-
Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät, insbesondere einen Staubsaugerroboter, mit einem Gehäuse, einer Steuereinrichtung und zumindest zwei Reinigungsdüsen, die unabhängig voneinander um mindestens eine Schwenkachse zwischen einer Grundstellung und einer ausgefahrenen Stellung verschwenkbar sind.
-
Selbstfahrende Bodenreinigungsgeräte, insbesondere Staubsaugerroboter, dienen der automatisierten Reinigung von Flächen, ohne dass sie von einem Benutzer geschoben oder geführt werden müssen. Um Hindernisse zu umfahren, sind sie mit Sensoren wie Tast- oder Ultraschallsensoren oder auch optischen Sensoren ausgestattet.
-
Die Bauform der Staubsaugerroboter ist häufig rund oder kreisförmig, da dies Vorteile bei Drehbewegungen des Bodenreinigungsgerätes hat, allerdings ist die Reinigung von Eckbereichen hierdurch erschwert. Auch ist die Reinigung von Wandbereichen nicht optimal, da die im Gerät untergebrachten Saugdüsen aufgrund der runden Form des Gerätes häufig zu weit von einer Wand beabstandet sind.
-
Aus der
DE 10 2006 008 415 ist ein solches Bodenreinigungsgerät bekannt, das mit einem Stoßelement zur Erfassung von Hindernissen versehen ist. Das Stoßelement ist in einem vorderen Bereich des Bodenreinigungsgerätes angebracht und dort federnd gelagert. Dadurch kann es in unterschiedlichen Richtungen bewegt werden. Das Stoßelement ist mit Sensoren versehen, die bei einer Auslenkung des Stoßelementes reagieren und die Anwesenheit eines Hindernisses detektieren.
-
Allerdings ist das Stoßelement direkt mit dem Bodenreinigungsgerät verbunden, so dass eine vorausschauende Erfassung von Hindernissen nicht möglich ist. Erst wenn der Staubsaugerroboter schon gegen das Hindernis gefahren ist, wird dieses erfasst.
-
In der
DE 10 2007 060 750 A1 ist ein Bodenreinigungsgerät beschrieben, das mit einer schwenkbar gelagerten Bodenbearbeitungs-Bürste versehen ist. Die Bürste ist in einem Schwenkarm angeordnet, der aus dem kreisförmigen Umfang des runden Bodenreinigungsgerätes herausbewegt werden kann, so dass auch der Staub in Ecken erfasst werden kann. Der Schwenkarm ist dabei zwischen einer Position im Gerät und einer ausgefahrenen Position verschenkbar, wobei der Schwenkarm in der ausgefahrenen Stellung federkraftbeaufschlagt ist, so dass der Schwenkarm bei Kontakt mit einem Hindernis zurückgedrückt werden kann. Es ist ein Sensor vorgesehen, der ein derartiges Zurückdrücken erfasst, um den Schwenkarm dann bei einem entsprechenden Signal des Sensors aktiv in die Ruheposition einzuschwenken.
