-
Die Erfindung betrifft eine Saugvorrichtung, insbesondere einen Reinigungs- bzw. Saugroboter, zur Reinigung des Untergrunds in einem Haushalt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Saugvorrichtung.
-
Eine Saugvorrichtung, insbesondere ein Reinigungs- und/oder Saugroboter, kann eine rotierende Bürstenwalze aufweisen, die ausgebildet ist, die Fasern eines zu reinigenden Untergrunds, insbesondere eines Teppichs, aufzurichten, sodass Staub und/oder Verunreinigungen mit erhöhter Güte und/oder Zuverlässigkeit von der Saugvorrichtung aufgesaugt werden können. Die Tatsache, ob die Fasern des zu reinigenden Untergrunds von der rotierenden Bürstenwalze aufgerichtet werden können, und als Folge daraus die Reinigungsqualität der Saugvorrichtung hängen von der Bewegungs- bzw. Fahrtrichtung der Saugvorrichtung ab.
-
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine Saugvorrichtung, insbesondere einen Reinigungsroboter, bereitzustellen, die unabhängig von der Bewegungsrichtung der Saugvorrichtung eine gleichbleibend hohe Reinigungsqualität ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird jeweils durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Saugvorrichtung zur Reinigung einer zu reinigenden Fläche (insbesondere eines Teppichs) beschrieben. Die Saugvorrichtung kann als Haushaltsroboter, insbesondere als Reinigungsroboter bzw. als Saugroboter, zur Reinigung eines Untergrunds ausgebildet sein. Die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, sich selbständig und/oder automatisch auf dem Boden bzw. dem Untergrund in einem Raum bzw. Gelände zu bewegen, insbesondere um den Boden bzw. Untergrund des Raumes bzw. Geländes zu reinigen (insbesondere zu saugen). Zu diesem Zweck kann die Saugvorrichtung ein oder mehrere Antriebseinheiten (z. B. mit ein oder mehreren Antriebsrädern) umfassen, die z. B. durch ein oder mehrere Motoren angetrieben werden. Außerdem kann die Saugvorrichtung ein oder mehrere Reinigungseinheiten umfassen, mit denen der Untergrund gereinigt werden kann. Des Weiteren kann die Saugvorrichtung ein oder mehrere Umfeldsensoren umfassen, um sich innerhalb des Raumes bzw. Geländes zu orientieren.
-
Die Saugvorrichtung umfasst an einer Unterseite, die dafür vorgesehen ist, im Betrieb der Saugvorrichtung der zu reinigenden Fläche zugewandt zu sein, zumindest oder genau eine Reinigungseinheit. Die Reinigungseinheit kann eine Bürstenwalze aufweisen, die sich entlang einer Längsachse der Bürstenwalze erstreckt. Die Längsachse der Bürstenwalze kann parallel zu der Unterseite der Reinigungseinheit angeordnet sein. Die Bürstenwalze kann z. B. eine Länge entlang der Längsachse von 20 cm oder mehr aufweisen. Andererseits kann die Bürstenwalze einen Durchmesser radial zu der Längsachse von z. B. 8 cm oder weniger aufweisen. Die Bürstenwalze kann einen Durchmesser radial zu der Längsachse aufweisen, der kleiner, insbesondere um den Faktor 2 oder mehr, oder 3 oder mehr, oder 5 oder mehr kleiner, als die Länge der Bürstenwalze entlang der Längsachse ist.
-
Des Weiteren kann die Reinigungseinheit einen Saugmund aufweisen, wobei sich der Saugmund entlang der Längsachse der Bürstenwalze erstrecken kann. Der Saugmund kann eine Länge entlang der Längsachse der Bürstenwalze aufweisen, die gleich wie oder größer als die Länge der Bürstenwalze ist. Die Bürstenwalze kann z. B. in dem Saugmund der Reinigungseinheit angeordnet sein.
-
Die Bürstenwalze ist ausgebildet, während des Betriebs der Saugvorrichtung um die Längsachse der Bürstenwalze zu rotieren. Die Bürstenwalze kann dabei mechanisch auf die zu reinigende Fläche einwirken, insbesondere um Verunreinigungen zugänglich zu machen (z. B. durch das Aufrichten bzw. Öffnen von Teppichfasern) und/oder um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche zu lösen.
-
Der Saugmund kann ausgebildet sein, Verunreinigungen der zu reinigenden Fläche, die von der Bürstenwalze zugänglich gemacht wurden oder auf die die Bürstenwalze mechanisch eingewirkt hat, von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen. Die Saugvorrichtung kann zu diesem Zweck ein Gebläse aufweisen, das ausgebildet ist, einen Saug-Luftstrom durch den Saugmund zu bewirken, um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen. Des Weiteren kann die Saugvorrichtung einen Auffangbehälter aufweisen, in dem die durch den Saugmund aufgesaugten Verunreinigungen gesammelt werden können.
-
Die Reinigungseinheit ist ausgebildet, um eine Hochachse der Saugvorrichtung gedreht zu werden, wobei die Hochachse senkrecht zu der Unterseite der Saugvorrichtung angeordnet ist. Die Saugvorrichtung kann z. B. ein (feststehendes) Basisteil aufweisen, in dem die Reinigungseinheit um die Hochachse drehbar gelagert ist. Die Saugvorrichtung kann einen elektrischen Motor umfassen, der eingerichtet ist, die Reinigungseinheit um die Hochachse der Saugvorrichtung zu drehen.
