DE102016120362A1 - Reinigungssystem zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt im Überbodenbereich - Google Patents

Reinigungssystem zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt im Überbodenbereich Download PDF

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Martin Helmich
Georg Hackert
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem (10) zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt (1) im Überbodenbereich, mit zumindest:
einer Entstaubungseinheit (100), welche als unbemanntes Luftfahrzeug ausgeführt ist und eine Antriebsvorrichtung (120) zur Erzeugung eines Auftriebs aufweist,
einer Reinigungseinheit (200), welche von der Entstaubungseinheit (100) separat ausgeführt ist, wobei die Entstaubungseinheit (100) wenigstens eine Entstaubungsvorrichtung (110) umfasst, um Partikel von dem Objekt (1) zu lösen, und die Reinigungseinheit (200) wenigstens ein Reinigungselement (210) umfasst, um die gelösten Partikel aufzunehmen und/oder zu speichern, sodass die Reinigung des Objekts (1) durch die Entstaubungseinheit (100) und die Reinigungseinheit (200) kooperativ erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungssystem zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt im Überbodenbereich. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur zumindest teilweise automatischen Reinigung.
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Staub im Überbodenbereich, bspw. auf Regalen oder dergleichen, manuell durch Staubwedel, feuchte Lappen, Staubsaugen oder dergleichen manuell entfernt wird. Ein Nachteil hierbei ist der hohe Aufwand zur Reinigung von Objekten, wobei viele Oberflächen zur Reinigung nur schwer oder gar nicht zugänglich sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch viele Reinigungsmethoden der Staub, insbesondere Hausstaub, aufgewirbelt wird und in der Raumluft verbleibt. Eine automatisierte Reinigung ist bei derartigen Techniken kaum möglich.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine zumindest vereinfachte, zuverlässigere, komfortablere und/oder wenigstens teilautomatisierte Reinigung von Objekten, insbesondere Möbeln und/oder Regalen und/oder Oberflächen im Innenraum, zu ermöglichen. Hierdurch sollen insbesondere Staubablagerungen und/oder Schmutz in einer Wohnung zuverlässig reduziert werden können.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Reinigungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Reinigungssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Reinigungssystem zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt, insbesondere einer Fläche und/oder einem Möbelstück und/oder einer Oberfläche, z. B. eines Möbelstücks, im Überbodenbereich, insbesondere in wenigstens einem Innenraum und/oder in einer Wohnung.
  • Das Reinigungssystem umfasst dabei die folgenden Einheiten:
    1. 1. Zumindest eine Entstaubungseinheit, welche vorzugsweise als ein unbemanntes Luftfahrzeug, insbesondere als eine Drohne, ausgeführt ist, und bevorzugt eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung eines Auftriebs und/oder Vortriebs aufweist,
    2. 2. zumindest eine, insbesondere flugunfähige, Reinigungseinheit, welche von der Entstaubungseinheit bevorzugt separat ausgeführt ist.
  • Bevorzugt ist die Entstaubungseinheit mobil und/oder flugfähig ausgeführt, insbesondere als ein Flugroboter und/oder als eine Drohne. Besonders bevorzugt ist die Reinigungseinheit stationär und/oder unbeweglich und/oder lediglich am Boden beweglich ausgestaltet. Der Überbodenbereich ist dabei vorzugsweise der Bereich eines Raumes, welcher sich oberhalb des Bodens und/oder beabstandet vom Boden des Raumes erstreckt, vorzugsweise bis zu mindestens 1 m oder bis zumindest 2 m oberhalb des Bodens. Damit unterscheidet sich die Entstaubungseinheit von einem reinen Staubsaugerroboter, welcher lediglich auf Bodenniveau reinigt.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Entstaubungseinheit wenigstens eine Entstaubungsvorrichtung umfasst, um Partikel, vorzugsweise Staub- oder Schmutzpartikel, bevorzugt Hausstaub, von dem mindestens einem Objekt zu lösen, und bevorzugt in die Luft (Raumluft) zu befördern. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Reinigungseinheit mindestens ein Reinigungselement umfasst, um die gelösten Partikel, insbesondere aus der Luft bzw. Raumluft, aufzunehmen und/oder zu speichern. Bevorzugt erfolgt das Aufnehmen und/oder Speichern und/oder Lösen derart, dass die Reinigung des Objekts durch die Entstaubungseinheit und die Reinigungseinheit kooperativ erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders zuverlässige und komfortable Reinigung des mindestens einen Objekts erfolgt, wobei Staubablagerungen und/oder aufgewirbelter Staub reduziert werden kann.