-
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, bei einem selbstfahrenden Reinigungsgerät der eingangs genannten Art, bei der die schwenkbaren Reinigungsdüsen eine gute Reinigung von Eck- und Kantenbereichen erlauben, die Erfassung von Hindernissen zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein selbstfahrendes Reinigungsgerät und ein Betriebsverfahren für ein solches Reinigungsgerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
-
Ein erfindungsgemäßes selbstfahrendes Reinigungsgerät zur automatisierten Reinigung von Flächen, insbesondere ein Staubsaugerroboter, der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Reinigungsdüsen mit Sensoren zur Erfassung eines Schwenkwinkels der Reinigungsdüsen bei einem Kontakt mit einem Hindernis versehen sind, wobei Signale von den Sensoren an die Steuereinrichtung weitergegeben und dort ausgewertet werden zur Steuerung der Bewegung des Reinigungsgerätes. Auf diese Weise können die Reinigungsdüsen als Tastsensoren verwendet werden und die dabei gewonnenen Informationen über die Umgebung können zur Steuerung der Bewegung des Reinigungsgeräts genutzt werden. Insbesondere in Eckbereichen sind die Informationen wichtig, um Bewegungsabläufe optimal an die verschwenkbaren Reinigungsdüsen und an die räumlichen Gegebenheiten anpassen zu können. Eine Reinigung gerade der Eckbereiche wird so verbessert.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das selbstfahrende Reinigungsgerät dazu eingerichtet, einen Kurvenverlauf des Schwenkwinkels bei einer Bewegung des selbstfahrenden Reinigungsgerätes, insbesondere bei einer Drehung um eine senkrechte Drehachse, von den Sensoren aufzunehmen. Bevorzugt wird der Kurvenverlauf einer Art des Hindernisses zugeordnet. Auf diese Weise tastet das Reinigungsgerät nach einem Kontakt mit einem Hindernis dessen Umrisse aktiv ab und gewinnt so weitere Informationen über seine Umgebung. Durch Auftragen des Schwenkwinkels gegen die Bewegung, z.B. einen Drehwinkel, wird ein Kurvenverlauf generiert, wobei dieser Kurvenverlauf charakteristisch für verschiedene Arten von Hindernissen ist. Die unterschiedlichen, charakteristischen Kurvenverläufe können somit zur Identifizierung von Hindernissen eingesetzt werden.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines selbstfahrenden Reinigungsgeräts zur automatisierten Reinigung von Flächen, ist für ein Reinigungsgerät mit zumindest zwei Reinigungsdüsen, die unabhängig voneinander um mindestens eine Schwenkachse zwischen einer Grundstellung und einer ausgefahrenen Stellung verschwenkbar sind, geeignet, wobei die Reinigungsdüsen mit Sensoren zur Erfassung eines Schwenkwinkels der Reinigungsdüsen bei einem Kontakt mit einem Hindernis versehen sind. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Es werden Signale von den Sensoren erfasst und ausgewertet. Dann erfolgt eine Steuerung einer Bewegung des Reinigungsgerätes abhängig von den ausgewerteten Signalen. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Reinigungsgerät genannten Vorteile.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
-
1 eine Schnittdarstellung eines selbstfahrenden Reinigungsgerätes;
-
2 eine Draufsicht auf ein selbstfahrendes Reinigungsgerät in einem Eckbereich;
-
3 eine Draufsicht auf ein selbstfahrendes Reinigungsgerät vor einem Hindernis;
-
4 eine Draufsicht auf ein selbstfahrendes Reinigungsgerät vor einem zweiten Hindernis;
-
5 eine Draufsicht auf ein selbstfahrendes Reinigungsgerät in verschiedenen Positionen;
-
6 eine Darstellung eines Schwenkwinkels der Düsen in Abhängigkeit von der Drehung des selbstfahrendes Reinigungsgerätes bei einem ersten Hindernis;
-
7 eine Darstellung eines Schwenkwinkels der Düsen in Abhängigkeit von der Drehung des selbstfahrendes Reinigungsgerätes bei einem zweiten Hindernis;
-
8 eine Darstellung eines Schwenkwinkels der Düsen in Abhängigkeit von der Drehung des selbstfahrendes Reinigungsgerätes bei einem dritten Hindernis;
-
9 eine Draufsicht auf zwei selbstfahrende Reinigungsgeräte;
-
10 eine perspektivische Darstellung eines selbstfahrendes Reinigungsgerätes bei zwei verschiedenen Stellungen der Reinigungsdüsen.