-
Es wird somit eine Saugvorrichtung mit einer Reinigungseinheit beschrieben, die während des Betriebs der Saugvorrichtung um die Hochachse gedreht werden, insbesondere um die Ausrichtung der rotierenden Bürstenwalze der Reinigungseinheit zu verändern. So kann insbesondere die Güte der Reinigung von Teppichböden erhöht werden, da die rotierende Bürstenwalze der Reinigungseinheit relativ zu der Ausrichtung der Fasern des zu reinigenden Teppichbodens ausgerichtet werden kann.
-
Die Saugvorrichtung, insbesondere das Basisteil der Saugvorrichtung, kann ausgebildet sein, entlang einer Bewegungsrichtung über die zu reinigende Fläche bewegt zu werden. Die Bewegung der Saugvorrichtung kann dabei durch ein oder mehrere Antriebseinheiten der Saugvorrichtung (insbesondere bei einem Reinigungsroboter) oder durch einen Nutzer der Saugvorrichtung bewirkt werden.
-
Die Saugvorrichtung kann ausgebildet sein, die Ausrichtung der Reinigungseinheit, insbesondere die Ausrichtung der Längsachse der Bürstenwalze, relativ zu der Bewegungsrichtung der Saugvorrichtung durch eine Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse zu verändern. So kann in zuverlässiger Weise eine für die zu reinigende Fläche optimierte Ausrichtung der Längsachse der Bürstenwalze bewirkt werden, wodurch die Reinigungsgüte der Saugvorrichtung weiter erhöht werden kann.
-
Die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, die Reinigungseinheit, insbesondere wiederholt, um die Hochachse zu drehen, während die Saugvorrichtung entlang einer bestimmten Bewegungsrichtung über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Insbesondere kann bei dem Betrieb der Saugvorrichtung eine dauerhafte Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse erfolgen. Dabei kann die Drehgeschwindigkeit der Reinigungseinheit um die Hochachse in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Saugvorrichtung entlang der Bewegungsrichtung angepasst werden. Die Drehgeschwindigkeit kann z. B. mit steigender Bewegungsgeschwindigkeit erhöht werden (und umgekehrt).
-
Die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, die Reinigungseinheit derart, insbesondere mit einer derart hohen Drehgeschwindigkeit, um die Hochachse zu drehen, während die Saugvorrichtung entlang einer Fahrspur über die zu reinigende Fläche bewegt wird, dass jeder Punkt in einem Fahrschlauch entlang der Fahrspur zumindest zweimal in zwei unterschiedlichen Richtungen von der Reinigungseinheit überstrichen wird.
-
Durch das Bewirken einer dauerhaften Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse der Saugvorrichtung kann eine besonders zuverlässige und gründliche Reinigung der zu reinigenden Fläche, insbesondere eines zu reinigenden Teppichs, bewirkt werden. Insbesondere kann durch das mehrmalige Überstreichen der zu reinigenden Fläche mit unterschiedlichen Ausrichtungen bewirkt werden, dass unabhängig von der Faserausrichtung eines zu reinigenden Teppichs eine gründliche Reinigung erfolgt.
-
Die Saugvorrichtung kann ein oder mehrere Umfeldsensoren (z. B. ein oder mehrere Kameras) umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf die zu reinigende Fläche zu erfassen. Die Saugvorrichtung kann ein Steuermodul umfassen, das eingerichtet ist, die Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse in Abhängigkeit von den Sensordaten zu bewirken.
-
Insbesondere kann das Steuermodul eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten die Ausrichtung von Fasern eines zu reinigenden Teppichs relativ zu der Bewegungsrichtung der Saugvorrichtung über den zu reinigenden Teppich zu ermitteln. Das Steuermodul kann ferner eingerichtet sein, zu bewirken, dass die Reinigungseinheit um die Hochachse gedreht wird, um einen Winkel der Reinigungseinheit, insbesondere einen Winkel der Längsachse der Bürstenwalze, relativ zu der Bewegungsrichtung der Saugvorrichtung einzustellen, der von der ermittelten Ausrichtung der Fasern des zu reinigenden Teppichs abhängt. Beispielsweise kann auf Basis der Sensordaten ein Winkel der Längsachse der Bürstenwalze relativ zu der Bewegungsrichtung der Saugvorrichtung ermittelt und eingestellt werden, durch den die Fasern des zu reinigenden Teppichs in besonders zuverlässiger Weise aufgerichtet bzw. geöffnet werden können.
-
Durch die Berücksichtigung von Sensordaten in Bezug auf die zu reinigenden Fläche bei der Ausrichtung bzw. der Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse kann die Reinigungsgüte der Saugvorrichtung weiter erhöht werden.
-
Das Steuermodul der Saugvorrichtung kann ausgebildet sein, die ein oder mehreren Antriebseinheiten der Saugvorrichtung, insbesondere des Reinigungsroboters, derart anzusteuern, dass die Saugvorrichtung bei einer Hinfahrt entlang einer Hin-Fahrspur und bei einer Rückfahrt entlang einer Rück-Fahrspur, insbesondere entlang einer zu der Hin-Fahrspur parallelen Rück-Fahrspur, über die zu reinigende Fläche bewegt wird. Es kann insbesondere eine mäanderförmige Reinigungsfahrt der Saugvorrichtung bewirkt werden. So kann in zuverlässiger Weise eine vollständige Reinigung der gesamten Fläche in einem Raum bewirkt werden.