  • Mit anderen Worten ist es insbesondere vorgesehen, dass die Teilfunktionen zum Reinigen des mindestens einen Objekts, nämlich die Teilfunktionen „Staub aufwirbeln“ sowie „Staub speichern“, entkoppelt werden. Vorzugsweise wird dabei das Staubaufwirbeln von der Entstaubungseinheit und das Staubspeichern von der Reinigungseinheit durchgeführt. Insbesondere wird dabei unter dem „Speichern“ von Partikeln, insbesondere Staub und Schmutz, verstanden, dass die Partikel in der Reinigungseinheit gesammelt werden und somit von der Umgebung der Reinigungseinheit (z. B. der Raumluft) getrennt werden. Insbesondere ist es auch denkbar, dass durch die Reinigungseinheit die Raumluft aufgenommen, von den Partikeln (von dem Staub und Schmutz) gereinigt, und wieder freigegeben wird. Somit kann insbesondere durch die Entstaubungseinheit ein gezieltes Aufwirbeln der Partikel von dem Objekt erfolgen, da die Partikel aus der Luft durch das Reinigungsgerät wieder aufgenommen und gespeichert werden können. Dieses ermöglicht eine effiziente Reinigung des mindestens einen Objekts.
  • Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Reinigungssystem als ein Haushaltssystem (z. B. ausschließlich für den Haushaltsgebrauch) und/oder als ein Industriereinigungssystem zum automatisierten Entstauben des Objektes, insbesondere Möbel oder dergleichen, im Innenraum und/oder im Haushalt ausgeführt ist. Insbesondere kann es möglich sein, dass die Reinigungseinheit dazu ausgeführt ist, die Partikel, insbesondere Staubpartikel und/oder Hausstaubpartikel und/oder lose Staubablagerungen, in die Innenraumluft eines Raums zu befördern.
  • Vorteilhafterweise kann es möglich sein, dass ein oder mindestens zwei oder mindestens drei oder mehrere, vorzugsweise mobile Entstaubungseinheiten vorgesehen sind, welche die Partikel, insbesondere Staubpartikel, als lose Staubablagerungen von den Objekten lösen und/oder befördern, vorzugsweise in die Raumluft befördern. Anschließend kann insbesondere die Aufnahme und/oder Speicherung der Partikel durchgeführt werden, indem die Reinigungseinheit die Raumlauft ansaugt und/oder u. a. die Partikel aus der Raumluft herausfiltert. Im Gegensatz zur Reinigungseinheit ist dabei die Entstaubungseinheit als ein Luftfahrzeug, vorzugsweise Drohne, ausgeführt. Dabei ist die Entstaubungseinheit bevorzugt physisch getrennt von der Reinigungseinheit ausgebildet, wobei bspw. lediglich eine Funkverbindung zwischen der Entstaubungseinheit und der Reinigungseinheit besteht.
  • Optional kann es vorgesehen sein, dass eine Antriebsvorrichtung der Entstaubungseinheit wenigstens ein Antriebselement, vorzugsweise einen (z. B. senkrecht nach unten wirkenden Propeller und/oder) Rotor, aufweist, um insbesondere einen Auftrieb und insbesondere einen Vortrieb bei der Entstaubungseinheit zu erzeugen, sodass ein Flug und/oder wenigstens eine Flugbewegung der Entstaubungseinheit bewirkt werden kann. Somit wird der Vorteil erzielt, dass auch schwer zugängliche Stellen des Objekts durch die Entstaubungseinheit gereinigt werden können.
  • Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Entstaubungseinheit ein aufklappbares Fahrgestell aufweist, um so in einen Bodenroboter transformiert zu werden. Somit kann bspw. eine Reinigung von Böden oder Fußleisten zusätzlich durch die Entstaubungseinheit möglich sein.
  • Es ist insbesondere denkbar, dass die Entstaubungsvorrichtung wenigstens ein Antriebselement, insbesondere einen Propeller und/oder einen Rotor einer Antriebsvorrichtung der Entstaubungseinheit, umfasst, sodass die Entstaubungsvorrichtung sowohl eine Entstaubungsfunktion als auch eine Antriebsfunktion für die Entstaubungseinheit aufweist. Mit anderen Worten kann bspw. ein Propeller und/oder Rotor und/oder Düse der Antriebsvorrichtung sowohl zum Reinigen (z. B. Luft und/oder Staub aufwirbeln) als auch zum Antreiben der Entstaubungseinheit (d. h. insbesondere zum Fliegen) genutzt werden. Bspw. führt die Entstaubungseinheit hierzu zum Lösen von den Partikeln von dem Objekt eine Ausrichtung des Rotors und/oder Propellers in eine Richtung durch, in welcher ein Luftstoß erzeugt werden soll. Hierzu kann bspw. eine Neigungsvorrichtung der Entstaubungseinheit genutzt werden.