-
In 1 ist als ein Beispiel eines selbstfahrenden Reinigungsgerätes ein Saugroboter 1 dargestellt. Der Saugroboter 1 weist ein Antriebssystem auf, von dem in der Figur ein Antriebsrad 2 und ein Stützrad 3 gezeigt sind. In der 2 ist dargestellt, dass zwei Antriebsräder 2 vorgesehen sind, die voneinander beabstandet sind und unabhängig voneinander von hier nicht gezeigten Antriebsmotoren angetrieben werden. Das Stützrad 3 ist entweder verschwenkbar oder als eine sich in alle Raumrichtungen drehbare Kugel ausgebildet. Da die Antriebsräder 2 unabhängig voneinander ansteuerbar sind, können beliebige Positionen auf einer Bodenfläche von dem Saugroboter 1 angesteuert werden.
-
Der Saugroboter 1 kann eine rotierende Reinigungsbürste 4 in seinem Gehäuse 5 aufweisen für die flächige Reinigung eines Bodenbelages. Erfindungsgemäß weist der Saugroboter 1 zumindest zwei Reinigungsdüsen 6, 7 auf, die um eine Schwenkachse 8 verschwenkbar angeordnet sind. Des Weiteren ist der Saugroboter 1 mit einem Gebläsemotor 9 und einem Staubsammelbehälter 10, z.B. einem Staubfilterbeutel, ausgestattet. Die Reinigungsbürste 4 kann mit einer weiteren Reinigungsdüse zusammenwirken, beispielsweise indem die Reinigungsbürste 4 in dem Öffnungsbereich dieser weiteren Reinigungsdüse angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, in die Reinigungsdüsen 6, 7 rotierende Reinigungsbürsten zu integrieren.
-
Die Reinigungsdüsen 6, 7 sind bogenförmig ausgebildet und können zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung unabhängig voneinander verschwenkt werden. In der eingefahrenen Stellung oder Grundstellung liegen die Reinigungsdüsen 6, 7 innerhalb des Gehäuses 5. Dabei entspricht die Außenkontur 12 der Reinigungsdüsen 6, 7 der Formgebung der Außenfläche 11 des Staubroboters 1. Hierdurch ergibt sich ein ansprechendes Design für die Reinigungsdüsen 6, 7 und für den Staubroboter 1, da beim Einfahren der Reinigungsdüsen 6, 7 in das Gehäuse 5 des Staubroboters 1 eine durchgehende Oberfläche durch die bündig anliegenden Reinigungsdüsen 6, 7 geschaffen ist, wie dies in 10 veranschaulicht ist.
-
Darüber hinaus ist durch die bogenförmige Formgebung der Reinigungsdüsen 6, 7 die Gefahr des Verkratzens von Hindernissen wie insbesondere Möbelstücken minimiert. Um dies noch weiter zu unterstützen, kann vorgesehen sein, die Vorderflächen 12 der Reinigungsdüsen 6, 7 mit einer speziellen Beschichtung wie einem weichen Kunststoff oder einem Vliesmaterial zu versehen.
-
Wie aus der 2 ersichtlich ist, können die Reinigungsdüsen 6, 7 einen Eckbereich gut erfassen und diesen reinigen bzw. absaugen. Steht der Saugroboter 1 vor einer Wand 13, so sind beide Reinigungsdüsen 6, 7 ausgefahren.
-
Bewegt sich nun der Saugroboter 1 von der Wand 13 fort (3), so dass gegenüber einer senkrechten Achse A des Saugroboters 1 die Wand 13 oder ein sonstiges Hindernis schräg verläuft, so wird die linke Reinigungsdüse 6 beim Kontakt mit dem Hindernis so weit verschwenkt, bis sie ihre Grundstellung im Gehäuse 5 des Saugroboters 1 erreicht hat. Hierzu können die Reinigungsdüsen 6, 7 mit einem Federmechanismus versehen sein. Die rechte Reinigungsdüse 7 trifft hingegen noch nicht auf das Hindernis 13, so dass sie in ihrer ausgefahrenen Stellung verbleibt.