-
Das Steuermodul kann eingerichtet sein, den seitlichen Versatz der Rück-Fahrspur zu der Hin-Fahrspur in Abhängigkeit von einem durch eine Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse bewirkten Winkel zwischen der Reinigungseinheit, insbesondere zwischen der Längsachse der Bürstenwalze, und der Hin-Fahrspur einzustellen.
-
Der seitliche Versatz kann dabei derart eingestellt werden, dass ein bei der Hinfahrt von der Reinigungseinheit überstrichener Hinfahrt-Bereich der zu reinigenden Fläche um höchstens 10 % mit einem bei der Rückfahrt von der Reinigungseinheit überstrichenen Rückfahrt-Bereich der zu reinigenden Fläche überlappt. Es kann somit (in Abhängigkeit von der jeweils bewirkten Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse) bewirkt werden, dass die bei den unterschiedlichen Fahrten gereinigten Teil-Flächen bzw. Bereiche sich möglichst wenig überlappen. So kann eine effiziente Reinigung der zu reinigenden Fläche bewirkt werden.
-
Alternativ oder ergänzend kann der seitliche Versatz derart eingestellt werden, dass zwischen dem Hinfahrt-Bereich und dem Rückfahrt-Bereich kein Bereich der zu reinigenden Fläche angeordnet ist, der weder Teil des Hinfahrt-Bereichs noch Teil des Rückfahrt-Bereichs ist. Es kann somit bewirkt werden, dass zwischen den jeweils gereinigten Teil-Flächen bzw. Bereichen kein ungereinigter Bereich verbleibt. Es kann somit in zuverlässiger Weise eine vollständige Reinigung der zu reinigenden Fläche bewirkt werden.
-
Das Steuermodul kann eingerichtet sein, auf der Rückfahrt eine Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse zu bewirken, die komplementär und/oder phasenversetzt zu der Drehung der Reinigungseinheit um die Hochachse auf der Hinfahrt ist. So kann in zuverlässiger Weise bewirkt werden, dass benachbarte Hinfahrt-Bereiche und Rückfahrt-Bereiche eine minimale Überlappung aufweisen und keine ungereinigten Zwischenräume aufweisen.
-
Das Steuermodul kann insbesondere eingerichtet sein, durch Drehen der Reinigungseinheit um die Hochachse zu bewirken, dass die Reinigungseinheit bei der Hinfahrt an einer ersten Stelle auf der Hin-Fahrspur eine Längsstellung aufweist, bei der die Reinigungseinheit parallel zu der Hin-Fahrspur angeordnet ist. Des Weiteren kann das Steuermodul eingerichtet sein, durch Drehen der Reinigungseinheit um die Hochachse zu bewirken, dass die Reinigungseinheit bei der Rückfahrt an einer der ersten Stelle entsprechenden Stelle auf der Rück-Fahrspur eine Querstellung aufweist, bei der die Reinigungseinheit quer zu der Rück-Fahrspur angeordnet ist. Es kann somit ein Rückfahrt-Bereich bewirkt werden, der komplementär zu dem Hinfahrt-Bereich ist. So kann eine vollständige und effiziente Reinigung der zu reinigenden Fläche bewirkt werden.
-
In entsprechender Weise kann das Steuermodul eingerichtet sein, durch Drehen der Reinigungseinheit um die Hochachse zu bewirken, dass die Reinigungseinheit bei der Hinfahrt an einer zweiten Stelle auf der Hin-Fahrspur eine Querstellung aufweist, bei der die Reinigungseinheit quer zu der Hin-Fahrspur angeordnet ist. Ferner kann das Steuermodul eingerichtet sein, durch Drehen der Reinigungseinheit um die Hochachse zu bewirken, dass die Reinigungseinheit bei der Rückfahrt an einer der zweiten Stelle entsprechenden Stelle auf der Rück-Fahrspur eine Längsstellung aufweist, bei der die Reinigungseinheit parallel zu der Rück-Fahrspur angeordnet ist. Es kann somit ein Rückfahrt-Bereich bewirkt werden, der komplementär zu dem Hinfahrt-Bereich ist. So kann eine vollständige und effiziente Reinigung der zu reinigenden Fläche bewirkt werden.
-
Die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, eine Rotation der Bürstenwalze um die Längsachse der Bürstenwalz in zwei unterschiedlichen Rotationsrichtungen zu bewirken. Der Saugmund der Reinigungseinheit kann dann derart ausgebildet sein, dass bei beiden Rotationsrichtungen in zuverlässiger Weise Verunreinigungen und/oder Staub durch den Saugmund aufgesogen werden können.
-
Das Steuermodul kann eingerichtet sein, während einer Reinigungsfahrt eine Änderung der Rotationsrichtung der Bürstenwalze zu bewirken. Beispielsweise kann bewirkt werden, dass sich die Bürstenwalze auf einer Hinfahrt in die erste Rotationsrichtung und auf einer Rückfahrt (ggf. entlang der gleichen Fahrspur oder entlang von parallel angeordneten Fahrspuren) in die entgegengesetzte zweite Rotationsrichtung um die Längsachse dreht. So kann ggf. auf eine Änderung der Ausrichtung der Reinigungseinheit (durch eine Drehung um die Hochachse) zwischen der Hinfahrt und der Rückfahrt verzichtet werden. Das Steuermodul kann insbesondere eingerichtet sein, auf der Rückfahrt die Ausrichtung der Reinigungseinheit bezüglich der Hinfahrt nicht zu verändern (d. h. keine Drehung um die Hochachse zu bewirken), aber die Rotationsrichtung der Bürstenwalze zu ändern. So kann in effizienter Weise auf der Hinfahrt und auf der Rückfahrt eine optimale Überstreichung eines Teppichs jeweils in Faserrichtung erzielt werden.
