-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter zur Bewegung entlang einer Oberfläche, mit einem Antrieb und einem Fortbewegungselement nach Anspruch 1 ein Verfahren zum Bewegen eines Roboters nach Anspruch 9, sowie ein System mit Roboter nach Anspruch 7.
-
Aus dem Stand der Technik sind diverse Roboter bekannt, welche zur Ausführung vieler Aufgaben geeignet sind. Beispielsweise kommen Saugroboter zum Einsatz, um automatisch größere, möglichst ebene Flächen in Räumen zu reinigen. Dabei hat sich der Nachteil herausgestellt, dass selbst kleinste Hindernisse die Bewegung des Roboters behindern und beispielsweise dazu führen, dass Teile des Antriebs des Roboters die Anhaftung zum Untergrund verlieren. Für derartige Systeme ist es beispielsweise nicht möglich, von einer Ebene zu einer anderen Ebene, welche gegenüber der ersten geneigt ist, zu wechseln oder sich über Kopf zu Bewegen. Auch das Bewegen auf flexiblen Oberflächen kann für die beschriebenen Systeme problematisch sein.
-
Die
JP 2009 - 219 831 A offenbart eine Reinigungsvorrichtung, welche nicht nur für Fenster und Hochhäuser, sondern auch für Fenster in allgemeinen Haushalten und Wohnblöcken genutzt wird. Die kompakte Struktur der automatischen Reinigungsvorrichtung wird durch einen Anziehungsabschnitt zum zu waschenden Objekt, einen Transferabschnitt und einen Waschabschnitt erreicht. Dabei verwendet der Anziehungsabschnitt eine Magnetkraft und der Transferabschnitt Laufräder.
-
Aus der
CN 2 02 365 711 U ist ein Höhenfensterreiniger zur Reinigung von Strukturglas von Hochhäusern, Hallen, Gästehäusern und Familien bekannt, wobei nach der technischen Lehre der
CN 2 02 365 711 U auf einer Innenschale vier Magnetrollen A und auf einer Außenschale vier Magnetrollen B angeordnet sind und auf dem Furnier der Innenschale ein Glasreinigungstuch A und auf dem Furnier der Außenschale ein Glasreinigungstuch B befestigt ist.
-
Eine automatische Reinigungsvorrichtung für zwei Seiten eines Fensters ist aus der
KR10 0 780 647 B1 vorbekannt, welche die Reinigungseffizienz verbessern und die Bewegungsgeschwindigkeit durch eine Fernsteuerung erhöhen soll, indem eine Antriebswalze montiert wird, die durch Leerlaufrollen und einen Motor betrieben wird. Eine automatische Reinigungsvorrichtung für zwei Seiten eines Fensters umfasst dabei einen Außenreiniger und einen Innenreiniger. Der Außenreiniger hat Leerlaufrollen, die an den oberen/unteren Teilen einer Bodenfläche angebracht sind, um Dampf zu Dampfstrahllöchern zu strahlen, die am oberen Ende der Bodenfläche durch einen Dampfversorgungspfad durchdrungen werden, indem ein Wasserspeichertank durch eine Batterie und einen Heizer erhitzt wird. Die
DE 27 37 619 A betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen, von Kunststoff- oder Textilbahnen, insbesondere von durchsichtigen Dachhäuten von Traglufthallen, wobei durch ein eine Wascheinrichtung mit rotierenden Bürsten und Waschflüssigkeitsdüsen aufweisender Wagen mittels einer Antriebseinrichtung über die zu reinigenden Bahnen beweglich ist.
-
Aus der
US 2012 /0 151 706 A1 ist ein automatischer Staubsauger bekannt welcher einen ersten Bewegungsteil und einen zweiten Bewegungsteil umfasst, die sich gemeinsam entlang einer geneigten Reinigungsfläche bewegen können. Weiter sind eine Bewegungseinheit, die in mindestens einem von dem ersten Bewegungsteil und dem zweiten Bewegungsteil vorgesehen ist, ein Reinigungselement, das in mindestens einem von dem ersten Bewegungsteil und dem zweiten Bewegungsteil vorgesehen ist, und eine Erfassungseinheit, die Zustände der Reinigungsfläche erfasst, wobei die Bewegungsgeschwindigkeiten des ersten Bewegungsteils und des zweiten Bewegungsteils entsprechend dem Zustand der Reinigungsfläche variiert werden, vorgesehen.
