziehlamelle 9 eine entgegengesetzte Kraft, die nun die Abziehlamelle 9 in eine passive Position zieht, in der die Lamelle 9 nicht verkantet.
Im gezeigten Beispiel ist die Abziehlamelle 9 mit der Halterung 12 drehbar um einen Punkt 14 gelagert. Die Abziehlamelle 9 kann sich also von der Reinigungsposition, die in den Figuren gezeigt ist, in die passive Position drehen, die hier nicht gezeigt ist. Der Drehung von der Reinigungsposition in die passive Position entgegen wirkt eine Feder 13 als elastisches Element, durch welches die Lamelle 9 in Kontakt mit der Oberfläche gehalten wird. Dadurch kann die Lamelle 9 bei Wechsel der Bewegungsrichtung durch die Oberfläche wieder in die Reinigungsposition gezogen werden.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Reinigungsroboter, der hier ein Fensterreinigungsroboter ist, in der Seitenansicht. Dabei verläuft die Reinigungsrichtung von links nach rechts. An einer Grundplatte 27 des Roboters ist zunächst in Reinigungsrichtung hinten, also in der Figur links, der erfindungsgemäße Mechanismus zum Einstellen der Abziehlippe gezeigt, wie er auch in 4 dargestellt ist. Auf die Beschreibung in 4 wird hier verwiesen.
An einer in Reinigungsrichtung vorderen Kante der Grundplatte 27 ist eine Fluidaufbringung 21 angeordnet, mit der Reinigungsfluid auf die zu reinigende Oberflache aufbringbar ist.
Unterhalb der Grundplatte 27 ist ein Element 22 gezeigt, mit dem die zu reinigende Oberfläche abreibbar ist. Das Element weist, auch wie in 1 gezeigt, einen zentralen Vakuumbereich 23 auf, der von in einer kreisförmig umlaufenden Gummilippe 24 abgedichtet wird. Durch diesen Vakuumbereich kann sich der Roboter an einer glatten Oberfläche halten.
Der Vakuumbereich 23 ist von einem Ring 25 aus Mikrofasertuch umgeben, mit dem die zu reinigende Oberfläche abreibbar ist. In Reinigungsrichtung hinter dem Element 22 ist ein längliches Mikrofasertuch 26 angeordnet, das mit seiner Längsrichtung parallel zur Abziehlippe 9 bzw. zur Hinterkante 2 des Reinigungsroboters verläuft. Ein mögliches Halte- und Fortbewegungssystem für den Roboter gemäß der Erfindung ist auch in der DE 103 14 379 B4 beschrieben.
Der erfindungsgemäße Roboter lässt sich sehr klein und leicht realisieren, so dass er gut im Haushaltsbereich einsetzbar ist. Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren ist es möglich, Fensterecken unter minimalem Komponenten- und Energieaufwand zu reinigen und trotzdem ein sehr gutes Reinigungsergebnis zu erzielen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2743936 A1 [0004]
DE 10314379 B4 [0060]

Claims

Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche in einer durch zwei Flächenkanten eingeschlossenen Ecke der Fläche mittels eines Bearbeitungsroboters, der an einer, Bearbeitungskante genannten, Kante ein sich entlang der Kante erstreckendes längliches Bearbeitungsmodul aufweist, das in einer senkrecht zur Bearbeitungskante stehenden Bearbeitungsrichtung wirksam ist, wobei sich der Roboter zunächst in Bearbeitungsrichtung entlang einer ersten der Flächenkanten auf die Ecke zubewegt, sich dann in einer Zwischenposition positioniert, die so gewählt ist, dass durch geeignete Drehung des Roboters die Bearbeitungskante der ersten Flächenkante zugewandt und zu dieser parallel positionierbar ist, danach der Roboter sich so dreht, dass die Bearbeitungskante der ersten Flachenkante zugewandt und zu dieser parallel ist, sich der Roboter dann entgegen der Bearbeitungsrichtung bewegt, bis die Bearbeitungskante an der ersten Flächenkante anliegt, und sich der Roboter schließlich entlang der zweiten Flächenkante von der Ecke wegbewegt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich der Roboter zum Positionieren in der Zwischenposition von der Ecke wieder wegbewegt, vorzugsweise in einem Winkel der Bewegungsrichtung zur ersten Flächenkante von größer als Null.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, wobei sich der Roboter beim Bewegen entlang der ersten und/oder zweiten Flächenkante unmittelbar an der entsprechenden Flächenkante entlang bewegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitung Fensterreinigung, Bodenreinigung, Staubsaugen oder Rasenmähen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bearbeitungsmodul eine Abziehlippe, ein Saugschlitz, eine Walzenbürste oder eine Messerspindel ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bearbeitungsmodul an einer in Bearbeitungsrichtung hinteren Kante des Roboters angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergenenden Ansprüche, wobei der Bearbeitungsroboter ein Bearbeitungsroboter nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ist.