-
Wie in 4 gezeigt, wird die Reinigungsdüse 6 wieder ausgefahren, wenn sich der Saugroboter 1 von dem Hindernis wieder entfernt. Nun befindet sich die andere Reinigungsdüse 7 (3) in der eingefahrenen Grundposition und ist daher in 4 nicht zu sehen.
-
Erfindungsgemäß sind die Reinigungsdüsen 6, 7 mit hier nicht näher dargestellten Sensoren oder taktilen Näherungsschaltern ausgestattet. Vorzugsweise ist jede Reinigungsdüse 6, 7 mit einem Sensor versehen. Der Sensor kann einen Schwenkwinkel α z.B. gegenüber einer ganz eingeklappten oder ganz ausgefahrenen Stellung der Reinigungsdüsen 6, 7 erfassen und kann dieses Signal an eine hier nicht dargestellte Steuerungseinheit des Saugroboters 1 weitergeben.
-
In 5 ist die Situation dargestellt, dass sich der Saugroboter 1 einem kreisförmigen Hindernis 14 wie einem Stuhlbein nähert. Die Reinigungsdüse 7 trifft auf das Hindernis 14 und der Sensor sendet ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung des Saugroboters 1. Der Saugroboter 1 führt nun eine Links- oder Rechtsdrehung aus, um dem Hindernis auszuweichen. Während der seitlichen Drehungen des Saugroboters 1 wird jeweils eine der Reinigungsdüsen 6, 7 verschwenkt in Richtung der Grundstellung. Die Grundstellung kann erreicht werden, so dass die Reinigungsdüsen 6, 7 vollständig in das Gehäuse 5 des Saugroboters 1 einschwenken, oder sie tauchen nur teilweise in das Gehäuse 5 ein.
-
In 6 ist der Schwenkwinkel α der Reinigungsdüsen 6, 7 gegen die Drehung des Staubroboters 1 um eine senkrechte Achse dargestellt. Als Basiszustand mit einem Schwenkwinkel von 0° wird dabei der ausgefahrene Zustand der Reinigungsdüsen 6, 7 bezeichnet. Trifft nun wie in 5 dargestellt die Reinigungsdüse 7 auf das Hindernis 14, so verschwenkt sich die Reinigungsdüse 7 in Richtung ihrer eingefahrenen Stellung. Wenn sich nun der Saugroboter 1 um seine Achse nach links bewegt, so gleitet die Reinigungsdüse 7 an der Oberfläche des Hindernisses 14 entlang und verschwenkt sich dabei immer mehr in Richtung ihrer Grundstellung im Gehäuse 5. Diese Kurve des Schwenkwinkels α ist in der 6 mit 15 bezeichnet. Wenn die Reinigungsdüse 7 nicht mehr mit dem Hindernis in Kontakt steht, dann schwenkt diese wieder aus in Richtung ihres ausgefahrenen Zustandes, was sich in der Kurve 15 als abrupter Abfall des Kurvenverlaufs in Richtung des Basiszustandes mit einem Schwenkwinkel von 0° widerspiegelt.
-
Bei einer Drehung des Saugroboters 1 nach rechts, kommt nun die Reinigungsdüse 6 in Kontakt mit dem Hindernis 14 und wird in gleicher Weise wie die Reinigungsdüse 7 verschwenkt. Dies spiegelt sich in der Kurve 16 in der 6 wieder.
-
Es ergibt sich somit ein charakteristischer Kurvenverlauf beim Auftragen des Schwenkwinkels α gegen die Drehung des Saugroboters 1. Der Verlauf der Kurven 15, 16 hängt dabei von der Außendimensionierung des Hindernisses 14 ab.
-
Wie in den 7 und 8 dargestellt, ändert sich der Kurvenverlauf bei einer anderen Kontur eines Hindernisses. So ist in der 7 ein mit 17 bezeichneter Kurvenverlauf dargestellt, der sich für den Schwenkwinkel α von Reinigungsdüse 7 ergibt, wenn der Saugroboter 1 frontal auf eine Wand 13 trifft. Ein mit 17a bezeichneter Kurvenverlauf ergibt sich in dieser Situation für den Schwenkwinkel α von Reinigungsdüse 6.