-
Die
JP H09 9 818 A betrifft die Herstellung eines eng anliegenden, selbstfahrenden Reinigungsgeräts für Fischernetze mit einfacher Struktur und leichter Handhabbarkeit. Dabei ist dieser Reinigungsapparat mit einer Fischernetz-Reinigungsmaschine mit einem spezifischen Gewicht, das größer als das von Meerwasser ist, und einer vertikal länglichen, rechteckigen Gegenplatte versehen, die vertikal gegenüber dem Bauchteil der Fischernetz-Reinigungsmaschine angeordnet ist.
-
Eine bewegliche Reinigungsvorrichtung, bestehend aus mit Magnetanziehungskraft gekoppelten Gehäusen, die jeweils ein Reinigungselement aufweisen, ist aus der
DE 199 28 869 A1 bekannt. Dabei ist in den Gehäusen jeweils ein elektromotorisch antreibbares Laufelement untergebracht, mit dem sich die beiden Gehäuse wenigstens entlang einer der X,Y-Koordinaten fortbewegen können.
-
Die
US 2009 / 0 166 102 A1 offenbart schließlich ein Verfahren zur Fortbewegung von Geräten auf gegenüberliegenden Seiten einer Oberfläche, von denen einer oder mehrere mobile Roboter sind. Dabei werden Vorrichtungen auf entgegengesetzten Seiten der Oberfläche durch eine Anziehungskraft gekoppelt, die dazu beiträgt, genügend Reibung zwischen den genannten Vorrichtungen und der Oberfläche zu erzeugen, damit sich die Vorrichtungen über die Oberfläche bewegen können.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, voranstehende aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bewegung eines Roboters auf einer Oberfläche und eine gleichzeitige Anhaftung des Roboters auf der Oberfläche zu ermöglichen.
-
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Roboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie einem System mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
-
Erfindungsgemäß weist der Roboter einen Antrieb und zumindest zwei Fortbewegungselemente zur Bewegung entlang einer flexiblen Oberfläche auf. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fortbewegungselemente Anhaftungsmittel aufweisen, die magnetisch sind und in Wirkkontakt mit zumindest einem Gegenhaftmittel bringbar sind, wobei gleichzeitig zur Bewegung der Fortbewegungselemente durch magnetische Wirkung der Fortbewegungselemente das Gegenhaftmittel in Rotation versetzbar ist. Dadurch wird eine zuverlässige Bewegung und gleichzeitige Anhaftung der Fortbewegungselemente an die Oberfläche erzielt. Dabei befindet sich zwischen den Fortbewegungselementen das Gegenhaftmittel, sodass dieses mit beiden Fortbewegungselementen magnetisch wechselwirkt, wodurch der Kontakt zum Gegenhaftmittel verbessert ist.
-
Bei der genannten Oberfläche kann es sich prinzipiell um jedwede Oberfläche handeln, insbesondere jedoch um eine geneigte Oberfläche.
-
Weiter kann es vorgesehen sein, dass der Roboter drei oder vier oder mehrere Fortbewegungselemente zur Bewegung entlang einer Oberfläche aufweist. Durch die Verwendung weiterer Fortbewegungselemente kann beispielsweise die Kraft der magnetischen Wechselwirkung mit einem Gegenhaftmittel gesteigert werden, wodurch sowohl die Bewegung als auch die Anhaftung des Roboters einer Oberfläche verbessert ist.
-
Zur Energieversorgung eines erfindungsgemäßen Roboters kann eine Energieversorgungseinheit, welche insbesondere als Akku ausgebildet sein kann, an einem erfindungsgemäßen Roboter angeordnet sein. Dadurch wird ermöglicht, dass der Roboter sich auch ohne Verbindung zum Stromnetz oder Ausfall desselbigen bewegen und weitere vorgesehene Aufgaben ausführen kann. Ebenfalls entfällt das Gewicht des Zuleitungskabels, welches mit ansonsten mit der maximal erreichbaren Entfernung des Roboters zum Stromnetz zunimmt.