  • Optional kann es vorgesehen sein, dass die Entstaubungsvorrichtung ein Lüfterelement, insbesondere ein Luftstromerzeugungselement, bspw. einen Ventilator oder eine Düse, aufweist, welches bspw. von einem Antriebselement einer Antriebsvorrichtung separat ausgeführt ist. Insbesondere kann das Lüfterelement dabei als ein Ventilator oder Gebläse ausgebildet sein, um z. B. Luft auf eine zu reinigende Stelle des Objekts zu blasen, sodass die Partikel von dem Objekt gelöst werden. Insbesondere hat somit das Lüfterelement und/oder die Entstaubungsvorrichtung keinerlei Antriebsfunktion, sodass ein durch die Entstaubungsvorrichtung und/oder das Lüfterelement erzeugter Luftstoß durch die Antriebsvorrichtung ausgeglichen werden muss, um keine unerwünschte Flugbewegung zu erhalten. Bspw. umfasst die Entstaubungsvorrichtung eine Neigungsvorrichtung, um das Lüfterelement auf die zu reinigende Stelle auszurichten. Hierdurch ist eine besonders genaue und effiziente Reinigung möglich.
  • Vorzugsweise kann es möglich sein, dass durch eine Antriebsvorrichtung und/oder durch eine separate Neigungsvorrichtung im Flug ein Neigungswinkel der Entstaubungsvorrichtung einstellbar ist, sodass durch die Entstaubungsvorrichtung ein gezielter Luftstoß entsprechend dem Neigungswinkel erzeugbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Neigungsvorrichtung auch ein Neigungswinkel der Entstaubungseinheit einstellbar sein, sodass bspw. auch das Antriebselement als Lüfter zur Erzeugung eines Luftstoßes genutzt werden kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung der Entstaubungseinheit. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung die gesamte Entstaubungseinheit, z. B. eine Drohne, neigen, um den Neigungswinkel für den Luftstoß einzustellen, sodass auch die Antriebsvorrichtung als Neigungsvorrichtung dienen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Neigungsvorrichtung lediglich die Entstaubungsvorrichtung, z. B. einen Lüfter, relativ zur Entstaubungseinheit ablenken.
  • Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die Entstaubungsvorrichtung zumindest einen lonisator aufweist, um insbesondere die Luft mit den Partikeln elektrisch zu laden. Bspw. ist hierzu der lonisator als eine elektrische Vorrichtung ausgeführt, welche im Bereich der Entstaubungsvorrichtung und/oder eines Lüfters und/oder eines Antriebselementes, vorzugsweise eines Rotors, angeordnet ist. Insbesondere kontaktiert der lonisator direkt den durch die Entstaubungsvorrichtung zur Reinigung erzeugten Luftstoß. Somit kann die Kraft, mit der Staub- und Schmutzpartikel an einer ggf. elektrisch geladenen Oberfläche haften, verringert werden, und so die Reinigung deutlich verbessert werden.
  • Bevorzugt kann es möglich sein, dass wenigstens zwei oder wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens acht Entstaubungseinheiten vorgesehen und zur Reinigung eingesetzt werden, wobei die Entstaubungseinheiten als Schwarm kooperativ die Reinigung durchführen. Alternativ oder zusätzlich weisen die Entstaubungseinheiten jeweils eine Kommunikationsvorrichtung zur Kommunikation untereinander und/oder mit der Reinigungseinheit auf. Diese ermöglicht eine besonders schnelle und effiziente Reinigung des mindestens einen Objektes.
  • Optional kann es möglich sein, dass wenigstens zwei oder wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens acht Reinigungseinheiten vorgesehen sind, z. B. eine Reinigungseinheit pro Raum. Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungseinheit und/oder kann zumindest eine der Reinigungseinheiten als eine Basisstation mit Luftreinigungsfunktion ausgeführt sein. Auch ist es denkbar, dass ein oder mehrere Ladestationen für die Entstaubungseinheit vorgesehen sind, wobei die Ladestationen im Gegensatz zur Reinigungseinheit keine Luftreinigungsfunktionen aufweisen. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die Reinigungseinheiten und/oder die Basisstationen und/oder die Ladestationen regelmäßig ein Signal, insbesondere Funksignal, aussenden, welches bevorzugt von den Entstaubungseinheiten empfangen wird, damit die Entstaubungseinheiten die Reinigungseinheiten und/oder Ladestationen und/oder Basisstationen orten können.
  • Hierdurch ist z. B. der Vorteil erzielbar, dass die Entstaubungseinheiten automatisch die Reinigungseinheit und/oder Basisstation und/oder Ladestation anfliegen können, um bspw. eine Aufladung eines Energiespeichers der Entstaubungseinheit durchzuführen.
