DE102021107439A1

DE102021107439A1 - Autonomer, mobiler roboter und servicestation

Info

Publication number: DE102021107439A1
Application number: DE102021107439.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Schahpar; Hubert Streicher; Marc Egger
Original assignee: Robart GmbH
Current assignee: Robart GmbH
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-09-29

Abstract

Es wird ein System mit einem autonomen mobilen Roboter und einer Servicestation beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das System einen autonomen mobilen Roboter, der einen Tank für Reinigungsflüssigkeit und eine Feuchtreinigungseinheit zur Feuchtreinigung mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit und mindestens ein Reinigungswerkzeugs aufweist, sowie eine Servicestation für den Roboter mit einer Serviceeinheit. Der Roboter und die Serviceeinheit sind dazu ausgebildet, das mindestens eine Reinigungswerkzeug der Feuchtreinigungseinheit zu reinigen oder auszutauschen. Die Servicestation oder eine weitere Servicestation weist ein Reinigungsflüssigkeitsreservoir auf und ist dazu ausgebildet ist, den Tank des Roboters zu befüllen oder auszutauschen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Beschreibung betrifft das Gebiet der autonomen mobilen Roboter, insbesondere Methoden zur Nutzung eines Roboters und die Verwendung einer Servicestation um den Roboter autonomer und wartungsfreundlicher zu gestalten.
HINERGRUND
Zahlreiche autonome mobile Roboter sind für unterschiedliche private oder gewerbliche Anwendungen erhältlich, beispielsweise die Bearbeitung oder Reinigung von Bodenflächen. Zahlreiche Geräte verwenden auch Servicestationen, um die nötige Wartung zu reduzieren. So ist es derzeit üblich, dass Roboter eine Ladestation haben, an der sie sich nach Abschluss einer Aufgabe wieder aufladen können, um für die nächste Aufgabe bereit zu stehen.
Die meisten Reinigungsroboter haben eine Trockenreinigungseinheit. Diese ist in erster Linie so gestaltet, dass eine Besen-, Bürsten- oder Saugvorrichtung über eine Bodenoberfläche bewegt und der überfahrene Boden so gereinigt wird.
Es gibt auch Roboter, die über eine Feuchtreinigungseinheit verfügen. Bei diesen wird meist ein befeuchtetes Textil über den Boden bewegt, in dem der sich lösende Schmutz haften bleibt. Auch eine Kombination von Trockenreinigungsgeräten und Feuchtreinigungsgeräten ist mittlerweile verfügbar. Häufig haben derartige Geräte im vorderen Bereich eine Trockenreinigungseinheit und im hinteren Bereich eine Feuchtreinigungseinheit. Auf diese Weise werden die Böden zuerst gekehrt und abgesaugt und vom hinteren Teil mit der Feuchtreinigungseinheit bearbeitet, wobei der festsitzende Schmutz durch Reinigungsflüssigkeit gelöst und vom Textil aufgenommen wird.
Nachteilig bei der Verwendung von Feuchtreinigungseinheiten ist dabei, dass die Feuchtigkeit im Textil nur für einen begrenzten Zeitraum zur Verfügung steht, da sie bei der Reinigung auf den Boden abgegeben wird und anschließend verdunstet. Um diesem Problem entgegenzutreten, gibt es zahlreiche Roboter, die durch Verwendung eines Tanks die Größe des Einsatzgebietes erhöhen.
Ein weiterer Nachteil bei einer derartig ausgeprägten Feuchtreinigungseinheit ist dabei auch, dass diese im Zuge der Reinigung selbst verschmutzt. Dadurch ist der Nutzer üblicherweise gezwungen, häufige Wartungsaufgaben an der Feuchtreinigungseinheit vorzunehmen. So muss das Textil nach Abschluss einer Reinigung abgenommen und per Hand oder in einer Waschmaschine gereinigt werden. Da dies einen beträchtlichen Aufwand darstellt, gibt es auch Reinigungsroboter, die die Reinigung des Textils der Feuchtreinigungseinheit in einer Waschstation ermöglichen. So gibt es Reinigungsroboter, dessen Wischeinheit in einer Servicestation gereinigt wird. Durch diese Maßnahme wird der Aufwand des Textilwaschens für den Nutzer größtenteils reduziert. Durch die Befeuchtung des Textils beim Waschen in der Station kann nach jedem Reinigungsvorgang ein neuer Teilbereich des Reinigungsgebiets bearbeitet werden, wodurch sich die Größe des Einsatzgebietes erhöht.