-
Besteht das Hindernis wie in 8 gezeigt z.B. aus zwei Stuhlbeinen, so ergibt sich der mit 18 bezeichnete Kurvenverlauf für den Schwenkwinkel α von Reinigungsdüse 7. Der mit 18a bezeichnete Kurvenverlauf ergibt sich für den Schwenkwinkel α von Reinigungsdüse 6.
-
Die Form eines Hindernisses spiegelt sich somit in charakteristischer Weise in dem jeweiligen Kurvenverlauf der Kurven 15, 16, 17, 18 wieder, der sich durch die spezifische Art der Verschwenkung der beiden Reinigungsdüsen 6, 7 bei einer Drehung des Saugroboters 1 ergibt. Damit kann wiederum der Kurvenlauf einem Hindernis zugeordnet werden. Der einem Hindernis zugeordnete Kurvenverlauf kann in einer Datenbank, die in einer Steuereinrichtung des Saugroboters 1 gespeichert ist, abgelegt werden. Wenn nun der Saugroboter 1 bei einem erneuten Einsatz wieder auf das Hindernis trifft, erkennt er aufgrund des Kurvenverlaufes um welche Art von Hindernis es sich handelt, und er kann dann entsprechend seinen Bewegungsablauf einstellen.
-
Damit ist eine intelligente Erfassung eines Hindernisses geschaffen und die Möglichkeit, einen daraus abgeleiteten Bewegungsablauf des Saugroboters 1 zu entwickeln, um eine wirksame Reinigung der Fläche in der Umgebung des Hindernisses zu ermöglichen.
-
Wie in der 9 gezeigt, könnte die Gefahr bestehen, dass sehr kleine Hindernisse 19 in einen Klemmbereich 20 zwischen einer Innenfläche 21 der Reinigungsdüsen 6, 7 und der Außenkontur 11 gelangen und dort verhaken. Um dies zu vermeiden, kann in diesem Bereich ein Schutzteil 22 angebracht sein. Bei dem Schutzteil 22 kann es sich z.B. um ein Netz handeln, dass zwischen der Außenfläche 11 und den Reinigungsdüsen 6, 7 gespannt ist und beim Verschwenken der Reinigungsdüsen 6, 7 gleichfalls einklappt. Damit ist der Reinigungsmechanismus nicht behindert, aber dieser Bereich ist wirksam vor Beschädigungen durch die kleinen Hindernisse 19 oder andere Fremdkörper geschützt.
-
Insgesamt ist somit durch die Erfindung eine Reinigung auch in Eckbereichen durch die verschwenkbaren Reinigungsdüsen 6, 7 verbessert, da die Bewegungsabläufe in den Eckbereichen durch die mit Sensoren ausgestatteten Reinigungsdüsen 6, 7 optimal an die räumlichen Gegebenheiten angepasst werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Saugroboter
- 2
- Antriebsrad
- 3
- Stützrad
- 4
- Elektrobürste
- 5
- Gehäuse
- 6
- Reinigungsdüse
- 7
- Reinigungsdüse
- 8
- Schwenkachse
- α
- Schwenkwinkel
- 9
- Gebläsemotor
- 10
- Staubsammelbehälter
- 11
- Außenfläche des Saugroboters
- 12
- Außenkontur der Reinigungsdüsen
- 13
- Wand
- 14
- Hindernis
- 15–18
- Kurve
- 19
- Kleines Hindernis
- 20
- Klemmbereich der Reinigungsdüsen
- 21
- Innenfläche der Reinigungsdüsen
- 22
- Schutzteil
-
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 102006008415 [0004]
- DE 102007060750 A1 [0006]