-
Ebenfalls kann ein erfindungsgemäßer Roboter eine Steuerungseinheit aufweisen, die eine zumindest teilweise automatisierte Bewegung entlang einer Oberfläche ermöglicht. Die Steuerungseinheit kann unter anderem dazu verwendet werden, die Signale etwaig am Roboter oder innerhalb des Raumes vorhandener Sensoren auszuwerten und die Bewegung des Roboters daran anzupassen. Beispielsweise kann so vermieden werden, dass sich der Roboter bei einem niedrigen Energieniveau der Energieversorgungseinheit zu weit von einer eventuell vorhandenen Aufladestation entfernt, dass der Roboter mit Personen, Tieren oder empfindlichen Gegenständen kollidiert oder durch diese blockiert wird.
-
Bei den erfindungsgemäßen Anhaftungsmitteln kann es sich um magnetische Nord- und Südpole handeln, die mit dem jeweils entgegengesetzten Pol am Gegenhaftmittel wechselwirken. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass je ein Nordpol des Fortbewegungselements mit einem Südpol des Gegenhaftmittels zusammenwirkt und umgekehrt. Ganz allgemein wird durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Fortbewegungselement und dem Gegenhaftmittel eine Bewegung des Gegenhaftmittels ermöglicht, ohne dass dieses einen eigenen, gesonderten Antrieb aufweist. Hierdurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass das oder die Gegenhaftmittel keine eigene Energiezufuhr benötigen und trotzdem eine Bewegung und gleichzeitige Anhaftung des Roboters auf der Oberfläche ermöglichen.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das ein Fortbewegungselement, das an der Oberfläche anlegbar ist, eine Rolle ist. Hierdurch wird ein Abrollen entlang des Umfangs der Rolle auf der Oberfläche ermöglicht, wodurch der Widerstand der Bewegung reduziert wird und gleichzeitig der Materialabrieb sowohl auf der Rolle als auf der Oberfläche minimiert ist. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ein derartiges Fortbewegungselement eine radiale Magnetisierung aufweist. Das bedeutet, dass sich entlang des Umfangs des Fortbewegungselementes Nord- und Südpol abwechseln. Es entstehen also Abschnitte auf dem Mantel des Zylinders der Rolle, die einem magnetischen Nord- oder Südpol entsprechen. Diese Abschnitte können sowohl gleichförmig groß als auch mit variierender Größe ausgebildet sein. Ebenfalls können Abschnitte ohne Magnetisierung vorgesehen sein, um beispielsweise die Wechselwirkung mit einem Gegenhaftmittel unterbrechbar zu machen. Hierdurch wird sowohl eine zuverlässige Bewegung bei gleichzeitiger Anhaftung des Roboters an die Oberfläche ermöglicht, als auch eine Abhebbarkeit des Roboters von der Oberfläche gewährleistet.
-
Es kann von Vorteil sein, dass eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu geeignet ist, die Oberfläche zu reinigen. Dabei kann die Reinigungsvorrichtung insbesondere eine Bürste und/oder eine Bürstenrolle und/oder ein Gebläse und/oder eine Sprüheinheit und/oder eine Dampfreinigungseinheit aufweisen. Die Reinigungsvorrichtung kann dabei sowohl vor als auch hinter einem Fortbewegungselement unterhalb des Roboters angeordnet sein, um die Reinigung der Oberfläche bei der Bewegung des Roboters zu ermöglichen. Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung zwischen zwei Fortbewegungselementen angeordnet sein, um eine besonders stabile Positionierung der Reinigungsvorrichtung zu ermöglichen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung mehrere Elemente aufweist, die in der Bewegungsrichtung des Roboters aufeinanderfolgend angeordnet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Dampfreinigungseinheit in Bewegungsrichtung vor einer Bürste und/oder Bürstenrolle und/oder einem Gebläse angeordnet ist. Durch diese mehrstufige Reinigung kann die Oberfläche besonders effektiv gereinigt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung eine Absaugung aufweist, welche Feuchtigkeit und/oder Feststoffe aufnehmen kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung als Modul aufgebaut ist, welches einfach an den Roboter angebracht und wieder abgenommen werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auf einfache Art und Weise eine Reinigungsvorrichtung durch eine andere Art einer Reinigungsvorrichtung zu ersetzen oder diese zu tauschen, falls die Reinigungsvorrichtung beispielsweise verschlissen ist, eine Wartung benötigt, oder selbst gereinigt werden muss. Auch die Anbringung von Modulen mit gänzlich anderen Funktionen als der der Reinigung wird dadurch ermöglicht. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Roboter für die Reinigung eines Fahrzeuginnenraumes, insbesondere der Fahrzeugsitze, geeignet ist.