Die Verwendung bringt in diesem Fall aber auch Einschränkungen: Der Roboter ist gezwungen, an die Servicestation zu fahren sobald das Textil nicht mehr feucht genug ist. Des Weiteren gibt das Textil nach dem Waschvorgang sofort Feuchtigkeit ab. Die Waschstation muss jedenfalls auf einem für die Nassreinigung geeigneten Bodentyp platziert werden. Es können auch nur Pfade auf entsprechenden Bodentypen befahren werden. Somit stellen auch große Distanzen zum nächsten Teilreinigungsziel ein Problem dar, da der gesamte Weg für die Feuchtreinigung geeignet sein muss.
Daher können nur Pfade auf für die Nassreinigung geeigneten Bodentypen befahren werden und die Waschstation muss jedenfalls auf einem solchen Boden platziert werden.
Des Weiteren sind auch große Distanzen zum nächsten Teilreinigungsziel ein Problem da der gesamte Weg für Feuchtreinigung geeignet sein muss. Letztlich sind weite Entfernung für dieses System ungeeignet, da der Mop bei hinreichend langen Distanzen im Zielgebiet kaum mehr Feuchtigkeit aufweist und bald wieder zur Station zurückkehren muss. Dies führt dazu, dass der Roboter relativ viel Zeit benötigt, um die Wege zwischen Station und Teilreinigungsgebiet zurückzulegen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen autonomen Roboter sowie eine Servicestation zur Verfügung zu stellen, wo die Bearbeitungsaufgabe zeiteffizient für große Gebiete durchgeführt und dabei die betriebssichere Interaktion des Nutzers auf ein Minimum reduziert werden. Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst, dem Roboter in verbesserter Weise das Einsatzgebiet anzupassen in dem nass, trocken oder trocken und nass gleichzeitig zu bearbeiten.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese genannte Aufgabe wird durch einen System bzw. einen mobilen Roboter gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Unterschiedliche Beispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird ein System mit einem autonomen mobilen Roboter und einer Servicestation beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das System einen autonomen mobilen Roboter, der einen Tank für Reinigungsflüssigkeit und eine Feuchtreinigungseinheit zur Feuchtreinigung mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit und mindestens ein Reinigungswerkzeugs aufweist, sowie eine Servicestation für den Roboter mit einer Serviceeinheit. Der Roboter und die Serviceeinheit sind dazu ausgebildet, das mindestens eine Reinigungswerkzeug der Feuchtreinigungseinheit zu reinigen oder auszutauschen. Die Servicestation oder eine weitere Servicestation weist ein Reinigungsflüssigkeitsreservoir auf und ist dazu ausgebildet ist, den Tank des Roboters zu befüllen oder auszutauschen.
