-
Die Erfindung betrifft ein autonomes Bodenbearbeitungsgerät zur Reinigung von Bodenflächen mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes über Bodenflächen und einer Reinigungseinrichtung zur Reinigung von Bodenflächen, wobei das Bodenbearbeitungsgerät eine Sensorvorrichtung zur Erkennung von Kabeln aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes.
-
Aus der
EP 1 003 088 A1 ist ein Saugroboter bekannt, welcher auf der Bodenfläche befindliche Elektrokabel mit Hilfe eines Kamerasystems erfasst. Allerdings ist die Bildauswertung zur Erkennung von Kabeln technisch relativ aufwendig und unzuverlässig. Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich der Erfindung das Problem eine vereinfachte Kabelerkennung zur Verfügung zu stellen, welche Kabel auf Bodenflächen zuverlässig identifiziert und lokalisiert.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung ein erstes Rad und ein zweites Rad aufweist, wobei das erste Rad translatorisch beweglich in der Sensorvorrichtung gelagert ist, wobei die Lauffläche des zweiten Rades Vertiefungen aufweist, wobei ein Sensorelement der Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine translatorische Bewegung des ersten Rades gegenüber der Sensorvorrichtung zu erfassen.
-
Bei einem autonomen Bodenbearbeitungsgerät kann es sich um einen Saugroboter, einen Wischroboter, einen kombinierten Saug/Wischroboter oder um einen Bodenpflegeroboter handeln. Bei der Antriebseinrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes kann es sich um einen Radantrieb und/oder um einen Kettenantrieb handeln. Bei der Reinigungseinrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes kann es sich um einen Saugmund und/oder eine Wischvorrichtung handeln. Bei einem Kabel kann es sich um jegliches längliches Verbindungselement handeln, welches dazu verwendet wird elektrische Geräte mit einem Versorgungsnetz oder miteinander zu verbinden.
-
Sowohl das erste Rad als auch das zweite Rad der Sensorvorrichtung werden dabei nicht durch eine Antriebseinrichtung angetrieben. Die translatorische Bewegung des ersten Rades der Sensorvorrichtung erfolgt im Wesentlichen senkrecht zu der vom autonomen Bodenbearbeitungsgerät befahrenen Bodenfläche. Die translatorische Bewegung des ersten Rades der Sensorvorrichtung erfolgt zusätzlich zu einer Rotationsbewegung des ersten Rades.
-
Die Lauffläche des ersten und zweiten Rades ist die Fläche, welche dazu ausgebildet ist, einen flächigen Kontakt mit einer Bodenfläche herzustellen. Die Lauffläche des zweiten Rades weist Vertiefungen auf, wodurch die Lauffläche des zweiten Rades abschnittsweise unterbrochen ist. Die Vertiefungen in der Lauffläche des zweiten Rades sind dazu ausgebildet, ein sich auf einer Bodenfläche befindliches Kabel aufzunehmen. Infolge der Aufnahme eines Kabels in einer Vertiefung, kommt es beim Überfahrens eines Kabels mit dem zweiten Rad nicht oder nur sehr begrenzt zu einer translatorischen Bewegung des zweiten Rades senkrecht zur befahrenen Bodenfläche.
-
Beim Überfahren eines auf einer Bodenfläche befindlichen Kabels mit der Sensorvorrichtung wird das erste Rad translatorisch, senkrecht zur Bodenfläche bewegt. Durch die Erfassung dieser Bewegung des ersten Rades mittels des Sensorelementes der Sensorvorrichtung wird das Kabel auf der Bodenfläche detektiert. In der Folge kann die Bewegungsrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes geändert werden, um ein Festfahren des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes an dem Kabel auf der Bodenfläche zu verhindern.
-
Beim Überfahren einer Teppichkante, einer Bodenschwelle oder einer sonstigen flächigen Erhebung einer Bodenfläche kann diese nicht von einer Vertiefung in der Lauffläche des zweiten Rades aufgenommen werden. In der Folge werden das zweite Rad und die Sensorvorrichtung senkrecht zur Bodenfläche bewegt. Auch das erste Rad wird beim Überfahren der Teppichkante, der Bodenschwelle oder der sonstigen flächigen Erhebung von dieser senkrecht zur Bodenfläche bewegt. In diesem Fall wird die Bewegung des ersten Rades durch die Sensorvorrichtung nicht oder nur teilweise erfasst, da die Sensorvorrichtung durch das zweite Rad insgesamt von der Bodenfläche angehoben wurde. Die Teppichkante, die Bodenschwelle oder die sonstige flächige Erhebung wird von der Sensorvorrichtung nicht fälschlicherweise als Kabel detektiert. Eine nicht erforderliche Änderung des Fahrweges des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes wird in diesem Falls vermieden.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das erste und zweite Rad nebeneinander angeordnet sind. Das erste und zweite Rad sind dabei unmittelbar nebeneinander angeordnet, wobei zwischen ersten und zweiten Rad ein geringer Spalt besteht. Das erste und zweite Rad weisen einen annähernd identischen Umfang auf. In einer Neutralposition des ersten Rades, in welcher das erste Rad keine translatorische Bewegung infolge eines Kabels erfährt, ist das erste Rad konzentrisch gegenüber dem zweiten Rad angeordnet.