  • Es ist ferner denkbar, dass die Entstaubungseinheit als eine Drohne, vorzugsweise als ein Quadrocopter, Helicopter oder als ein Multicopter, ausgeführt ist. Insbesondere ist die Entstaubungseinheit dazu ausgeführt, in Innenräumen und/oder im Haushalt eingesetzt zu werden, um dort selbstständig zu fliegen.
  • Die Reinigungseinheit ist bspw. derart ausgeführt, dass sie durch einen Benutzer des Reinigungssystems manuell bewegbar ist. Es ist möglich, dass die Reinigungseinheit zumindest ein Bewegungselement, insbesondere wenigstens eine Rolle, aufweist, um bspw. durch einen Benutzer am Boden bewegt bzw. gerollt zu werden. Außerdem kann es möglich sein, dass die Reinigungseinheit motorisiert bewegt wird, und bspw. durch eine Fernsteuerung gesteuert wird. Hierdurch ist eine einfache Positionierung der Reinigungseinheit möglich.
  • Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, wenn eine Antriebsvorrichtung der Entstaubungseinheit zumindest zwei oder vier oder acht Antriebselemente umfasst, wobei zur Steuerung von Flugbewegungen der Entstaubungseinheit die Drehzahl der Antriebselemente jeweils (z. B. unterschiedlich) veränderbar ist, wobei insbesondere durch eine Drehzahldifferenz der Antriebselemente (insbesondere untereinander) ein Vortrieb erzeugbar ist. Hierdurch ist bspw. auch die Durchführung einer Neigung der Entstaubungseinheit zum gezielten Ausstoßen eines Luftstoßes möglich.
  • Weiter kann es möglich sein, dass die Reinigungseinheit als eine Luftreinigungseinheit zur Ansaugung von Raumluft ausgeführt ist, und das Reinigungselement vorzugsweise wenigstens einen Filter aufweist, insbesondere zumindest einen Schwebstofffilter, einen HEPA (High Efficiency Particulate Air)-Filter oder einen Zyklonenfilter sowie ggf. eine Kombination der verschiedenen Filter davon aufweist, um die Partikel aus der angesaugten Raumluft zu filtern. Insbesondere kann anschließend die gefilterte Raumluft wieder aus der Reinigungseinheit herausbefördert, insbesondere herausgeblasen, werden. Dabei umfasst das Reinigungselement bevorzugt zumindest ein Gebläse zur Ansaugung von Raumluft.
  • Insbesondere weist dabei die Reinigungseinheit eine Detektionsvorrichtung auf, um die Entstaubungseinheit, insbesondere eine Richtung der Entstaubungseinheit, zu detektieren, und sich somit abhängig von der Detektion auf den Entstaubungsbereich der Entstaubungseinheit auszurichten. Hierzu kann die Reinigungseinheit bspw. auch beweglich und/oder motorisiert beweglich ausgeführt sein.
  • Außerdem kann es möglich sein, dass die Reinigungseinheit als eine Basisstation für die Entstaubungseinheit ausgeführt ist, und eine, bevorzugt induktive und/oder elektrische, Ladevorrichtung umfasst, sodass ein Aufladen der Entstaubungseinheit durch die Ladevorrichtung ermöglicht wird. Bevorzugt kann dabei bei niedrigem Akkustand (insbesondere einer Energiespeichereinheit, insbesondere eines Energiespeichers, der Entstaubungseinheit) und/oder nach Beendigung der Reinigung die Reinigungseinheit automatisiert zur Aufladung von der Entstaubungseinheit ansteuerbar und/oder anfliegbar sein, sodass bevorzugt durch eine elektrische Kontaktierung und/oder eine induktive Energieübertragung eine Aufladung der Energiespeichereinheit, insbesondere eines Akkumulators, der Entstaubungseinheit durchführbar ist. Dies erhöht den Komfort bei der Reinigung, da die Aufladung nicht manuell erfolgen muss.
  • Des Weiteren ist es denkbar, dass die Entstaubungseinheit eine Steuer- und/oder Stabilisierungselektronik aufweist, wobei die Steuer- und/oder Stabilisierungselektronik mit einer Sensorik der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit, z. B. elektrisch und/oder über Funk und/oder drahtgebunden, insbesondere mit einer inertialen Messeinheit und/oder einem Laserscanner und/oder einem Kamerasensor, verbunden ist, um einen autonomen Flug und/oder eine autonome Navigation und/oder eine autonome Reinigung, insbesondere innerhalb eines oder mehrerer Räume, durchzuführen. Bevorzugt können dabei die zu reinigenden Stellen des zumindest einen Objektes automatisch und/oder in regelmäßigen Abständen durch die Entstaubungseinheit angeflogen werden, um die Reinigung durchzuführen. Hierzu ist es auch denkbar, dass die zu reinigenden Objekte und/oder Stellen der Objekte bspw. durch einen Benutzer an der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit vorkonfiguriert werden. Bspw. können dann die zur Reinigung notwendigen Informationen auch in einer Datenspeichereinheit der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit abgespeichert werden. Insbesondere ist dann die Steuer- und/oder Stabilisierungselektronik mit dieser Datenspeichereinheit derart verbunden, dass ein Auslesen der Informationen zur Navigation der Entstaubungseinheit möglich ist. Bevorzugt umfasst die Entstaubungseinheit, insbesondere die Sensorik, auch zumindest einen Wärmeerkennungssensor und/oder eine Personenerfassungsfunktion, um z. B. Personen und/oder Tiere im Raum zu erkennen, und diesen insbesondere auszuweichen, sodass Verletzungen vermieden werden können. Auch kann anhand der Meßdaten der zuvor genannten Sensorik ein Betrieb zumindest der Entstaubungseinheit bzw. Entstaubungseinheiten oder des gesamten Reinigungsystems aus Sicherheitsgründen eingestellt werden.