-
Eine die Erfindung verbessernde Maßnahme kann vorsehen, dass die Oberfläche des Fortbewegungselementes mit einer die Reibung steigernden Schicht, insbesondere einem Elastomer und/oder einer Strukturierung versehen ist. Hierdurch wird die Haftreibung gegenüber der Oberfläche erhöht. Adhäsive Schicht bedeutet, dass durch diese adhäsive Schicht die Haftung des Fortbewegungselementes an die Oberfläche erhöht ist. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Oberfläche besonders glatt ist oder die Ebene, entlang derer sich der Roboter bewegen soll, besonders steil ist. Die Strukturierung kann beispielsweise dergestalt sein, dass diese mechanische Wirkverbindung mit einer komplementär ausgebildeten Strukturierung des Gegenhaftmittels bringbar ist. Durch ein derartiges Ineinandergreifen und der Strukturierung ist die Anhaftung des Roboters an der Oberfläche erhöht.
-
In einer weiteren Alternative der Erfindung kann ein Abhebemechanismus vorgesehen sein, der mit zumindest einem Fortbewegungselement verbunden ist und es dem Roboter ermöglicht, seine Position von einer Oberfläche zu einer weiteren Oberfläche, die gegenüber der ersten Oberfläche geneigt ist, zu wechseln. Das bedeutet, dass der Abhebemechanismus das Fortbewegungselement, falls dieses in Wirkkontakt mit einem Gegenhaftmittel steht, von diesem ablösen kann. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Fortbewegungselement näher an ein weiteres Gegenhaftmittel bringbar ist, wodurch die magnetische Wechselwirkung dann hauptsächlich mit dem weiteren Gegenhaftmittel erfolgt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Abhebemechanismus das Fortbewegungselement in eine Stellung bewegt, in der keine magnetische Wechselwirkung mit etwaigen Gegenhaftmitteln stattfindet. Dies kann beispielsweise dadurch gegeben sein, dass der Abstand zwischen dem Fortbewegungselement und dem Gegenhaftmittel besonders groß ist, oder dass das Fortbewegungselement und/oder das Gegenhaftungselement Bereiche aufweisen, die nicht magnetisiert sind. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Roboter zuverlässig von einer Oberfläche zu einer anderen Oberfläche bewegen und an ihnen anhaften kann.
-
Ferner kann vorgesehen sein, dass sich der Roboter entlang vorprogrammierter Pfade und/oder stochastischer Pfade und/oder entlang adaptiv ermittelter Pfade bewegt. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass sich der Roboter automatisch oder teilautomatisch auf einer Oberfläche bewegt. Hierzu kann am Roboter eine Sensorvorrichtung vorgesehen sein, welche Daten über die Umgebung des Roboters sammelt. Diese Daten können anschließend an eine Steuerungseinheit abgegeben werden, welche die Daten auswertet und die Bewegung des Roboters entsprechend anpasst. Die Sensorvorrichtung muss jedoch nicht zwangsläufig am Roboter angebracht sein. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann vorgesehen sein, dass eine Sensorvorrichtung am Gegenstand, dessen Oberfläche vom Roboter befahren wird, angeordnet ist. Beispielsweise kann der Roboter die Sensorik eines Fahrzeuginnenraums oder der darin befindlichen Sitze nutzen, um seine Bewegung entsprechend den von den Sensoren ermittelten Daten anzupassen. Es kann vorgesehen sein, dass der Roboter sich nur dann bewegt, wenn durch die Fahrzeuginnenraumsensorik festgestellt wird, dass sich keine Personen und/oder Gegenstände auf den Oberflächen befinden, auf denen sich der Roboter bewegen kann. Ebenso kann eine Sitzsensorik, welche insbesondere aus Sicherheitsgründen ohnehin in den meisten Fahrzeugen verbaut ist, die Bewegung des Roboters entlang einer Oberfläche eines Fahrzeugsitzes steuern. So kann verhindert werden, dass sich der Roboter entlang eines Fahrzeugsitzes bewegt, während dieser von einer Person besetzt oder von einem Objekt blockiert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung zur Erkennung einer Verschmutzung dient, wodurch ermöglicht wird, dass der Roboter sich gezielt zu dieser Stelle bewegt, und mithilfe der Reinigungsvorrichtung die Verschmutzung entfernt.