-
Dabei ist es bevorzugt, dass das erste Rad eine glatte Laufläche aufweist. Die Lauffläche des ersten Rades kann dabei eine Profilierung aufweisen, welche eine Haftung zwischen der Bodenfläche der Lauffläche des ersten Rades im Fahrbetrieb gewährleistet und/oder eine Geräuschentwicklung des ersten Rades reduziert.
-
In einer Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Vertiefungen in der Lauffläche des zweiten Rades eine Tiefe zwischen 4 und 15 Millimetern aufweisen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Vertiefungen geeignet sind haushaltsgebräuchliche Kabelquerschnitte aufzunehmen, ohne dass diese eine Bewegung des zweiten Rades verursachen.
-
Zudem ist es bevorzugt, dass als Sensorelement der Sensorvorrichtung eine Lichtschranke fungiert. In alternativen Ausführungsformen sind als Sensorvorrichtung aber auch andere optische, elektrische oder mechanische Sensoren denkbar, um eine Bewegung des ersten Rades zu detektieren. Bei einer Lichtschranke handelt es sich um ein zuverlässiges und kostenminimales Sensorelement.
-
Es ist bevorzugt, dass das erste Rad über ein Federelement im Bodenbearbeitungsgerät gelagert ist, wobei das Federelement eine Relativbewegung des ersten Rades gegenüber der Sensorvorrichtung ermöglicht. Weiterhin ist es bevorzugt, dass das zweite Rad über ein Axiallager im Bodenbearbeitungsgerät gelagert ist.
-
In einer Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung ein drittes Rad aufweist, wobei das erste Rad zwischen dem zweiten Rad und dem dritten Rad angeordnet ist, wobei in der Lauffläche des dritten Rades Vertiefungen angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das zweite und dritte Rad identisch ausgeführt. Das erste Rad und das dritte Rad sind so zueinander angeordnet, dass zwischen diesen beiden Rädern ein Spalt besteht. Über die Anordnung des dritten Rades wird der Erfassungsbereich der Sensorvorrichtung vergrößert, wodurch die Detektion von Kabeln weiter verbessert wird.
-
Es ist bevorzugt, dass das Sensorelement oberhalb des ersten Rades angeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform ist es denkbar, dass Sensorelement im Wesentlichen oberhalb des ersten Rades anzuordnen. Die Anordnung des Sensorelementes oberhalb des ersten Rades ermöglicht eine zuverlässige Detektion dessen translatorischer Bewegung senkrecht zur Bodenfläche.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung in Bezug auf die Hauptbewegungsrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes vor der Antriebs- und Reinigungseinrichtung am Bodenbearbeitungsgerät angeordnet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Sensorvorrichtung an einer vordersten Position am autonomen Bodenbearbeitungsgerät in Bezug auf dessen Hauptbewegungsrichtung angeordnet. Die Anordnung der Sensoreinrichtung in einem vorderen Bereich des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes ermöglicht eine sichere Detektion von Kabeln bevor diese die Antriebs- und/oder Reinigungseinrichtung blockieren können.
-
Desweiteren wird ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes bevorzugt, in welchem beim Erkennen einer translatorischen Bewegung des ersten Rades gegenüber der Sensoreinrichtung oberhalb eines ersten Grenzwertes die Leistung der Antriebseinrichtung erhöht wird. Die Erhöhung der Leistung der Antriebseinrichtung für einen begrenzten Zeitraum gewährleistet, dass die Antriebsleistung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes ausreicht, um auf Teppiche, Bodenschwellen oder sonstige flächige Erhebungen auf der Bodenfläche auffahren zu können. Hierdurch kann das autonome Bodenbearbeitungsgerät auch erhöhte Bereiche einer Bodenfläche befahren und bearbeiten, ohne dass ein manuelles Eingreifen des Benutzers erforderlich wird.