-
Die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, die Reinigungseinheit in unterschiedlichen Richtungen um die Hochachse zu drehen. Mit anderen Worten, die Saugvorrichtung kann eingerichtet sein, die Reinigungseinheit zeitweise in eine erste Richtung um die Hochachse und zeitweise in eine entgegengesetzte zweite Richtung um die Hochachse zu drehen. Beispielsweise kann die Saugvorrichtung eingerichtet sein, die Reinigungseinheit ausgehend von einer Grundstellung (z. B. der Querstellung) um einen bestimmten Winkel (z. B. + 180°) in die erste (Dreh-) Richtung zu drehen (z. B. bis zu der Längsstellung). Des Weiteren kann die Saugvorrichtung eingerichtet sein, die Reinigungseinheit ausgehend von der Grundstellung um einen bestimmten Winkel (z. B. - 180°) in die entgegengesetzte zweite (Dreh-) Richtung zu drehen (z. B. bis zu der Längsstellung).
-
Die Saugvorrichtung kann somit eingerichtet sein, eine Hin- und Herbewegung der Reinigungseinheit zu bewirken (z. B. um ± 180°). Eine derartige Hin- und Herbewegung ermöglicht es, in effizienter Weise alle Winkelstellungen bzw. Ausrichtungen der Reinigungseinheit einzustellen. Insbesondere können bei einer Begrenzung der Quer-Drehung der Reinigungseinheit auf eine Hin- und Herbewegung in einem begrenzten Winkelbereich (z. B. um ± 180°) die mechanische und elektronische bzw. elektrische Anbindung der Reinigungseinheit an das Basisteil der Saugvorrichtung in besonders effizienter Weise bewirkt werden.
-
Die Saugvorrichtung und/oder das Steuermodul können somit eingerichtet sein, eine Rotation der Bürstenwalze in zwei unterschiedliche (entgegengesetzte) Rotationsrichtungen um die Längsachse der Bürstenwalze zu bewirken. Alternativ oder ergänzend können die Saugvorrichtung und/oder das Steuermodul eingerichtet sein, eine Drehung der Reinigungseinheit in zwei (entgegengesetzte) unterschiedliche Drehrichtungen um die Hochachse der Saugvorrichtung bzw. der Reinigungseinheit zu bewirken. So kann die Reinigungsgüte der Saugvorrichtung weiter erhöht werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Saugvorrichtung zur Reinigung einer zu reinigenden Fläche beschrieben. Die Saugvorrichtung weist an einer Unterseite, die dafür vorgesehen ist, im Betrieb der Saugvorrichtung der zu reinigenden Fläche zugewandt zu sein, eine Reinigungseinheit auf.
-
Das Verfahren umfasst, während des Betriebs der Saugvorrichtung, das Bewirken einer Rotation einer Bürstenwalze der Reinigungseinheit um eine Längsachse der Bürstenwalze, die im Betrieb der Saugvorrichtung parallel zu der zu reinigenden Fläche angeordnet ist, und das Bewirken einer Drehung der Bürstenwalze um eine Hochachse der Saugvorrichtung, die im Betrieb der Saugvorrichtung senkrecht auf der zu reinigenden Fläche steht, um Verunreinigungen der zu reinigenden Fläche zugänglich zu machen oder um auf Verunreinigungen der zu reinigenden Fläche einzuwirken.
-
Außerdem umfasst das Verfahren das Bewirken eines Saug-Luftstroms durch einen Saugmund der Reinigungseinheit, um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen.
-
Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens und/oder der in diesem Dokument beschriebenen Saugvorrichtung in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
-
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1a einen beispielhaften Reinigungsroboter in einer perspektivischen Ansicht;
- 1b die Unterseite eines beispielhaften Reinigungsroboters;
- 2a bis 2d einen beispielhaften Reinigungsroboter mit einer um die Hochachse drehbaren Bürstenwalze in einer perspektivischen Ansicht;
- 3a bis 3d einen beispielhaften Reinigungsroboter mit einer um die Hochachse drehbaren Bürstenwalze in einer Ansicht von unten;
- 4a eine beispielhafte gereinigte Teil-Fläche bei einer Reinigungsfahrt eines Reinigungsroboters mit quer-drehbarer Bürstenwalze;
- 4b eine Überlagerung der gereinigten Teil-Flächen bei einer mäanderförmigen Reinigungsfahrt eines Reinigungsroboters; und
- 5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung einer Saugvorrichtung mit einer quer-drehbaren Bürstenwalze.
