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Die Erfindung betrifft ein selbsttätig verfahrbares Gerät, insbesondere Bodenreinigungsgerät, mit einer bei üblichem Betrieb oberseitigen Anordnung zur Umgebungserfassung mittels bspw. Lichtsignalen, die bevorzugt von einem über 360° drehenden Lichtsender abgegeben und von einem auch an dem Gerät angeordneten Empfänger empfangen werden, wobei die Lichtsignale in einer bezogen auf die Höhe des Gerätes bestimmten Ebene oder in einem vorgegebenen Höhenbereich abgegeben und empfangen werden, wobei oberhalb der Ebene bzw. des Höhenbereichs ein berührungssensitiver Sensor angeordnet ist.
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Selbsttätig verfahrbare Geräte der in Rede stehenden Art sind bekannt. Diese dienen insbesondere im Haushaltsbereich zur Bodenbearbeitung, insbesondere zum Absaugen und/ oder Kehren von Bodenbelägen. Darüber hinaus sind diesbezüglich auch selbsttätig verfahrbare Transportgeräte bekannt. Derartige Geräte verfügen insbesondere zur Orientierung im Raum, darüber hinaus auch zur Objekterfassung im Verfahrweg des Gerätes über eine Umgebungserfassung beziehungsweise über eine Hinderniserkennung. Dabei werden Lichtsignale ausgesandt. Die reflektierten Lichtsignale werden empfangen und bevorzugt im Gerät verarbeitet. In Abhängigkeit von dem empfangenen Lichtsignal wird ein Steuersignal generiert, beispielsweise zum Stoppen des Verfahrens des Gerätes oder zur Einleitung eines Ausweichmanövers oder dergleichen. Bekannt ist eine solche Ausgestaltung beispielsweise aus der
DE 102009023066 A1 . Aus dieser Patentanmeldung ist weiter eine Anordnung bekannt, bei welcher die Mittel zur Umgebungserfassung bevorzugt in einer Ebene oberhalb einer Gerätedecke angeordnet sind, um so eine Rundum-Erfassung zu ermöglichen.
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Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Gerät der in Rede stehenden Art insbesondere funktionssicherer auszugestalten.
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Eine mögliche Lösung der Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken bei einem Gerät gegeben, bei welchem darauf abgestellt ist, dass der Sensor auf einem, mittels eines oder mehreren Füßen den Bereich oder die Ebene durchsetzenden Trägerteil angeordnet ist.
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Ein solcher berührungssensitiver Sensor erfasst insbesondere bei einem Verfahren des Gerätes beispielsweise Krafteinwirkungen zufolge Anstoßen gegen ein Hindernis. Hierbei handelt es sich zumeist um Hindernisse, die durch die, die Umgebung abtastende Hinderniserkennung nicht erfasst werden, so weiter beispielsweise abhängende Hindernisse, wie beispielsweise Heizkörper, gegen welche die Mittel zur Umgebungserfassung beispielsweise bei einem Unterfahren des Hindernisses treten können. Ein solcher Stoß gegen die Mittel zur Umgebungserfassung, gegebenenfalls auch gegen ein die Mittel zur Umgebungserfassung umgebendes Gehäuse können zu einer Funktionsstörung und/oder zu einer Beschädigung der Umgebungserfassung führen. Durch die Anordnung des berührungssensitiven Sensors wird diesem Nachteil entgegengewirkt. Der Sensor ist bevorzugt so angeordnet, dass dieser zumindest in üblicher Verfahrrichtung des Gerätes vor den Mitteln zur Umgebungserfassung gegen ein etwaiges Hindernis tritt. Das hierbei generierte Sensorsignal führt unter Nutzung einer geräteseitigen Steuerelektronik bevorzugt zu einem Stoppen und/oder zu einem Ausweichmanöver des Gerätes.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor auf einem, mittels eines oder mehreren Füßen den Bereich oder die Ebene durchsetzenden Trägerteil angeordnet ist. Das Trägerteil ist bevorzugt höhenmäßig oberhalb der Lichtsender- und/oder Lichtempfänger-Ebene angeordnet. Bevorzugt ist weiter das Trägerteil mit dem Gerät, insbesondere mit einer Haube des Gerätes fest verbunden und stützt sich bevorzugt über mehrere Füße, beispielsweise drei bis sieben Füße, insbesondere fünf Füße auf der Oberfläche der Haube ab. Es ergibt sich somit ein zwischen Oberfläche der Haube und dem Trägerteil lediglich durch die Füße unterbrochener, umlaufender Freibereich zum Durchtritt der Lichtstrahlen.