  • Weiter ist es denkbar, dass eine Personenerfassungsfunktion der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit genutzt wird, um eine Ventilatorfunktion insbesondere zur Klimatisierung bereitzustellen. Hierzu kann bspw. die Entstaubungseinheit zur Bereitstellung einer Komfortfunktion auf eine Person ausgerichtet werden, und einen Luftstoß auf die Person durchführen.
  • Weiter kann es möglich sein, dass die Sensorik der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit einen Teilchenzähler aufweist, welcher bspw. benachbart und/oder im Bereich der Entstaubungsvorrichtung angeordnet ist, um die Luft zu untersuchen und/oder den Verschmutzungsgrad festzustellen. Insbesondere kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschmutzungsgrad die Dauer des Ausstoßens des Luftstoßes und/oder der Reinigung festgelegt werden. Somit ist eine zeiteffiziente Reinigung möglich.
  • Insbesondere ist es denkbar, dass eine Sensorik der Entstaubungseinheit und/oder Reinigungseinheit eine inertiale Messeinheit aufweist, welche eine räumliche Kombination mehrerer Inertialsensoren, wie Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren, aufweist. Insbesondere umfasst dabei die Sensorik ein Trägheitsnavigationssystem, welches bspw. zur Flugnavigation dient. Besonders bevorzugt umfasst die inertiale Messeinheit drei jeweils aufeinander orthogonal stehende Beschleunigungssensoren (z. B. Translationssensoren) für die Erfassung der translatorischen Bewegung der Entstaubungseinheit.
  • Des Weiteren kann es möglich sein, dass die Entstaubungseinheit zumindest einen Kamerasensor oder zumindest zwei Kamerasensoren oder zumindest drei Kamerasensoren aufweist. Insbesondere kann die Entstaubungseinheit dabei auch eine 3D-Kamera aufweisen, sodass eine verbesserte Orientierung im Raum möglich ist. Weiter umfasst die Entstaubungseinheit bevorzugt einen lonisator zur partiellen Ionisierung von Luft, sodass die Partikel entladen werden können. Insbesondere ist es dabei auch denkbar, dass der lonisator und/oder ein Lüfter der Entstaubungseinheit gemäß der Informationen der wenigstens einen Kameraeinheit ausgerichtet werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Reinigung während des Flugbetriebs.
  • Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur zumindest teilweisen automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt, insbesondere einer Fläche und/oder eines Möbelstücks, bevorzugt im Überbodenbereich. Dabei ist zumindest eine Entstaubungseinheit und/oder eine, insbesondere flugunfähige, Reinigungseinheit vorgesehen. Bevorzugt ist dabei die Entstaubungseinheit als ein unbemanntes Luftfahrzeug, insbesondere als eine Drohne, ausgeführt.
  • Es werden bevorzugt dabei die nachfolgenden Schritte durchgeführt, insbesondere nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge, wobei einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
    1. 1. Lösen von Partikeln von dem mindestens einem Objekt durch mindestens eine Entstaubungsvorrichtung der Entstaubungseinheit während eines Flugs, insbesondere während Flugbewegungen, der Entstaubungseinheit,
    2. 2. Aufnehmen und/oder Speichern der (von der Entstaubungsvorrichtung und/oder Entstaubungseinheit) gelösten Partikel durch mindestens ein Reinigungselement der Reinigungseinheit.
  • Insbesondere dienen dabei diese Schritte dazu, die Reinigung des Objekts durch die Entstaubungseinheit und die Reinigungseinheit kooperativ durchzuführen. Bspw. ist dabei das Reinigungselement der Reinigungseinheit als ein Filter und/oder als ein Gebläse und/oder dergleichen ausgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt damit die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Reinigungssystem beschrieben wurden. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sein, ein erfindungsgemäßes Reinigungssystem zu betreiben.