-
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und gründlichen Reinigung eines zu reinigenden Reinigungsbereichs mittels einer Saugvorrichtung, insbesondere mittels eines Reinigungs- bzw. Saugroboters. 1a zeigt die Unterseite 122 eines beispielhaften Reinigungsroboters 100, die im Reinigungs- bzw. Saugbetrieb des Reinigungsroboters 100 dem zu reinigenden Boden bzw. der zu reinigenden Fläche eines Reinigungsbereichs, etwa eines Raumes, zugewandt ist. Die Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 weist typischerweise ein oder mehrere Antriebseinheiten 101 (mit ein oder mehreren Antriebsrädern) auf, durch die der Reinigungsroboter 100 bewegt werden kann, um unterschiedliche Bereiche eines Bodens zu reinigen. Des Weiteren kann der Reinigungsroboter 100 ein oder mehrere Führungs- und/oder Stützelemente 104 (z. B. nicht angetriebene Räder) aufweisen, die eine stabile Bewegung des Reinigungsroboters 100 über den zu reinigenden Boden ermöglichen. Außerdem umfasst ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Reinigungseinheiten 106, die eingerichtet sind, den Boden unter dem Reinigungsroboter 100 zu reinigen. Die ein oder mehreren Reinigungseinheiten 106 können durch ein oder mehrere tonnenförmige Abschirmungen 103 in Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100 abgeschirmt sein. Durch die ein oder mehreren Abschirmungen 103 können auf dem Boden liegende größere Gegenstände zur Seite geschoben werden, um zu vermeiden, dass größere Gegenstände in eine Reinigungseinheit 106 gelangen und die Reinigungseinheit 106 schädigen und/oder verstopfen.
-
Eine Reinigungseinheit 106 kann eine Bürstenwalze 102 aufweisen, die ausgebildet ist, sich um eine Rotationsachse zu drehen, wobei die Rotationsachse typischerweise parallel zu der Unterseite 122 des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist. Die Bürstenwalze 102 kann dazu verwendet werden, Staub und/oder Verunreinigungen auf dem zu reinigenden Boden mechanisch von dem Boden zu lösen, so dass der Staub und/oder die Verunreinigungen mit erhöhter Zuverlässigkeit in den Saugmund 107 der Reinigungseinheit 106 gesogen werden können.
-
An der Oberseite 121 des Reinigungsroboters 100 kann eine Benutzerschnittstelle angeordnet sein, die es einem Nutzer des Reinigungsroboters 100 ermöglicht, Steuereingaben zu tätigen. Außerdem kann der Reinigungsroboter 100 an einer Seitenwand 123 (z. B. an einer Seitenwand 123 im Frontbereich des Reinigungsroboters 100) einen Stoßsensor 105 umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, die anzeigen, ob der Reinigungsroboter 100 in Bewegungsrichtung 120 gegen ein Hindernis gestoßen ist. Das Auslösen des Stoßsensors 105 durch ein Hindernis kann bewirken, dass sich der Reinigungsroboter 100 um seine, senkrecht auf dem Boden stehende, Vertikal- bzw. Hochachse dreht, und dadurch die Bewegungsrichtung 120 ändert, um dem Hindernis auszuweichen.
-
Des Weiteren weist ein Reinigungsroboter 100 typischerweise ein oder mehrere Umfeldsensoren 110 auf, die eingerichtet sind, Umfeld- bzw. Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Reinigungsroboters 100 zu erfassen (siehe 1b). Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 110 können umfassen: eine oder mehrere Bildkameras, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, ein oder mehrere taktile und/oder optische Abstandssensoren, ein oder mehrere akustische Sensoren, ein oder mehrere Temperatursensoren, etc. Ein Steuermodul 130 des Reinigungsroboters 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Umfelddaten digitale Karteninformation in Bezug auf den zu reinigenden Reinigungsbereich zu ermitteln und ggf. auf einer Speichereinheit 111 des Reinigungsroboters 100 zu speichern. Der Reinigungsroboter 100 kann die digitale Karteninformation nutzen, um sich innerhalb des Reinigungsbereichs (z. B. innerhalb eines Raums) zu orientieren und/oder um eine Fahrroute zur Reinigung des Reinigungsbereichs festzulegen.
-
Wie bereits oben dargelegt, kann die Bürstenwalze 102 des Reinigungsroboters 100 ausgebildet sein, Grobschmutz zu kehren und/oder Teppichfasern eines zu reinigenden Teppichs zu öffnen bzw. aufzurichten. Dabei weist die Bürstenwalze 102 meist nur eine feste Rotationsrichtung um die Rotationsachse auf, so dass während einer Reinigungsfahrt des Reinigungsroboters 100 nur die Teppichfasern geöffnet bzw. aufgerichtet werden können, deren Faserausrichtung mit der Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100 übereinstimmt. Fasern, deren Faserausrichtungen quer oder entgegen der Bewegungsrichtung 120 liegen, können typischerweise weniger gut geöffnet bzw. aufgerichtet werden, wodurch die Reinigungsgüte des Reinigungsroboters 100 beeinträchtigt wird.
-
2a bis 2d und 3a bis 3d zeigen die Unterseite 122 eines Reinigungsroboters 100, der eine Reinigungseinheit 106 mit einer Reinigungsbürste 102 aufweist, die um die Hochachse des Reinigungsroboters 100 gedreht werden kann. Mit anderen Worten, es wird ein Reinigungsroboter 100 mit einer quer-drehbaren Reinigungsbürste 102 beschrieben. Die Quer-Drehung bzw. die Drehung um die Hochachse wird in den 2a bis 2d und 3a bis 3d durch den Pfeil 203 dargestellt.
-
Der Reinigungsroboter 100 kann ein Basisteil 201 aufweisen, in dem z. B. die ein oder mehreren Antriebseinheiten 101 und ggf. ein oder mehrere Führungs- und/oder Stützelemente 104 angeordnet sind. Das Basisteil 201 bewegt sich gemäß der von den ein oder mehreren Antriebseinheiten 101 vorgegebenen Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100.