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Der Sensor besteht bevorzugt aus einem zu dem Trägerteil beweglich angeordneten Sensorteil, welches auf einen feststehenden Schalter einwirkt. Der Schalter ist hierbei bevorzugt auf dem Trägerteil angeordnet. Das Sensorteil ist hierbei weiter bevorzugt zumindest partiell über das Trägerteil vorstehend angeordnet, dies insbesondere mit Bezug auf eine übliche Verfahrrichtung des Gerätes. Bezüglich des Schalters handelt es sich weiter bevorzugt um einen Mikroschalter. Auch beispielsweise kapazitive oder induktive Näherungsschalter sind möglich.
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Bevorzug ist das Sensorteil kreisringförmig gebildet, weiter bevorzugt kreisringabschnittförmig. So umfasst das Sensorteil in weiter bevorzugter Ausgestaltung einen Winkel von 90 bis 270°, weiter bevorzugt etwa 180°. Hierbei ist in bevorzugter Ausgestaltung das Sensorteil in üblicher Verfahrrichtung des Gerätes nach vorne gerichtet, so dass Stöße von vorne und bevorzugt auch von vorne seitlich erfasst werden.
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Das Sensorteil ist in bevorzugter Ausgestaltung mittels einer oder mehrerer Federn an dem Trägerteil abgestützt. Die Federkraft ist hierbei so eingestellt, dass eine von außen einwirkende Kraft, welche zu einem Festfahren des Gerätes und/ oder zu einer Beschädigung führen könnte, eine Verlagerung des Sensorteils entgegen der Federkraft zur Einwirkung auf den Schalter bewirkt. Die Federn wirken weiter bevorzugt in Richtung auf eine Anschlagbegrenzung des Sensorteils, welche Anschlagbegrenzung die unbelastete Grundstellung des Sensorteils definiert.
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Das Trägerteil ist bevorzugt mittels eines, die innere Kreisringfläche des Sensorteils abdeckenden Deckelteils zumindest teilweise überdeckt. Insbesondere sind hierdurch die mechanischen und/oder elektrischen Mittel des berührungssensitiven Sensors in einer geschützten Lage.
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Um den Schalthub, wie weiter bevorzugt, zu verlängern, wirkt das Sensorteil in einer Ausgestaltung auf den Schalter mittels einer Feder ein.
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Weiter bevorzugt sind zwei Schalter vorgesehen, auf die das Sensorteil einwirkt, so insbesondere jeweils ein Schalter zugeordnet einem Endbereich des kreisringabschnittförmigen Sensorteils.
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Weiter bevorzugt ist das Sensorteil auch in Verlagerungsrichtung bei Krafteinwirkung anschlagbegrenzt, so weiter bevorzugt zufolge Anstoßen eines oder mehrerer Bereiche des Sensorteils gegen Bereiche des feststehenden Trägerteils.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die aber lediglich ein Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiele) darstellt. Ein Teil, das nur bezogen auf eines der Ausführungsbeispiele erläutert ist und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aufgrund der dort herausgestellten Besonderheit nicht (gerade) durch ein anderes Teil ersetzt ist, ist damit auch für dieses weitere Ausführungsbeispiel als jedenfalls mögliches vorhandenes Teil beschrieben. Auf der Zeichnung zeigt:
- 1 in perspektivischer Darstellung ein selbsttätig verfahrbares Gerät mit einer Rundum-Hinderniserkennung;
- 2 den Schnitt gemäß der Schnittebene II in 1;
- 3 einen Horizontalschnitt oberhalb der Schnittebene gemäß 2 durch den Bereich eines berührungssensitiven Sensors, eine erste Ausführungsform betreffend;
- 4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 3;
- 5 den Sensor in perspektivischer Explosionsdarstellung, eine zweite Ausführungsform betreffend;
- 6 die Seitenansicht gegen den Sensor;
- 7 den Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 6, die unbelastete Stellung des Sensors betreffend;
- 8 eine der 7 entsprechende Darstellung, betreffend die Belastungsstellung.