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwei Fortbewegungselemente derart voneinander beabstandet angeordnet sind, dass sich das Gegenhaftmittel zwischen den beiden Fortbewegungselementen befindet. Das bedeutet, dass das Gegenhaftmittel in magnetischer Wechselwirkung mit den beiden Fortbewegungselementen steht, zwischen denen es sich befindet Dabei stehen die Anhaftungsmittel der beiden Fortbewegungselemente jeweils ihrem magnetisch komplementären Gegenstück an Gegenhaftmittel gegenüber. Hierdurch wird die Anhaftung des Roboters an der Oberfläche verbessert und seine Bewegung zuverlässig ermöglicht. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einer beliebigen Anzahl von Fortbewegungselementen jeweils zwei Fortbewegungselemente derart voneinander beabstandet angeordnet sind, dass sich jeweils ein Gegenhaftmittel zwischen zwei Fortbewegungselementen anordnen lässt.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein System mit einem Roboter, mit einem Antrieb, einem Fortbewegungselement zur Bewegung entlang einer Oberfläche eines vom Roboter befahrbaren Gegenstandes, wobei das Fortbewegungselement Anhaftungsmittel aufweist, die magnetisch sind. Dabei steht das Anhaftungsmittel derart mit dem Gegenhaftmittel in Wechselwirkung, wobei gleichzeitig zur Bewegung der Fortbewegungselemente durch magnetische Wirkung der Fortbewegungselemente das Gegenhaftmittel in Rotation versetzbar ist, sodass eine zuverlässige Bewegung und gleichzeitige Anhaftung des Fortbewegungselementes an die Oberfläche gewährleistet ist, wobei sich zwischen den Fortbewegungselementen das Gegenhaftmittel befindet, sodass dieses mit beiden Fortbewegungselementen magnetisch wechselwirkt, wodurch der Kontakt zum Gegenhaftmittel verbessert ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die magnetische Flussdichte der Wechselwirkung des Fortbewegungselementes mit dem Gegenhaftmittel zwischen 10-4 und 2 T (Tesla) liegt. Besonders bevorzugt beträgt die magnetische Flussdichte zwischen 0,2 und 1,5 T. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Fortbewegungselement und/oder das Gegenhaftmittel als Permanentmagnet ausgebildet sind. Alternativ kann ebenfalls vorgesehen sein, dass lediglich das Fortbewegungselement als Dauermagnet ausgebildet ist, und das Gegenhaftmittel aus einem ferritischen Material besteht. Insbesondere zum Ermöglichen einer starken magnetischen Wechselwirkung kann vorgesehen sein, dass das Fortbewegungselement und/oder das Gegenhaftmittel zumindest teilweise aus einem Neodymmagneten besteht. Um die Reibung des Gegenhaftmittels gegenüber der Oberfläche zu reduzieren kann es vorgesehen sein, dass das Gegenhaftmittel eine Gleitschicht aufweist.
-
Die Bewegung und Anhaftung des Fortbewegungselementes kann beispielsweise dadurch verbessert sein, dass das Fortbewegungselement und/oder das Gegenhaftmittel als Rolle ausgebildet sind. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das als Rolle ausgebildete Fortbewegungselement und das Gegenhaftmittel radial magnetisiert sind. Dadurch wird in konstruktiv besonders einfacher Art und Weise ermöglicht, dass die Anhaftungsmittel des Fortbewegungselementes zu jedem Zeitpunkt der Bewegung an ihrem magnetisch komplementären Pol am Gegenhaftmittel angeordnet sind. Der Gegenstand, entlang dessen Oberfläche sich der Roboter bewegt, kann beispielsweise derart ausgeprägt sein, dass die Oberfläche eine flexible Oberfläche ist. Weiterhin kann sich unterhalb der Oberfläche des Gegenstandes eine elastische Unterlage befinden, so dass das Gegenhaftmittel zwischen einer flexiblen Oberfläche und einer elastischen Unterlage anordbar ist. Hierdurch wird ein besonders enges Anhaften des Roboters an die Oberfläche ermöglicht. Dies kann unter anderem dann von besonderem Vorteil sein, wenn am Roboter eine Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, da hierdurch ein konstanter, besonders geringer Abstand zwischen dem Roboter und der Oberfläche gewährleistet wird.