Weitere Ausführungsbeispiele betreffen autonome mobile Reinigungsroboter. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Roboter einen Tank für Reinigungsflüssigkeit sowie eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Oberfläche mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit auf, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, Reinigungsflüssigkeit für die Reinigung des Reinigungswerkzeuges aus dem Tank des Roboters zu beziehen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche auf, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist. Der Roboter ist dazu ausgebildet, in einem Waschmodus das mindestens eine Reinigungswerkzeug anzuheben und abzusenken, während das Reinigungswerkzeug mit Reinigungsflüssigkeit gespült wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche auf, wobei mindestens das eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist, und wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, in einem Trocknungsmodus durch Drücken des Reinigungswerkzeugs gegen eine Oberfläche Flüssigkeit aus dem Reinigungswerkzeug herauszupressen und/oder durch Bewegen des Reinigungswerkzeugs, insbesondere durch wechselnde Rotation des Reinigungswerkzeugs, Flüssigkeit aus dem Reinigungswerkzeug herauszuschleudern.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, wobei mindestens das eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist, und wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, zu detektieren, dass er feststeckt oder Hindernisse nicht überwinden kann. Falls dies der Fall ist, wechselt der Roboter in einen Hindernismodus, um sich zu befreien oder Hindernisse zu überwinden, wofür das mindestens eine Reinigungswerkzeug bewegt wird, insbesondere angehoben und abgesenkt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche sowie eine Trockenreinigungseinheit zur Trockenreinigung der Bodenfläche auf. In Bezug auf eine Fahrtrichtung des Roboters während eines Reinigungsprozesses ist die Trockenreinigungseinheit vor der Feuchtreinigungseinheit angeordnet, wobei die Trockenreinigungseinheit und die Feuchtreinigungseinheit nicht überlappend am Roboter angeordnet sind, sodass bei einer Reinigung der Feuchtreinigungseinheit die Trockenreinigungseinheit nicht benetzt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren rotierbaren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche sowie eine Trockenreinigungseinheit zur Trockenreinigung der Bodenfläche auf. In Bezug auf eine Fahrtrichtung des Roboters während eines Reinigungsprozesses ist die Trockenreinigungseinheit vor der Feuchtreinigungseinheit angeordnet ist, wobei die Trockenreinigungseinheit und die Feuchtreinigungseinheit nicht überlappend am Roboter angeordnet sind und wobei während eines Reinigungsprozesses, bei dem eine Bodenfläche mit Hilfe der Feuchtreinigungseinheit gereinigt wird, keine Reinigungsflüssigkeit hin zur Trockenreinigungseinheit gelangt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Roboter eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren rotierbaren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche sowie einen Antrieb zum Anheben der Feuchtreinigungseinheit oder der Reinigungswerkzeuge auf, sodass die Reinigungswerkzeuge nicht mehr den Boden berühren. Der Roboter ist dazu ausgebildet, einen Trocknungsprozess durchzuführen, indem die Feuchtreinigungswerkzeuge in angehobenen Zustand bewegt werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von den in den Abbildungen dargestellten Beispielen näher erläutert. Die Darstellungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgetreu und die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten Aspekte. Vielmehr wird Wert darauf gelegt, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien darzustellen.

1 zeigt einen Roboter mit Steuerungseinrichtung auf dem eine Software läuft, um Arbeiten in einem Einsatzgebiet durchzuführen.
2 zeigt ein exemplarisches Blockdiagramm, in dem verschiedene Einheiten eines autonomen mobilen Roboters sowie Peripheriegeräte wie beispielsweise eine Basisstation des Roboters dargestellt sind.
3 zeigt einen Roboter mit Servicestation, in dem ein Roboter mit Reinigungsflüssigkeit versorgt wird und die Feuchtreinigungseinheit gereinigt wird.
4 (Diagramme a, b) zeigt mögliche Reinigungsbahnen, die mit Wischrobotern mit und ohne Tank erzielt werden können.
5 (Diagramme a, b, c) zeigt mögliche Reinigungsbahnen mit Wischrobotern mit Waschsystem, mit Waschsystem und füllbaren Tank sowie mit einem nicht füllbaren Tank in einem Einsatzgebiet.
6 zeigt eine Feuchtreinigungseinheit, die so gesteuert werden kann, dass Reinigungsflüssigkeit gezielt auf ein Reinigungswerkzeug abgegeben wird.
7 zeigt ein mögliches Einsatzgebiet mit verschiedenen Bereichen, wobei der Bereich D nicht für Feuchtreinigung vorgesehen ist.
8, Diagramm a, zeigt einen Reinigungsroboter mit Nass- und Trockenreinigungszone; Diagramm b, zeigt einen Reinigungsroboter beim Ausführen eines Feuchtreinigungsvorganges in einer Servicestation.
9 zeigt Feuchtreinigungswerkzeuge in verschiedenen Ausführungsformen
10 zeigt einen Roboter beim Ausführen Feuchtreinigungsvorganges ohne Servicestation
11 zeigt Auf- und Abwärtsbewegungen des Feuchtreinigungswerkzeugs für Wasch- und Trockenvorgänge.
12, Diagramm a, Zeigt Bewegungsmöglichkeiten des Feuchtreinigungswerkzeugs für Wasch- und Trockenvorgänge; Diagramm b zeigt einen Trocknungsvorgang für ein Feuchtreinigungswerkzeug mit einem Gebläse.