  • Außerdem kann es vorgesehen sein, dass zur autonomen Durchführung des Flugs der Entstaubungseinheit, insbesondere eines autonomen Flugs, und/oder zur autonomen Navigation der Entstaubungseinheit eine Vermessung einer Umgebung der Entstaubungseinheit, insbesondere eines oder mehrerer Räume, durchgeführt wird, insbesondere durch eine Sensorik der Entstaubungseinheit und/oder der Reinigungseinheit, sodass vorzugsweise während der Reinigung und/oder des Flugs der Entstaubungseinheit die Position der Entstaubungseinheit bestimmt wird. Insbesondere kann hierbei ein Laserscanner der Sensorik zum Einsatz kommen. Bevorzugt kann es dabei möglich sein, dass sowohl die Entstaubungseinheit als auch die Reinigungseinheit die Position der Entstaubungseinheit durch die Auswertung und/oder Speicherung von Koordinaten erfasst. Bevorzugt können zur Vermessung der Umgebung Informationen über die Umgebung dauerhaft, insbesondere persistent, in einer Datenspeichereinheit gespeichert werden, um sie während des Flugs auswerten zu können. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Informationen über die Umgebung zur Navigation vorgegeben werden, z. B. durch einen Benutzer des Reinigungssystems. Hierzu kann die Reinigungseinheit und/oder die Entstaubungseinheit bspw. eine (z. B. Daten-) Schnittstelle aufweisen, welche zum Informationsaustausch, z. B. mit einem Computer und/oder einem Smartphone, dient.
  • Ebenfalls (auch einzeln) unter Schutz gestellt ist eine Entstaubungseinheit, insbesondere gemäß einem erfindungsgemäßen Reinigungssystem. Weiter ist ebenfalls (auch einzeln) unter Schutz gestellt eine Reinigungseinheit, insbesondere gemäß einem erfindungsgemäßen Reinigungssystem.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht von Teilen eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems,
    • 2 eine weitere schematische Ansicht von Teilen eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems,
    • 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems,
    • 4 eine schematische Ansicht von Teilen einer Entstaubungsvorrichtung, und
    • 5 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
  • In 1 sind schematisch Teile eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems 10 gezeigt. Dabei ist eine stationäre und/oder lediglich auf dem Boden bewegbare Reinigungseinheit 200 zu sehen, welche mindestens ein Reinigungselement 210 zur Reinigung der Raumluft umfasst. Das Reinigungselement 210 kann hierzu bspw. einen Filter und/oder ein Gebläse aufweisen. Weiter kann die Reinigungseinheit 200 auch einen Lufteintritt 211, insbesondere mit einem Gitter, aufweisen, durch welchen Luft in das Reinigungselement 210 eindringen kann. Das Gitter ist hierzu bspw. an der Außenseite des Reinigungselementes 210 und/oder der Reinigungseinheit 200, insbesondere im Bereich des Lufteintritts 211, befestigt.
  • In 1 ist die eintretende Luft 2 schematisch durch Pfeile gekennzeichnet, wobei die Reinigungseinheit 200 auch einen Luftaustritt 212 für austretende Luft 3 aufweist. Insbesondere ist dabei die austretende Luft 3 die durch die Reinigungseinheit 200 gefilterte Luft. Bevorzugt umfasst die Reinigungseinheit 200 eine nicht gezeigte Elektronik und/oder Antriebseinheit, durch welche die Reinigungseinheit 200 motorisiert derart bewegbar und/oder ausrichtbar ist, dass der Lufteintritt 211 zur Ansaugung von Raumluft zu einem Reinigungsbereich ausgerichtet wird und/oder der Luftaustritt 212 in eine dazu im wesentlichen entgegengesetzte Richtung ausgerichtet wird. Besonders bevorzugt richtet hierzu die Reinigungseinheit 200 den Lufteintritt 211 in Richtung einer Entstaubungseinheit 100 aus.
  • Weiter ist in 1 schematisch die Entstaubungseinheit 100 gezeigt, welches bspw. als Drohne, insbesondere Quadrocopter, ausgeführt ist. Bevorzugt umfasst die Entstaubungseinheit 100 eine Entstaubungsvorrichtung 110, bspw. einen Lüfter, welcher auf die zu reinigende Stelle eines Objektes 1 ausgerichtet werden kann. Um einen Flugbetrieb der Entstaubungseinheit 100 zu ermöglichen, sind ein oder mehrere Antriebselemente 121 vorgesehen und an der Entstaubungseinheit 100 angeordnet. Die Antriebselemente 121 sind insbesondere als nach unten wirkende Propeller und/oder Rotoren ausgeführt. Mit anderen Worten wirken die Antriebselemente 121 beim Starten vom Boden (Aufsetzen vom Boden) der Entstaubungseinheit 100 nach unten, d. h. in Richtung Boden, und bewirken somit einen Auftrieb und/oder einen Luftstoß in Richtung Boden.