-
Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen System ein Abhebemechanismus vorgesehen ist, der mit zumindest einem Fortbewegungselement verbunden ist und es dem Roboter ermöglicht, seine Position von einer Oberfläche zu einer weiteren Oberfläche, die gegenüber der ersten Oberfläche geneigt ist, zu wechseln. Dabei kann sich auch unter der weiteren Oberfläche zumindest ein weiteres Gegenhaftmittel befinden, mit der der Roboter durch den Wechsel in Wirkverbindung gebracht wird. Mit anderen Worten wird durch den Abhebemechanismus ermöglicht, dass der Roboter mehrere Oberflächen befahren kann. Das bietet den Vorteil, dass nicht für jede einzelne Oberfläche, sondern beispielsweise für jeden Gegenstand ein Roboter eingesetzt werden kann, um diesen zu befahren, um somit Material zu sparen.
-
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Roboter zwei Fortbewegungselemente vorgesehen sind, zwischen denen sich das Gegenhaftmittel befindet, so dass dieses mit beiden Fortbewegungselementen magnetisch wechselwirkt, wodurch der Kontakt vom Gegenhaftmittel verbessert ist. Mit anderen Worten ist das Gegenhaftmittel bezüglich der Fortbewegungselemente so angeordnet, dass die Anhaftungsmittel beider Fortbewegungselemente gleichzeitig am Gegenhaftmittel auf einen magnetisch komplementären Pol treffen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass jeweils zwischen zwei Fortbewegungselementen, die am Roboter vorgesehen sind, jeweils ein Gegenhaftmittel angeordnet ist, so dass dieses mit je zwei Fortbewegungselementen magnetisch wechselwirkt. Hierdurch ist der Kontakt des Roboters zur Oberfläche des Gegenstandes besonders sicher gewährleistet.
-
Zudem wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Bewegen eines Roboters, welcher insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist, wobei ein Antrieb zumindest zwei Fortbewegungselemente in Rotation versetzt, welches mit einer flexiblen Oberfläche in Kontakt bringbar ist, gelöst. Dabei ist gleichzeitig zur Bewegung des Fortbewegungselementes durch magnetische Wirkung des Fortbewegungselementes ein Gegenhaftmittel in Rotation versetzbar. Dadurch bewegt sich das Gegenhaftmittel mit dem Roboter mit und ermöglicht eine zuverlässige Bewegung und gleichzeitige Anhaftung des Roboters auf der Oberfläche. Dabei befindet sich zwischen den Fortbewegungselementen das Gegenhaftmittel, sodass die magnetische Wirkung den Kontakt zwischen den Fortbewegungselementen einerseits und dem Gegenhaftmittel andererseits verbessert.
-
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Roboters auf einer Oberfläche.
-
1 zeigt einen Roboter 100, der auf einem Gegenstand bewegbar ist. Gemäß der 1 ist am Roboter ein Antrieb 130 angeordnet, welcher das Fortbewegungselement 140 derart antreibt, dass der Roboter 100 sich entlang einer Oberfläche 200 bewegen kann. Um eine zuverlässige Bewegung und gleichheitige Anhaftung des Roboters 100 bzw. des Fortbewegungselementes 140 zu ermöglichen, weist das Fortbewegungselement 140 magnetische Anhaftungsmittel 141, 142 auf. Bei den Anhaftungsmitteln 141, 142, kann es sich um Magneten handeln, deren Nord- bzw. Südpol zur Oberfläche des Fortbewegungselements s 140 ausgerichtet ist. Dabei wechseln sich entlang der Bewegungsrichtung des Fortbewegungselementes 140 magnetische Nord- und Südpole miteinander ab. Beispielsweise kann das Anhaftungsmittel 141 mit seinem Nordpol zur Oberfläche des Fortbewegungselementes 140 zeigen, und das Anhaftungsmittel 142 mit seinem Südpol zur Oberfläche des Fortbewegungselementes 140 zeigen. Beim Fortbewegungselement 140 kann es sich beispielsweise um eine Rolle oder eine Kugel handeln. Diese können radial magnetisiert sein, so dass sich entlang der Bewegungsrichtung des Fortbewegungselementes 140 Nord- und Südpol der Oberfläche des Fortbewegungselementes 140 abwechseln. Bei jeder Ausführungsform des Fortbewegungselementes 140 kann vorgesehen sein, dass Magnete als Anhaftungsmittel 141, 142 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Fortbewegungselement verbunden werden. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Magneten mit dem Fortbewegungselement 140 zu verbinden, so dass beispielsweise entsprechend der aktuellen Anforderungen an die Anhaftung des Roboters 100 Anhaftungsmittel 141, 142 mit entsprechender Stärke selektiert werden können. Um eine besonders starke Anhaftung des Roboters100 bzw. des Fortbewegungselementes 140 an die Oberfläche 200 zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Anhaftungsmittel 141, 142 bzw. das gesamte Fortbewegungselement 140 als Neodymmagnet ausgebildet ist. Generell kann die maximale magnetische Flussdichte der Anhaftungsmittel 141, 142, zwischen 10-4 und 2 T, insbesondere zwischen 0,5 und 1,5 T liegen.