-
Zudem wird ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes bevorzugt, in welchem beim Erkennen einer translatorischen Bewegung des ersten Rades gegenüber der Sensoreinrichtung oberhalb eines zweiten Grenzwertes die Bewegungsrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes geändert wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei einer Änderung der Bewegungsrichtung um eine Umkehrung der Bewegungsrichtung. Dabei liegt der zweite Grenzwert oberhalb des ersten Grenzwertes. Durch die Änderung der Bewegungsrichtung beim Überschreiten des zweiten Grenzwertes wird ein Festfahren des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes an Kabeln verhindert.
-
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes bevorzugt, in welchem beim Erkennen einer translatorischen Bewegung des ersten Rades gegenüber der Sensoreinrichtung oberhalb eines zweiten Grenzwertes die Reinigungseinrichtung ausgeschaltet wird. Beim Ausschalten der Reinigungseinrichtung kann es sich auch um eine Reduktion der Leistung der Reinigungseinrichtung auf einen Minimalwert handeln. Zudem ist es denkbar nur einzelner Komponenten der Reinigungseinrichtung auszuschalten. Das Ausschalten der Reinigungseinrichtung bei Detektion eines Kabels reduziert das Risiko eines Festfahrens des Bodenbearbeitungsgerätes mit der Reinigungseinrichtung.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 Perspektivische Ansicht eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes mit Sensorvorrichtung;
- 2 Perspektivische Ansicht einer Sensorvorrichtung;
- 3 Unteransicht eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes mit Sensorvorrichtung;
- 4 Schnittansicht einer Sensorvorrichtung;
- 5 Schnittansicht einer Sensorvorrichtung;
- 6 Schnittansicht einer Sensorvorrichtung.
-
1 zeigt die perspektivische Ansicht eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 mit Sensorvorrichtung 16. Das Bodenbearbeitungsgerät 10 verfügt über eine Antriebseinrichtung 12 mit zwei Antriebsrädern 32, welche auf der Unterseite des Bodenbearbeitungsgerätes 10 angeordnet sind. Beide Antriebsräder 32 haben eine profilierte Lauffläche zur Verbesserung der Traktion. In Bezug auf die Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes 10 vor den beiden Antriebsrädern 32 ist eine Reinigungseinrichtung 14 an der Unterseite des Bodenbearbeitungsgerätes 10 angeordnet. Vor der Reinigungseinrichtung 14 ist die Sensorvorrichtung 16 an der Unterseite des Bodenbearbeitungsgerätes 10 angeordnet.
-
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Sensorvorrichtung 16. Die Sensorvorrichtung 16 besteht aus einem ersten 20, zweiten 22 und dritten Rad 30, welche konzentrisch zueinander an der Unterseite des Bodenbearbeitungsgerätes 10 angeordnet sind. Alle Räder 20, 22, 30 der Sensorvorrichtung 16 stehen soweit von der Unterseite des Bodenbearbeitungsgerätes 10 hervor, dass diese eine Bodenfläche 34 kontaktieren, welche vom Bodenbearbeitungsgerät 10 befahren wird. Das erste Rad 20 der Sensorvorrichtung 16 wird seitlich vom zweiten 22 und dritten Rad 30 eingefasst. Die Laufflächen des zweiten 22 und dritten Rades 30 weisen Vertiefungen 26 auf, welche sich gleichmäßig über den Umfang der Laufflächen verteilen. Alle drei Räder 20, 22, 30 der Sensorvorrichtung 16 weisen einen annähernd identischen Durchmesser auf.
-
3 zeigt eine Unteransicht eines autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 mit Sensorvorrichtung 16. Das autonome Bodenbearbeitungsgerät 10 wird über zwei Antriebsräder 32 angetrieben, welche parallel zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes 10 an dessen Gehäuseunterseite angeordnet sind. Die beiden Antriebsräder 32 sind beabstandet voneinander an gegenüberliegenden Seite des Gehäuses des Bodenbearbeitungsgerätes 10 angeordnet. Hierdurch wird ein stabiler Geradeauslauf des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 gewährleistet. In Bezug auf die Hauptbewegungsrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 vor den Antriebsrädern 32 ist die Reinigungseinrichtung 14 an der Gehäuseunterseite angeordnet. Die Reinigungseinrichtung 14 ist mittig zentriert und erstreckt sich annähernd über die komplette Breite des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10. Hierdurch wird eine ausreichende Flächenreinigungsleistung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 gewährleistet. Noch vor der Reinigungseinrichtung 14 in Bezug auf die Hauptbewegungsrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 ist die Sensorvorrichtung 16 angeordnet. Die Sensorvorrichtung 16 ist mittig gegenüber der Reinigungseinrichtung 14 zentriert. Hierdurch wird gewährleistet, dass auf der Bodenfläche 34 befindliche Kabel 18 zuverlässig durch die Sensorvorrichtung 16 detektiert werden bevor sich diese in der Reinigungseinrichtung 14 verfangen.