-
Die Reinigungseinheit 106 mit der Reinigungsbürste 102 und ggf. mit dem Saugmund 107 ist derart ausgebildet, dass die Reinigungseinheit 106 relativ zu dem Basisteil 201 um die Hochachse des Reinigungsroboters 100 gedreht werden kann. Beispielsweise kann die Reinigungseinheit 106 ein Zahnrad aufweisen, das eine parallel zu der Hochachse des Reinigungsroboters 100 verlaufende Radachse aufweist, und das durch einen Motor (nicht dargestellt) des Reinigungsroboters 100 angetrieben wird, um die Reinigungseinheit 106 um die Hochachse zu drehen.
-
Der Reinigungsroboter 100 kann einen dedizierten Motor aufweisen, mit dem die Drehbewegung der Reinigungseinheit 106, insbesondere der Bürstenwalze 102, um die Hochachse bewirkt wird. Durch die Bereitstellung eines dedizierten Motors für die Drehbewegung der Reinigungseinheit 106 kann eine flexible Anpassung der Drehgeschwindigkeit ermöglicht werden, wodurch die Reinigungsgüte des Reinigungsroboters 100 erhöht werden kann.
-
Alternativ kann zum Antrieb der Drehbewegung der Reinigungseinheit 106, insbesondere der Bürstenwalze 102, der Motor zum Antrieb der ein oder mehreren Antriebseinheiten 101 verwendet werden, z. B. mittels eines Getriebes. So kann in effizienter Weise eine Drehbewegung der Reinigungseinheit 106 bewirkt werden, die proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 100 ist.
-
Während einer Reinigungsfahrt kann die sich um die Rotationsachse rotierende Bürstenwalze 102 zusätzlich um die Hochachse gedreht werden. Als Folge daraus kann die Richtung, mit der die rotierende Bürstenwalze 102 auf Teppichfasern einwirkt, während der Reinigungsfahrt verändert werden, so dass unabhängig von der Ausrichtung der Fasern des zu reinigenden Teppichs eine gründliche Reinigung bewirkt werden kann.
-
Die Bürstenwalze 102 kann sich in einer definierten Richtung 203 um die Hochachse des Reinigungsroboters 100 drehen, was dazu führt, dass sich der Teil der Bürstenwalze 102, der während der Drehbewegung auf einer ersten (z. B. der linken) Seite des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist, entgegen der Bewegungsrichtung 120 bewegt, und dass sich der Teil der Bürstenwalze 102, der während der Drehbewegung auf einer zweiten (z. B. der rechten) Seite des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist, mit der Bewegungsrichtung 120 bewegt. Als Folge daraus ist die Geschwindigkeit, mit der die Bürstenwalze 102 über den zu reinigenden Boden bewegt wird, auf der ersten Seite kleiner als die Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 100 und auf der zweiten Seite höher als die Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 100.
-
4a und 4b zeigen beispielhafte, durch den Reinigungsroboter 100 bei einer Reinigungsfahrt gereinigte, Reinigungsbereiche bzw. Schläuche 400, 410, 420. Aufgrund der Drehung der Reinigungseinheit 106 um die Hochachse des Reinigungsroboters 100 weisen die Reinigungsbereiche 400, 410, 420 geschwungene Ränder 401, 402 auf (wenn sich die Reinigungseinheit 106 nicht mit einer Dreh-Geschwindigkeit dreht, die signifikant, etwa um den Faktor 2, 5 oder 10 oder mehr, höher als die Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 100 ist). Insbesondere ändert sich die Breite der Reinigungsbereiche senkrecht zu der Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100 entlang der von dem Reinigungsroboter 100 zurückgelegten Fahrspur.
-
Die unterschiedlichen effektiven Bewegungsgeschwindigkeiten der Bürstenwalze 102 auf der ersten und auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des Reinigungsroboters 100 führen dazu, dass die Reinigungsfläche 400, 410, 420, die während einer Reinigungsfahrt von der Bürstenwalze 102 überstrichen wird, unterschiedliche Verläufe der Ränder 401, 402 auf den beiden Seiten des Reinigungsroboters 100 aufweisen. Ausgehend von der schmalsten Stelle des Reinigungsbereichs 400, 410, 420 (bei der die Längsachse der Bürstenwalze 102 parallel zu der Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100, in einer Längsstellung, angeordnet ist), wächst die Breite des Reinigungsbereichs 400, 410, 420 auf der ersten Seite langsamer an als auf der zweiten Seite, da die effektive Geschwindigkeit der Bürstenwalze 102 auf der ersten Seite kleiner ist als auf der zweiten Seite des Reinigungsroboters 100.
-
4a zeigt beispielhaft den Verlauf der Breite des Reinigungsbereichs 400 für eine volle Umdrehung der Bürstenwalze 102 um die Hochachse des Reinigungsroboters 100 (ausgehend von einer Querstellung der Bürstenwalze 102, bei der die Bürstenwalze 102 senkrecht zu der Bewegungsrichtung 120 des Reinigungsroboters 100 angeordnet ist, übergehend zu der Längsstellung der Bürstenwalze 102, und wieder zu der Querstellung der Bürstenwalze 102).