-
Das Fortbewegungselement 140 ist in Wirkkontakt mit zumindest einem Gegenhaftmittel 150 bringbar. Das Gegenhaftmittel 150 kann dabei sowohl aus einem ferritischen Material bestehen und/oder Anhaftungsmittel aufweisen, welche die gleichen Eigenschaften aufweisen wie das Fortbewegungselement 140. Durch den Wirkkontakt zwischen dem Gegenhaftmittel 150 und dem Fortbewegungselement 140 wird die zuverlässige Bewegung und gleichzeitige Anhaftung des Roboters 100 bzw. des Fortbewegungselementes 140 an die Oberfläche 200 erzielt.
-
Es ist vorgesehen, dass der Roboter zwei oder mehr Fortbewegungselemente 140 aufweist. Die Gegenhaftmittel 150 können in gleicher Anzahl wie die Fortbewegungselemente 140 oder in geringerer Anzahl vorliegen. So ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass, wie in 1 dargestellt, zwischen zwei Fortbewegungselementen 140 ein Gegenhaftmittel 150 angeordnet ist.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist am Roboter 100 eine Reinigungsvorrichtung 160 vorgesehen, welche dazu geeignet ist, die Oberfläche 200 zu reinigen. Die Reinigungsvorrichtung 160 kann insbesondere eine Bürste und/oder eine Bürstenrolle und/oder ein Gebläse und/oder eine Sprüheinheit und/oder eine Dampfreinigungseinheit 170 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel der 1 weist die Reinigungsvorrichtung 160 eine Dampfreinigungseinheit 170 auf, welche sich am Rand des Gehäuses 180 des Roboters 100 befindet. So kann die Oberfläche 200 mit einem Strahl bzw. Dampf aus Reinigungsflüssigkeit, bei der es sich insbesondere lediglich um Wasser handeln kann, benetzt werden. Bei entsprechender Fahrtrichtung des Roboters 100 kann der so benetzte Teil der Oberfläche 200 anschließend in Kontakt mit einem weiteren Element der Reinigungsvorrichtung 160 gebracht werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Saug- oder Gebläseeinheit handeln. Insgesamt kann die Reinigungsvorrichtung 160 so konstruiert sein, dass diese leicht aus dem Gehäuse 180 des Roboters entfernt bzw. wieder eingesetzt werden kann. Dadurch wird ermöglicht, dass die Reinigungsvorrichtung 160 zur Wartung entnommen werden oder beispielsweise durch eine Reinigungsvorrichtung 160 mit anderen Bestandteilen ersetzt werden kann.
-
Die Oberflächen des Fortbewegungselementes 140 bzw. des Gegenhaftmittels 150 können funktionalisiert sein. Um die Reibung und Anhaftung des Roboters 100 mit der Oberfläche 200 zu erhöhen, kann insbesondere die Oberfläche des Fortbewegungselementes mit einer adhäsiven Schicht 143 ausgebildet sein, bei der es sich insbesondere um einen Elastomer und/oder eine Strukturierung handeln kann. Diese Schicht 143 kann ebenfalls für das Gegenhaftmittel 150 vorgesehen sein. Alternativ kann dieses jedoch auch eine Gleitschicht 151 aufweisen, wodurch die Reibung des Gegenhaftmittels sowohl mit der Oberfläche 200 als auch mit einer etwaig vorhandenen Unterlage 300 reduziert ist. Je nach Anforderung an die Bewegung des Roboters 100 können die Schichten 143, 151 auf den Fortbewegungselementen 140 und/oder den Gegenhaftmitteln 150 ganzflächig oder abschnittsweise aufgebracht sein.