-
4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Sensorvorrichtung 16, welche sich aus einem ersten Rad 20 und einem zweiten Rad 22 zusammensetzt. Die in 4 dargestellte Sensorvorrichtung 16 befindet sich in Kontakt mit einer Bodenfläche 34, wobei sich die Sensorvorrichtung 16 in einer Neutralposition befindet, in welcher keine Auslenkung durch ein Objekt vorliegt. In dieser Neutralposition sind das erste Rad 20 und das zweite Rad 22 konzentrisch zueinander angeordnet. Beide Räder 20, 22 weisen einen annähernd identischen Durchmesser auf. Das erste Rad 20 verfügt über einen kreisförmigen Querschnitt. Dass zweite Rad 22 weist ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt auf, welcher abschnittsweise durch Vertiefungen 26 unterbrochen wird. Diese Vertiefungen 26 verteilen sich gleichmäßig über den Umfang des zweiten Rades 22. Dabei weisen die Vertiefungen 26 eine Länge von circa 15 Millimetern und eine Tiefe von circa 8 Millimetern auf.
-
5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Sensorvorrichtung 16, welche sich in Kontakt mit einem auf der Bodenfläche 34 liegenden Kabel 18 befindet. Durch den Kontakt mit dem Kabel 18 wird das erste Rad 20 aus der Neutralposition heraus angehoben. Das heißt das Kabel 18 verursacht eine translatorische Bewegung des ersten Rades 20 senkrecht zur Bodenfläche 34, wodurch das erste Rad 20 in den Erfassungsbereich eines Sensorelementes 28 bewegt wird. Simultan wird das Kabel 18 durch eine Vertiefung 26 im zweiten Rad 22 vollständig aufgenommen, wodurch es zu keiner translatorischen Bewegung des zweiten Rades 22 kommt. Infolge der detektierten Bewegung des ersten Rades 20 kann eindeutig auf die Existenz eines Kabels 18 auf der Bodenfläche 34 geschlossen werden. Basierend auf dieser Information kann eine sofortige Umkehr der Fahrtrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 initiiert werden, um ein Festfahren des Bodenbearbeitungsgerätes 10 an dem Kabel 18 zu verhindern.
-
6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Sensorvorrichtung 16, welche sich in Kontakt mit einem auf der Bodenfläche 34 befindlichen Vorsprung 36 befindet. Durch den Kontakt mit dem Vorsprung 36 wird das erste Rad 20 aus der Neutralposition heraus angehoben. Simultan wird das zweite Rad 22 ebenfalls durch den Vorsprung 36 angehoben. Der Vorsprung 36 weist eine zu große flächige Erstreckung auf, um von einer Vertiefung 26 im zweiten Rad 22 aufgenommen werden zu können. Infolge der Bewegung des zweiten Rades 22, welches über ein Axiallager in der Sensorvorrichtung 16 gelagert ist, wird die komplette Sensorvorrichtung 16 durch den Vorsprung 36 angehoben. Aufgrund der Bewegung der Sensorvorrichtung 16 befindet sich das erste Rad 20 nicht vollständig im Erfassungsbereich des Sensorelementes 28, obwohl es durch den Vorsprung 36 angehoben wurde. Infolge der detektierten Teilbewegung des ersten Rades 20 kann darauf geschlossen werden, dass das Bodenbearbeitungsgerät 10 auf einen Vorsprung 36 auffährt, welcher kein Kabel 18 darstellt. Basierend auf dieser Information kann die Fahrtrichtung des autonomen Bodenbearbeitungsgerätes 10 beibehalten werden, da kein Festfahren an einem Kabel 18 zu befürchten ist. Zusätzlich kann die der Antriebseinrichtung 12 des autonomen Bodenbearbeitungsgerät 10 zugeführte elektrische Leistung erhöht werden, um das Befahren des Vorsprungs 36 durch das Bodenbearbeitungsgerät 10 zu verbessern.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Autonomes Bodenbearbeitungsgerät
- 12
- Antriebseinrichtung
- 14
- Reinigungseinrichtung
- 16
- Sensorvorrichtung
- 18
- Kabel
- 20
- Erstes Rad
- 22
- Zweites Rad
- 24
- Lauffläche
- 26
- Vertiefungen
- 28
- Sensorelement
- 30
- Drittes Rad
- 32
- Antriebsräder
- 34
- Bodenfläche
- 36
- Vorsprung
-
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
-