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Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein selbsttätig verfahrbares Bodenreinigungsgerät 1.
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Bei dem Bodenreinigungsgerät 1 handelt es sich beispielsweise um ein solches, wie in der
DE 102009023066 A1 beschrieben. Das Bodenreinigungsgerät 1 weist ein Chassis auf und eine das Chassis überdeckende Haube 2. Bevorzugt durchsetzt den Chassisboden eine quer zur üblichen Verfahrrichtung r ausgerichtete, um eine Horizontalachse drehbare Bürste. Diese dient zur Bürstbearbeitung des zu reinigenden Bodens. Der durch die Bürste gelöste Schmutz wird bevorzugt einem Saugkanal zugeführt, wobei die Bürste weiter bevorzugt hierbei in einem sich nach unten zum abzureinigenden Boden sich öffnenden Saugmund einliegt.
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Die im Saugbetrieb in dem Saugkanal herrschende Saugluftströmung wird aufgebaut mittels eines in dem Gerät 1 integrierten Sauggebläses. Gespeist wird dieses über einen in dem Gerät 1 aufgenommenen Akkumulator, der darüber hinaus auch zur Speisung von Elektromotoren zum Antrieb von Verfahrrädern 3 dient. Weiter dient der Akkumulator der Versorgung einer nicht dargestellten Elektronik in dem Reinigungsgerät 1, insbesondere zur Steuerung und Orientierung desselben.
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Die gelösten Schmutz- und Staubpartikel werden während der Reinigungsfahrt über den Saugluftstrom, den Saugkanal durchsetzend, einem Staubbehälter 4 zugeführt.
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Das Gerät 1 ist mit einer elektronischen Hinderniserkennung 5 versehen. Diese ist insbesondere als Rundum-Erkennung ausgebildet, bevorzugt zufolge einer, einen Lichtsender und einen Lichtempfänger aufweisenden Einheit, die um eine in Betriebsstellung des Bodenreinigungsgerätes 1 vertikale Achse x um 360° drehbar ist.
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Die Hinderniserkennung 5 ist oberhalb einer bevorzugt zumindest annähernd planen, weiter bevorzugt im Betriebszustand des Gerätes 1 horizontalen Haubendecke 6 vorgesehen. Entsprechend werden die Lichtsignale in einer Ebene oberhalb der Haubendecke 6 abgegeben, weiter bevorzugt auch empfangen.
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Die Hinderniserkennung 5 ist überspannt von einem Trägerteil 7. Hierbei handelt es sich bevorzugt um ein plattenförmiges Kreisringteil, welches sich bevorzugt in einer quer zur Drehachse x der Hinderniserkennung 5 ausgerichteten Ebene oberhalb der Hinderniserkennung 5 erstreckt.
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Das Trägerteil 7 ist über, über den Umfang verteilt angeordnete Füße 8 auf der Haube 2 abgestützt, weiter über die Füße 8 an der Haube 2 befestigt.
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Zufolge der bevorzugten Durchmesservergrößerung des Trägerteils 7 gegenüber dem Element zur Hinderniserkennung 5 erstrecken sich die bevorzugt fünf Füße 8 in einem Bereich radial außerhalb der Hinderniserkennung 5, hierbei bevorzugt die Abtastebene, d.h. die Ebene, in welcher die Lichtsignale abgegeben und bevorzugt empfangen werden, durchsetzend.
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Oberseitig des Trägerteiles 7 ist weiter ein Sensorteil 9 angeordnet. Dieses ist mit Bezug auf den Grundriss gemäß 3 im Wesentlichen kreishalbringförmig gebildet, weiter bevorzugt sowohl mit einem Innen- als auch Außendurchmesser, der dem Innen- beziehungsweise Außendurchmesser des Trägerteils 7 entspricht. Weiter bevorzugt liegt das Sensorteil 9 in einer bevorzugt der Dicke des Sensorteils 9 entsprechenden Vertiefung 10 des Trägerteiles 7 ein, so dass weiter bevorzugt die Oberfläche des Sensorteils 19 mit der des Trägerteils 7 fluchtet.
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Das Sensorteil 9 erstreckt sich bevorzugt über einen Winkel von etwa 180°, ist hierbei weiter bevorzugt in dem in üblicher Verfahrrichtung r betrachteten vorderen Bereich des Trägerteils 7 angeordnet.