-
Der Reinigungsroboter 100, insbesondere das Steuermodul 130 des Reinigungsroboters 100, kann eingerichtet sein, die Form des Reinigungsbereichs 400 bei einer Hinfahrt des Reinigungsroboters 100 entlang einer Hin-Bewegungsrichtung 120 (dieser Bereich 400 wird in diesem Dokument auch als Hinfahrt-Bereich bezeichnet) bei einer Rückfahrt des Reinigungsroboters 100 entlang der entgegengesetzten Rück-Bewegungsrichtung 120 zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Rückfahrt derart erfolgen, dass
- • zwischen den Reinigungsbereichen 400, 410 bei der Hinfahrt und bei der Rückfahrt kein Freiraum entsteht, der nicht von der Bürstenwalze 102 überstrichen wurde; und
- • der Überlappungsbereich zwischen den Reinigungsbereichen 400, 410 bei der Hinfahrt und bei der Rückfahrt möglichst klein, insbesondere minimal, ist. Beispielsweise kann ein Überlappungsbereich bewirkt werden, der um höchstens 10 % größer als der minimal mögliche Überlappungsbereich ist.
-
Zu diesem Zweck kann insbesondere bewirkt werden, dass die Verläufe der einander zugewandten Ränder 401, 402 der Reinigungsbereiche 400, 410 bei der Hinfahrt und bei der Rückfahrt gegenphasig zueinander sind. Mit anderen Worten, es kann bewirkt werden, dass an einer Stelle entlang der Fahrrichtung 120, die Bürstenwalze 102 bei der Rückfahrt die Querstellung aufweist, wenn die Bürstenwalze 102 an dieser Stelle bei der Hinfahrt die Längsrichtung aufgewiesen hat (und umgekehrt).
-
Der Reinigungsroboter 100 fährt bei der Hinfahrt auf einer Hin-Fahrspur, und auf der Rückfahrt auf einer Rück-Fahrspur, wobei die Hin-Fahrspur und die Rück-Fahrspur typischerweise parallel zueinander angeordnet sind. Der Reinigungsroboter 100, insbesondere das Steuermodul 130 des Reinigungsroboters 100, kann eingerichtet sein, den seitlichen Versatz zwischen der Hin-Fahrspur und der Rück-Fahrspur derart zu wählen, dass die o.g. Bedingungen in Bezug auf die Reinigungsbereiche 400, 410 erfüllt sind.
-
4b zeigt beispielhafte Reinigungsbereiche 400, 410, 420 bei einer mäanderförmigen Reinigungsfahrt des Reinigungsroboters 100 mit zwei Hinfahrten und einer dazwischenliegenden Rückfahrt. Die erste Hinfahrt bewirkt einen Reinigungsbereich 400 mit den durch durchgezogene Linien dargestellten Rändern 401, 402, die Rückfahrt bewirkt einen Reinigungsbereich 410 mit den durch gestrichelte Linien dargestellten Rädern 401, 402 und die zweite Hinfahrt bewirkt einen Reinigungsbereich 420 mit den durch gepunktete Linien dargestellten Rändern 401, 402. Wie aus 4b ersichtlich ist, kann durch die Wahl eines geeigneten seitlichen Versatzes der jeweiligen Fahrspuren und durch den gegenphasigen Betrieb der Querdrehung der Bürstenwalze 102 bewirkt werden, dass der zu reinigende Boden vollständig und mit minimaler Überlappung der Reinigungsbereiche 410, 420, 430 gereinigt wird.
-
Es wird somit ein Reinigungsroboter 100 mit einer auf der Unterseite 122 drehbar angeordneten Reinigungseinheit 106 (mit einem Saugmund 107 und einer Bürstenwalze 102) beschrieben. Zusätzlich zur eigentlichen Rotation der Bürstenwalze 102 um die Längs- bzw. Rotationsachse der Bürstenwalze 102 kann die gesamte Reinigungseinheit 106 aus Saugmund 107, Bürste 102 und Bürstenwalzenantrieb um die Hochachse des Roboters 100, d. h. um eine Querachse der Bürstenwalze 102, gedreht werden. Die Drehung um die Querachse der Bürstenwalze 102 kann durch einen Motor des Roboters 100 bewirkt werden.
-
Der Betrieb der quer-drehbaren Bürstenwalze 102 kann derart erfolgen, dass während der Reinigungsfahrt des Roboters 100 die Bürstenwalze 102 in eine dauerhafte Quer-Drehung (um die Hochachse des Roboters 100) versetzt wird. Die Geschwindigkeit der Quer-Drehung kann an die Fahrgeschwindigkeit des Roboters 100 angepasst werden. Die Quer-Drehung kann derart (insbesondere mit einer derart hohen Drehgeschwindigkeit) erfolgen, dass jede Stelle des überfahrenen Bodens aus zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen (z. B. aus nahezu jeder Richtung) mit der Bürstenwalze 102 überstrichen wird. Die zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen können dabei zwischen 90° und 270° zueinander verdreht sein. Auf diese Weise wird ein Teppich auch bei einer einmaligen Überfahrt aus mehreren Richtungen von der Bürstenwalze 102 ausgebürstet, wodurch das Reinigungsergebnis verbessert werden kann.
-
Die während der Fahrt mit der drehenden Bürstenwalze 102 entstehenden Einengungen des überstrichenen Bereichs 400, 410, 420 können dadurch ausgeglichen werden, dass beim Abfahren von benachbarten Mäanderlinien die Stellung der Bürstenwalze 102 angepasst wird, so dass sich enge Stellen und breite Stellen in benachbarten Mäanderlinien (d. h. Fahrspuren) abwechseln. Als Folge daraus kann in effizienter Weise eine komplette Reinigung des zu reinigenden Bodens bewirkt werden.