Bearbeitungsroboter mit einer im Wesentlichen rechteckigen Grundform, wobei der Bearbeitungsroboter an einer, Bearbeitungskante genannten, Kante ein Bearbeitungsmodul aufweist, das sich entlang der Bearbeitungskante erstreckt und in einer Bearbeitungsrichtung senkrecht zu dieser Bearbeitungskante wirksam ist, und wobei der Bearbeitungsroboter an einer der Bearbeitungskante gegenüberliegenden Ecke stärker abgerundet ist als an Ecken, welche die Bearbeitungskante begrenzen.
Bearbeitungsroboter nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die stärker abgerundete Ecke einen Kreissektor beschreibt, vorzugsweise einen Viertelkreis, oder innerhalb eines solchen Kreissektors verläuft.
Bearbeitungsroboter nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei sich das Bearbeitungsmodul über die gesamte Länge der Bearbeitungskante erstreckt.
Bearbeitungsroboter nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei die Bearbeitungskante ein sich zwischen den die Bearbeitungskante begrenzenden Ecken erstreckender gerader Bereich ist.
Bearbeitungsroboter nach einem der Anspruche 8 bis 11, wobei das Bearbeitungsmodul eine Abziehlamelle ist.
Bearbeitungsroboter nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Abziehlamelle einen Mechanismus nach einem vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17 aufweist.
Mechanismus zum Positionieren eines Reinigungsmoduls, aufweisend das Reinigungsmodul, das um einen Drehpunkt zwischen einer Reinigungsposition, in der eine Oberfläche durch das Reinigungsmodul reinigbar ist, und einer passiven Position, in die Oberfläche nicht durch das Reinigungsmodul reinigbar ist, drehbar gelagert ist, und einen Anschlag, gegen den das Reinigungsmodul oder eine das Reinigungsmodul haltende Halterung in der Reinigungsposition anstößt, wenn das Reinigungsmodul zum Reinigen in einer Reinigungsrichtung, in der das Reinigungsmodul wirksam ist, über die Oberfläche gezogen wird, wobei das Reinigungsmodul so gelagert ist, dass es sich in die passive Position dreht, wenn es entgegen der Reinigungsrichtung über die Oberfläche gezogen wird.
Mechanismus nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Mechanismus ein Mechanismus zum Positionieren einer Abziehlamelle ist, wobei das Reinigungsmodul eine Abziehlamelle ist, und wobei das Reinigen ein Abstreifen von Flüssigkeit ist.
Mechanismus nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Abziehlamelle in der Reinigungsposition wenn sie auf der Oberflache angeordnet ist einen spitzen Winkel mit der Oberfläche einschließt.
Mechanismus nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Mechanismus ein elastisches Element aufweist, durch das das Reinigungsmodul in Richtung der Reinigungsposition gezogen wird, so dass das Reinigungsmodul auch in der passiven Position mit der Oberfläche in Kontakt haltbar ist.