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Das Sensorteil 9 ist gegenüber dem Trägerteil 7 relativ bewegbar, dies insbesondere in beziehungsweise entgegen der üblichen Verfahrrichtung r. Hierzu sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt Schlitzführungen vorgesehen, wobei an dem Trägerteil 7 ausgeformte Zapfen 11 in entsprechend positionierte Langlöcher 12 des Sensorteiles 9 eingreifen.
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Etwa stirnseitig, d.h. weiter bevorzugt etwa mittig der Umfangserstreckung des Sensorteils 9 wirkt eine Druckfeder 13 auf das Sensorteil 9 ein. Die Druckfeder 13 liegt hierbei in einer Absenkung 14 des Trägerteiles 7 ein, stützt sich hierbei einerends an einer Flanke der Absenkung 14 ab. Anderenends wirkt die Druckfeder 13 gegen eine Flanke des Sensorteiles 9 im Bereich einer entsprechend positionierten Durchbrechung 15.
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Die Druckfeder 13 wirkt derart auf das Sensorteil 9 ein, dass dieses in Verfahrrichtung r belastet ist, d.h. weiter in eine Richtung, in welcher die freien Stirnenden 16 des Sensorteiles 9 beabstandet sind zu den korrespondierenden Stirnwänden 17 der trägerteilseitigen Vertiefung 10. Hieraus ergibt sich weiter bevorzugt eine in üblicher Verfahrrichtung r betrachtete Vorstandslage des Sensorteils 9 gegenüber dem zugeordneten Teilabschnitt des Trägerteiles 7. Hier ist bevorzugt ein Vorstandsmaß a von 1 bis 5 mm, bevorzugt 2 bis 3 mm vorgesehen.
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In dieser Vorstandslage ist das Sensorteil 9 federbelastet anschlagbegrenzt, wobei die Anschlagbegrenzung zufolge Zusammenwirkung von Zapfen 11 und Langloch 12 gegeben ist.
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Weiter ist im Bereich der trägerteilseitigen Stirnwand 17 jeweils ein Schalter 18, insbesondere Mikroschalter angeordnet. Auf diesen wirkt jeweils eine Feder 19, welche anderenends im Bereich des sensorteilseitigen Stirnendes 16 befestigt ist.
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Das Trägerteil 7 ist weiter bevorzugt von einem Deckelteil 20 überdeckt. Dieses überdeckt zudem auch den in vertikaler Überdeckung zu dem Trägerteil 7 sich befindlichen Abschnitt des Sensorteiles 9.
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Das Sensorteil 9 bildet insbesondere zusammen mit den Schaltern 18 einen berührungssensitiven Sensor 21.
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Insbesondere durch die Vorstandslage des Sensorteiles 9 ist dieser Sensor 21 geeignet dazu, im Verfahrweg des Bodenreinigungsgerätes 1 auf Höhe der Hinderniserkennung 5 befindliche Hindernisse zu detektieren. Ein solches Hindernis, beispielsweise herabhängendes Hindernis, unter welches das Gerät 1 im Bereich der Haube 2 außerhalb der Hinderniserkennung 5 hindurchfahren kann, wirkt bei einer Kollision in Richtung des Pfeiles P auf das Sensorteil 9 ein, welches entsprechend relativ zu dem Trägerteil 7 verlagert wird. Der Verlagerungsweg ist auch hier anschlagbegrenzt, insbesondere durch Zusammenwirkung der Zapfen 11 mit dem Langloch 12.
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Infolge der Verlagerung des Sensorteiles 9 wirkt dieses unmittelbar oder, wie dargestellt, über die Federn 19 auf zumindest einen Schalter 18 ein. Das hierbei erzeugte Signal wird unter Nutzung der geräteseitigen Steuerelektronik genutzt, um eine entsprechende Verfahrstrategie des Gerätes 1 auszulösen, beispielsweise das Stoppen des Gerätes 1 und/oder ein Rückwärts- und Ausweichfahren.
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In alternativer Ausgestaltung ist der Messbereich, d.h. der von dem Sensorteil 9 erfasste Bereich auf 360° erweitert, dies weiter bevorzugt unter Anordnung eines mehrteiligen Sensorteiles 9. Die Anzahl und Position der Schalter ist hierbei in Abstimmung mit der Steuerungssoftware des Gerätes 1 gewählt, um unterschiedliche Verhaltensmuster auszulösen.