-
Die bei einer Fahrt entstehende Bewegung der Reinigungseinheit 102 entspricht einer Sinus-Kurve die durch die überlagerte Fahrtbewegung des Roboters 100 auf einer Seite des Roboters 100 gestaucht und auf der anderen Seite des Roboters 100 gedehnt wird. Als Folge daraus entsteht ein (in Bezug auf die Fahrtrichtung 100) asymmetrischer Schlauch 400, 410, 420. Durch einen gegenphasigen Betrieb der Reinigungseinheit 102 auf benachbarten Mäanderlinien kann bewirkt werden, dass geschwungene Ränder 401, 402 von direkt benachbarten Schläuchen 400, 410, 420 komplementär zueinander angeordnet sind, und sich somit ausgleichen.
-
Alternativ oder ergänzend kann das Steuermodul 130 des Reinigungsroboters 100 eingerichtet sein, die Faserrichtung eines zu reinigenden Teppichs auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren 110 zu ermitteln. Die Bürstenwalze 102 kann dann durch eine Quer-Drehung um die Hochachse des Roboters 100 in Abhängigkeit von der ermittelten Faserrichtung bei einer Reinigungsfahrt über den Teppich ausgerichtet werden. Insbesondere kann dabei eine Ausrichtung der Bürstenwalze 102 bewirkt werden, durch die ein maximales Öffnen bzw. Aufstellen der Teppichfasern und/oder ein maximales Ausklopfen der Teppichfasern bewirkt wird.
-
Bei Abfahren eines Mäandermusters kann die Bürstenwalze 102 bei einer Rückfahrt um genau 180° gegenüber der Ausrichtung auf der Hinfahrt gedreht werden, um die Ausrichtung der Bürstenwalze 102 an die Faserausrichtung anzupassen.
-
Durch die Anpassung der Ausrichtung der Bürstenwalze 102 an die Faserausrichtung eines zu reinigenden Teppichs, kann auch ein schräg im Raum liegender Teppich oder ein Teppich mit einer schrägen Faserausrichtung optimal ausgebürstet werden, um ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen.
-
Bei einer schräg zur Roboter-Fahrtrichtung 120 liegenden Faserausrichtung kann somit auch die Bürstenwalze 102 schräg ausgerichtet werden. Dies führt zu einer reduzierten Breite des mit der Bürstenwalze 102 überstrichenen Bereichs 400, 410, 420. Das Steuermodul 130 des Reinigungsroboters 100 kann eingerichtet sein, den seitlichen Versatz der Fahrspuren bzw. der Mäanderlinien des Reinigungsroboters 100 in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Bürstenwalze 102 anzupassen (insbesondere zu reduzieren oder zu erweitern), um Lücken zwischen den Mäandern zu vermeiden und um einen Überlappungsbereich zwischen Mäandern klein zu halten oder zu vermeiden.
-
Es wird somit ein Reinigungsroboter 100 beschrieben, bei dem die Bürstenwalze 102 am Roboter 100 drehbar gelagert ist, sodass sich die Ausrichtung der Bürste 102 innerhalb des Roboters 100 relativ zu der Fahrtrichtung 120 des Roboters 100 ändern kann.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zum Betrieb einer Saugvorrichtung 100 zur Reinigung einer zu reinigenden Fläche. Das Verfahren 500 kann auf einem Steuermodul 130 der Saugvorrichtung 100 implementiert sein. Die Saugvorrichtung 100 kann insbesondere ein Reinigungsroboter sein. Die Saugvorrichtung 100 weist an der Unterseite 122, die dafür vorgesehen ist, im Betrieb der Saugvorrichtung 100 der zu reinigenden Fläche bzw. dem zu reinigenden Boden zugewandt zu sein, eine Reinigungseinheit 106 auf.
-
Das Verfahren 500 umfasst, während des Betriebs der Saugvorrichtung 100, das Bewirken 501 einer Rotation der Bürstenwalze 102 der Reinigungseinheit 106 um die Längsachse der Bürstenwalze 102, wobei die Längsachse im Betrieb der Saugvorrichtung 100 parallel zu der zu reinigenden Fläche bzw. parallel zu der Unterseite 122 der Saugvorrichtung 100 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren 500 das Bewirken 501 einer Drehung der Bürstenwalze 102 um die Hochachse der Saugvorrichtung 100, die im Betrieb der Saugvorrichtung 100 senkrecht auf der zu reinigenden Fläche steht bzw. senkrecht zu der Unterseite 122 der Saugvorrichtung 100 angeordnet ist, um Verunreinigungen der zu reinigenden Fläche zugänglich zu machen oder um auf Verunreinigungen der zu reinigenden Fläche einzuwirken.
-
Das Verfahren 500 umfasst ferner das Bewirken 502 eines Saug-Luftstroms durch den Saugmund 107 der Reinigungseinheit 106, um Verunreinigungen von der zu reinigenden Fläche aufzusaugen.
-
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann unabhängig von der Faserrichtung eines Teppichs ein qualitativ hochwertiges Reinigungsergebnis bewirkt werden. Insbesondere kann bewirkt werden, dass die Teppichfasern unabhängig von der Fahrtrichtung 120 des Roboters 100 in alle Richtungen ausgebürstet werden. So können besonders gründliche Reinigungsergebnisse durch eine verstärkte Bearbeitung des zu reinigenden Bodens bzw. Teppichs bewirkt werden.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Saugvorrichtung 100 und/oder des vorgeschlagenen Verfahrens 500 veranschaulichen sollen.