13 zeigt Möglichkeiten, das Feuchtreinigungswerkzeug dazu zu verwenden, Hindernisse zu überwinden und Feststecksituationen zu entkommen.
14 zeigt eine Feuchtreinigungszone mit einem Mop, der rotiert und angehoben bzw. abgesenkt werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die im Zusammenhang mit der Bearbeitung einer Bodenfläche beschriebenen Beispiele und technischen Merkmale des mobilen Roboters sind auch auf einen mobilen Roboter zur Ausführung anderer oder zusätzlicher Tätigkeiten übertragbar. Die vom beschriebenen mobilen Roboter ausgeführten Tätigkeiten können beispielsweise die Bearbeitung von Bodenflächen, die Inspektion der Bodenfläche oder der Umgebung, den Transport von Gegenständen, die Reinigung von Luft und/oder das Ausführen von Unterhaltungsspielen umfassen. Eine Trockenreinigungseinheit ist beispielsweise bei alleiniger Verwendung einer Feuchtreinigungseinheit zwingend notwendig, es kann aber sein, dass das Gerät zusätzlich den Transport von Gegenständen übernehmen kann. Selbiges gilt für die Servicestation. So kann eine Servicestation sowohl eine Vorrichtung sein, die nur eine Funktion ausführt, als auch eine Kombination verschiedener Vorrichtungen. Sie könnte beispielsweise nur eine Ladefunktion oder eine Wasserauffüllfunktion zur Verfügung stellen. Sie könnte aber auch andere oder mehrere Funktionen erfüllen. Beispielsweise wäre eine Staubentleerungsstation mit einer Reinigungsstation und einer Wasserauffüllfunktion kombinierbar.
1 illustriert exemplarisch einen Reinigungsroboter 100. Der Roboter kann verschiedene Funktionen haben: z.B. Reinigungsroboter in unterschiedlichen Ausführungen oder Telepräsenzroboter, etc. Moderne Roboter navigieren kartenbasiert, d.h. sie verfügen über eine elektronische Karte des Robotereinsatzgebietes. In dem dargestellten Beispiel ist der Roboter im Einsatzgebiet unterwegs und die Wände W1 und W2 sind Begrenzungen desselben.
2 zeigt beispielhaft anhand eines Blockdiagramms verschiedene Einheiten (Module) eines AMRs 100. Eine Einheit bzw. ein Modul kann dabei eine eigenständige Baugruppe oder ein Teil einer Software zur Steuerung des Roboters sein. Eine Einheit kann mehrere Untereinheiten aufweisen. Die für das Verhalten des Roboters 100 zuständige Software kann von der Steuereinheit 150 des Roboters 100 ausgeführt werden. In dem dargestellten Beispiel beinhaltet die Steuereinheit 150 einen Prozessor 155, der dazu ausgebildet ist, in einem Speicher 156 enthaltene Software-Instruktionen auszuführen. Einige Funktionen der Steuereinheit 150 können zumindest teilweise auch mit Hilfe eines externen Rechners durchgeführt werden. Das heißt, die von der Steuereinheit 150 benötigte Rechenleistung kann zumindest teilweise auf einen externen Rechner ausgelagert sein. Dieser könnte beispielsweise über ein Heimnetzwerk oder über das Internet (Cloud) erreichbar sein.
3 zeigt einen Reinigungsroboter 100 mit einer Feuchtreinigungseinheit 400, der sich in einer Servicestation 600 befindet. In diesem Fall hat die Servicestation mehrere Vorrichtungen, mit der Wartungsarbeiten am Roboter ausgeführt werden können. So wird der Roboter mit elektrischer Energie 610 und mit Reinigungsflüssigkeit versorgt. In diesem Falle wird Reinigungsflüssigkeit aus dem Tank 620 in den Tank 480 gefüllt. Es bestünde allerdings auch die Möglichkeit, dass der Tank 480 ausgetauscht wird oder 480 direkt über das öffentliche Wasserversorgungsnetz aufgefüllt wird. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass der Roboter das Feuchtreinigungswerkzeug 410 der Feuchtreinigungseinheit400 an der Station 600 reinigt oder reinigen lässt. Systeme mit diesem Merkmal werden als Waschsysteme bezeichnet. Bei Waschsystemen ist es üblich, dass das anfallende Schmutzwasser entsorgt werden muss. Dies geschieht in 3 dadurch, dass sich sammelndes Schmutzwasser in den Tank 630 gepumpt wird. Es könnte jedoch auch beispielsweise in das öffentliche Abwassersystem entsorgt werden.