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Auch kann das Sensorteil 9 unmittelbar auf einen oder beide Schalter 18 einwirken. Die Anordnung der Federn 19 führt zu einer Verlängerung des Schalthubes und zur Kompensation von Bauteil-Toleranzen.
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Die 5 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform des Sensors 21. Hier sind sowohl das Trägerteil 7 als auch das Sensorteil 9 im Grundriss kreisringförmig gestaltet, wobei sich das Trägerteil 7 weiter über Füße 8 auf der Haube 2 abstützt.
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Auf der im üblichen Betrieb des Gerätes 1 nach vertikal oben weisenden, hierbei bevorzugt horizontal ausgerichteten Trägerteilfläche sind beidseitig einer in üblicher Verfahrrichtung r des Gerätes 1 ausgerichteten Spiegelachse Schalter 18 in entsprechend ausgeformten Einsenkungen 22 angeordnet. Weiter bevorzugt sind die Schalter 18 in einem mit Bezug auf die übliche Verfahrrichtung r hinteren Bereich des Trägerteiles 7 angeordnet.
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Weiter in diesem hinteren Teil des Trägerteiles 7, insbesondere zwischen den, die Schalter 18 aufnehmenden Einsenkungen 22, ist eine mit Bezug auf einen Grundriss bevorzugt radial ausgerichtete, schlitzförmige Einsenkung 23 ausgeformt, in welcher eine Druckfeder 13 einliegt.
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Das ringförmige Sensorteil 9 durchsetzt die nach vertikal oben weisende Deckenebene des Trägerteiles 7 mit zwei Beaufschlagungsstegen 24 und einem in Umfangsrichtung zwischen den Beaufschlagungsstegen 24 angeordneten Führungssteg 25. Letzterer greift in die schlitzförmige Einsenkung 23 des Trägerteiles 7 unter Abstützung an der Druckfeder 13 in radialer Richtung.
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Die Beaufschlagungsstege 24 greifen in die beiden Einsenkungen 22 ein, wobei auch hier, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, zwischen dem jeweiligen Schalter 18 und einem zugeordneten Beaufschlagungssteg 24 eine Feder 19, bevorzugt eine Zylinder-Druckfeder vorgesehen ist.
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Bei einer Kollision in Richtung des Pfeiles P wird das Sensorteil 9 relativ zu dem Trägerteil 7 bevorzugt entgegen der üblichen Verfahrrichtung r verlagert. Infolge dieser Verlagerung wirkt das Sensorteil 9 insbesondere über die Beaufschlagungsstege 24, bevorzugt unter Zwischenschaltung der Federn 19, zumindest auf einen der Schalter 18 ein. Auch hier wird das erzeugte Signal unter Nutzung der geräteseitigen Steuerelektronik genutzt, um eine entsprechende Verfahrstrategie des Gerätes 1 auszulösen.
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Die Rückstellung des zufolge Kollision belasteten Sensorteils 9 in die in 7 dargestellte Grundstellung ist erreicht durch entsprechende Entspannung der Federn 19, darüber hinaus zufolge entsprechender Rückstellung der Druckfeder 13.
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Weiter alternativ sind neben elektronischen Schaltern, beispielsweise Mikroschaltern, auch induktive oder kapazitive Wegegeber, Gabel- oder Reflexlichtschranken oder auch elektrisch leitfähige Schäume als Schalter möglich.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Bodenreinigungsgerät
- 2
- Haube
- 3
- Verfahrrad
- 4
- Staubbehälter
- 5
- Hinderniserkennung
- 6
- Haubendecke
- 7
- Trägerteil
- 8
- Fuß
- 9
- Sensorteil
- 10
- Vertiefung
- 11
- Zapfen
- 12
- Langloch
- 13
- Druckfeder
- 14
- Absenkung
- 15
- Durchbrechung
- 16
- Stirnende
- 17
- Stirnwand
- 18
- Schalter
- 19
- Feder
- 20
- Deckelteil
- 21
- Sensor
- 22
- Einsenkung
- 23
- Einsenkung
- 24
- Beaufschlagungssteg
- 25
- Führungssteg
- a
- Vorstandsmaß
- r
- Verfahrrichtung
- x
- Drehachse
- P
- Pfeil