  • In 2 ist schematisch gezeigt, dass das Reinigungssystem 10 auch mehrere Entstaubungseinheiten 100 umfassen kann. Weiter ist erkennbar, dass ein Antriebselement 121 der Entstaubungseinheit auch als Entstaubungsvorrichtung 110 genutzt werden kann, d. h. zum Ausstoßen eines Luftstoßes zur Reinigung genutzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann, wie in 1 gezeigt ist, auch eine von dem mindestens einen Antriebselement 121 (vollständig) separat ausgebildete Entstaubungsvorrichtung 110 vorgesehen sein.
  • Weiter ist es denkbar, wie in 2 lediglich schematisch angedeutet ist, dass zumindest eine Sensorik 150 bei der Entstaubungseinheit 100 vorgesehen ist. Des Weiteren ist in 2 ein Rotor 122 der Entstaubungseinheit 100 schematisch gezeigt.
  • Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die Reinigungseinheit 200 eine Landefläche 220 für die mindestens eine Entstaubungseinheit 100 aufweist. Die Landefläche 220 kann dabei bspw. als Ladevorrichtung 220 zum Aufladen einer in 2 nicht gezeigten Energiespeichereinheit 105 der Entstaubungseinheit 100 ausgeführt sein. Ein automatisiertes Anfliegen dieser Landefläche 220 durch die Entstaubungseinheit 100 wird dabei bspw. durch das Aussenden von Signalen, z. B. Funk- und/oder Lichtsignalen, durch die Reinigungseinheit 200 ermöglicht. Diese können bspw. durch die Entstaubungseinheit 100 empfangen und zur Ortung ausgewertet werden.
  • In 3 ist schematisch ein Aufbau einer Entstaubungseinheit 100 gezeigt. Dabei ist erkennbar, dass die Entstaubungseinheit 100 zumindest eine Energiespeichereinheit 105, zumindest eine Neigungsvorrichtung 130, zumindest eine Steuer- und/oder Stabilisierungselektronik 140 und zumindest eine Kommunikationsvorrichtung 160 aufweist. Die Kommunikationsvorrichtung 160 dient dabei bspw. zur Kommunikation mit und/oder Ortung der Reinigungseinheit 200. Die Kommunikation kann dabei bspw. zur Navigation und/oder zum Datenaustausch dienen.
  • Weiter ist gemäß 3 erkennbar, dass eine Sensorik 150 der Entstaubungseinheit 100 vorgesehen sein kann. Die Sensorik 150 umfasst bspw. zumindest eine inertiale Messeinheit 151 und/oder zumindest einen Lasersensor 152 bzw. Laserscanner 152 und/oder zumindest einen Kamerasensor 153 und/oder zumindest einen Teilchenzähler 154 und/oder zumindest einen Wärmesensor 155.
  • Des Weiteren ist in 3 zu sehen, dass eine Antriebsvorrichtung 120 der Entstaubungseinheit 100 vorgesehen sein kann, welche zumindest ein Antriebselement 121 aufweist.
  • In 4 ist die Entstaubungsvorrichtung 110, welche zur Reinigung des Objektes dient, näher gezeigt. Die Entstaubungsvorrichtung 110 dient dabei insbesondere dazu, die Partikel des Objektes 1 durch den Ausstoß eines Luftstoßes zu lösen. Hierzu umfasst die Entstaubungsvorrichtung 110 bspw. zumindest ein Lüfterelement 111, welches bspw. an einer Außenseite der Entstaubungseinheit 100 befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann es möglich sein, dass die Entstaubungsvorrichtung 110 ein Antriebselement 121 der Antriebsvorrichtung 120 der Entstaubungseinheit 100 umfasst. Mit anderen Worten kann auch der Luftstoß, welcher durch das wenigstens eine Antriebselement 120 ausgestoßen wird, zur Reinigung genutzt werden.