-
Weiterhin verfügt der Roboter 100 über einen Abhebemechanismus 131, welcher mit dem Fortbewegungselement 140 verbunden ist und es dem Roboter 100 ermöglicht, seine Position von einer Oberfläche 200 zu einer weiteren Oberfläche 200, die gegenüber der ersten Oberfläche 200 geneigt ist, zu wechseln. Dabei sorgt der Abhebemechanismus 131 dafür, dass sich der Abstand zwischen dem Fortbewegungselement 140 und dem Gegenhaftmittel 150 so erhöht, dass das Fortbewegungselement 140 zu einem weiteren Gegenhaftmittel 150 einen geringeren Abstand aufweist als zum ursprünglichen Gegenhaftmittel 150. Der Abhebemechanismus 131 sorgt also dafür, dass die Wirkverbindung von einem Gegenhaftmittel 150 zu einem anderen Gegenhaftmittel 150 übergeht.
-
Der Roboter 100 kann sich entlang vorprogrammierter Pfade und/oder stochastischer Pfade und/oder entlang adaptiv ermittelter Pfade bewegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu ein Steuerungsgerät 120 vorgesehen, welches zumindest den Antrieb 130 steuert. Sollten, wie in der 1 dargestellt, eine Reinigungsvorrichtung 160 sowie ein Abhebemechanismus 131 vorgesehen sein, können auch diese selbstverständlich durch das Steuerungsgerät 120 gesteuert werden. Im Steuerungsgerät 120 können also vorprogrammierte Pfade eingespeichert sein, oder ein entsprechender Zufallsgenerator das Abfahren von stochastischen Pfaden ermöglichen. In Ergänzung oder alternativ kann sich die Steuerungseinheit bei der Ermittlung des Pfades des Roboters 100 auch auf die Signale von Sensoren stützen, welche sich entweder direkt am Roboter 100, auf dem befahrbaren Gegenstand oder in der näheren Umgebung des Roboters 100 befinden. Wenn beispielsweise vorgesehen ist, dass sich der Roboter 100 innerhalb eines Fahrzeuginnenraums bewegt, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheit 120 den Pfad des Roboters 100 mithilfe von Signalen von Sensoren im Fahrzeuginnenraum, welche insbesondere als Kameras ausgebildet sein können, und/oder der Sitzsensorik, welche insbesondere als kapazitive Sensoren ausgebildet sein können, berechnet. So können beispielsweise als verschmutzt detektierte Bereiche auf den Sitzen gezielt angefahren und durch die Reinigungsvorrichtung 160 gereinigt werden. Es kann ebenfalls vermieden werden, dass der Roboter 100 mit einer erkannten Person oder einem anderen Hindernis zusammenstößt.
-
Zur Energieversorgung des Roboters 100 kann eine Kabelverbindung zu einer externen Energieversorgung außerhalb des Roboters 100 vorgesehen sein. Es kann sich jedoch auch, wie in der 1 dargestellt, eine Energieversorgungseinheit 110 innerhalb des Gehäuses 180 des Roboters befinden, welche den Roboter 100 mit Energie versorgt. Diese Energieversorgungseinheit 110, welche insbesondere als Akkumulator ausgebildet sein kann, kann dann beispielsweise per Induktion oder an einer bestimmten Position am Gegenstand, an dem der Roboter 100 mit einer externen Energieversorgung verbunden sein kann, aufgeladen werden.
-
In der 1 ist dargestellt, dass die Oberfläche 200 flexibel ist. Dadurch wird ermöglicht, dass die Form der Oberfläche 200 sich der des Fortbewegungselementes 140 und/oder des Gegenhaftmittels angepasst. Hierdurch kann die Oberfläche 200 besonders nah an das Gehäuse 180 des Roboters 100 gebracht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Reinigungsvorrichtung 160 am Roboter vorgesehen ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Roboter
- 110
- Energieversorgungseinheit
- 120
- Steuerungsgerät
- 130
- Antrieb
- 131
- Abhebemechanismus
- 140
- Fortbewegungselement
- 141
- Anhaftungsmittel
- 142
- Anhaftungsmittel
- 143
- Oberfläche der Fortbewegungselemente
- 150
- Gegenhaftmittel
- 151
- Oberfläche der Gegenhaftmittel
- 160
- Reinigungsvorrichtung
- 170
- Dampfreinigungseinheit
- 180
- Gehäuse
- 200
- Oberfläche
- 300
- flexible Unterlage