  • In 5 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren 500 visualisiert. Dabei wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt 501 ein Lösen von Partikeln von dem Objekt 1 durch wenigstens eine Entstaubungsvorrichtung 110 der Entstaubungseinheit 100 während eines Flugs der Entstaubungseinheit 100 durchgeführt. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 502 erfolgt ein Aufnehmen und/oder Speichern der gelösten Partikel durch wenigstens ein Reinigungselement 210 der Reinigungseinheit 200.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Objekt
    2
    eintretende Luft
    3
    austretende Luft
    10
    System, Reinigungssystem
    100
    Entstaubungseinheit
    105
    Energiespeichereinheit
    110
    Entstaubungsvorrichtung
    111
    Lüfterelement
    120
    Antriebsvorrichtung
    121
    Antriebselement, Propeller
    122
    Rotor
    130
    Neigungsvorrichtung
    140
    Steuer- und/oder Stabilisierungselektronik
    150
    Sensorik
    151
    inertiale Messeinheit
    152
    Lasersensor, Laserscanner
    153
    Kamerasensor
    154
    Teilchenzähler
    155
    Wärmesensor
    160
    Kommunikationsvorrichtung
    200
    Reinigungseinheit, Luftreinigungseinheit
    210
    Reinigungselement
    211
    Lufteintritt
    212
    Luftaustritt
    220
    Ladevorrichtung, Landefläche
    500
    Verfahren

Claims (10)

  1. Reinigungssystem (10) zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt (1) im Überbodenbereich, mit zumindest: - einer Entstaubungseinheit (100), welche als unbemanntes Luftfahrzeug ausgeführt ist, - einer Reinigungseinheit (200), welche von der Entstaubungseinheit (100) separat ausgeführt ist, wobei die Entstaubungseinheit (100) wenigstens eine Entstaubungsvorrichtung (110) umfasst, um Partikel von dem Objekt (1) zu lösen, und die Reinigungseinheit (200) wenigstens ein Reinigungselement (210) umfasst, um die gelösten Partikel aufzunehmen und/oder zu speichern, sodass die Reinigung des Objekts (1) durch die Entstaubungseinheit (100) und die Reinigungseinheit (200) kooperativ erfolgt.
  2. Reinigungssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsvorrichtung (120) der Entstaubungseinheit (100) wenigstens ein Antriebselement (121), vorzugsweise einen Rotor (122), aufweist, um einen Auftrieb und/oder einen Vortrieb bei der Entstaubungseinheit (100) zu erzeugen, und so einen Flug und/oder wenigstens eine Flugbewegung der Entstaubungseinheit (100) zu bewirken.
  3. Reinigungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstaubungsvorrichtung (110) ein Lüfterelement (111) aufweist, welches von einem Antriebselement (121) einer Antriebsvorrichtung (120) separat ausgeführt ist, und insbesondere als ein Ventilator oder Gebläse ausgebildet ist, um Luft auf eine zu reinigende Stelle des Objekts (1) zu blasen, sodass die Partikel von dem Objekt (1) gelöst werden.
  4. Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Antriebsvorrichtung (120) und/oder durch eine separate Neigungsvorrichtung (130) im Flug ein Neigungswinkel der Entstaubungsvorrichtung (110) einstellbar ist, sodass durch die Entstaubungsvorrichtung (110) ein gezielter Luftstoß entsprechend dem Neigungswinkel erzeugbar ist.
  5. Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstaubungsvorrichtung (110) zumindest einen lonisator aufweist, um die Luft mit den Partikeln elektrisch zu laden.
  6. Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei oder drei oder vier oder acht Entstaubungseinheiten (100) vorgesehen sind, durch welche als Schwarm kooperativ die Reinigung durchführbar ist, und welche bevorzugt jeweils eine Kommunikationsvorrichtung (160) aufweisen, um miteinander zu kommunizieren.
  7. Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstaubungseinheit (100) als Drohne, vorzugsweise als Quadrocopter oder Multicopter, ausgeführt ist.
  8. Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (200) als eine Basisstation für die Entstaubungseinheit (100) ausgeführt ist, und eine, bevorzugt induktive, Ladevorrichtung (220) umfasst, um ein Aufladen der Entstaubungseinheit (100) zu ermöglichen, wobei vorzugsweise bei niedrigem Akkustand oder nach Beendigung der Reinigung die Reinigungseinheit (200) automatisiert zur Aufladung von der Entstaubungseinheit (100) ansteuerbar und/oder anfliegbar ist, sodass bevorzugt durch eine elektrische Kontaktierung und/oder durch eine induktive Energieübertragung eine Aufladung einer Energiespeichereinheit (105) der Entstaubungseinheit (100) durchführbar ist.
  9. Verfahren (500) zur zumindest teilweise automatischen Reinigung von wenigstens einem Objekt (1) im Überbodenbereich, mit zumindest einer Entstaubungseinheit (100) und einer Reinigungseinheit (200), wobei die Entstaubungseinheit (100) als ein unbemanntes Luftfahrzeug ausgeführt ist, wobei zumindest die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, um die Reinigung des Objekts (1) durch die Entstaubungseinheit (100) und die Reinigungseinheit (200) kooperativ durchzuführen: - Lösen von Partikeln von dem Objekt (1) durch wenigstens eine Entstaubungsvorrichtung (110) der Entstaubungseinheit (100) während eines Flugs der Entstaubungseinheit (100), - Aufnehmen und/oder Speichern der gelösten Partikel durch wenigstens ein Reinigungselement (210) der Reinigungseinheit (200).
  10. Verfahren (500) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reinigungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche betreibbar ist.
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