Wie bereits erwähnt, sind sowohl Roboter bekannt, in denen sich ein Reinigungstank befindet, als auch Roboter, die ein Waschen der Feuchtreinigungseinheit des Roboters ermöglichen. Beide Systeme verfolgen das Ziel, die Größe des möglichen Einsatzgebietes zu erhöhen. So erfolgt bei einem Roboter mit Tank eine Erhöhung der Reichweite soweit bis der Tank leer ist. Eine beliebige Vergrößerung des Tanks ist aber nicht zielführend, da versucht wird, das Gerät klein und tragbar zu halten und es so zu gestalten, dass es möglichst das gesamte Einsatzgebiet abdecken kann. Weiters haben diese Systeme spätestens dann ihre Grenze erreicht, wenn die Verschmutzung der Feuchtreinigungseinheit so groß ist, dass eine adäquate Reinigung nicht mehr möglich ist. Auch Roboter, die ein Waschen des Mops ermöglichen, vergrößern die Größe des möglichen Einsatzgebiets. Bei dieser Variante wird der zu starken Verschmutzung der Feuchtreinigungszone zwar entgegengetreten, da diese gewaschen werden kann, allerdings ist ein ständiges Wiederbefeuchten des Feuchtreinigungswerkzeugs nötig. Dies führt zu dem Nachteil, dass eine häufige Rückkehr an die Servicestation nötig ist, wodurch ein beachtlicher Zeitaufwand entsteht.
Es sind in der Literatur auch Systeme zu finden, in denen Roboter Tanks an Servicestationen auffüllen können. Nachteilig bei diesen Systemen ist, dass auch ihre Nassreinigungszone verschmutzt und somit nur eine begrenzte Erhöhung der Reichweite ermöglicht wird.
In der vorliegenden Erfindung werden die Merkmale der Reinigung der Feuchtzone und eines im Roboter befindlichen Tanks, der an einer Station wiederaufgefüllt werden kann, so kombiniert, dass sich für den Nutzer deutliche Vorteile im Betrieb ergeben. Alle kombinierten Merkmale zielen in erster Linie auf eine Erhöhung der Reichweite ab und stoßen dabei, jedes für sich, dennoch an Grenzen. Für den erfindungsgemäßen Roboter ergibt sich durch Kombination der Merkmale, natürlich auch eine Vergrößerung des Einsatzgebietes. Allerdings übertrifft er alle anderen Systeme deutlich und bewirkt zugleich eine Zeitersparnis im Vergleich zu den besten anderen Lösungen.
Waschsysteme stellen aus bisheriger Sicht eine gute Wahl für Feuchtreinigungsroboter dar, da sie so lange betrieben werden können, bis der Tank an der Servicestation keine Reinigungsflüssigkeit mehr zur Verfügung stellen kann. Unter der Annahme, dass das reine Waschsystem an einer Servicestation die gleiche Menge an Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung hat wie das erfundene System, lässt sich feststellen, dass das reine Waschsystem auch eine ähnlich große bearbeitbare Fläche ermöglicht. Jedoch mit der Einschränkung der Reichweite des reinen Waschgerätes durch die Fahren von bzw. zur Station.
Das reine Waschgerät kann nie einen Weg zurücklegen, der länger ist als es sein Feuchtreinigungswerkzeug ermöglicht, da nur dieses befeuchtet wird und sofort nach Verlassen der Servicestation Feuchtigkeit an den Boden abgibt. Durch den erfindungsgemäßen Tank kann das Feuchtreinigungswerkzeug kontinuierlich nachbefeuchtet werden und ermöglicht somit auch Wege, die über die Maximallänge eines reinen Waschsystems hinausgehen. 4a und 4b zeigen einen Vergleich der beiden Systeme. In 4a wird anhand einer Vogelperspektive der Weg von Robotern verglichen. Der maximale Weg Xw eines Waschsystems zeigt den Weg der von der Servicestation 200 bis zum maximal erreichbaren Punkt M führt. In 4b. wird der maximale Weg Xt eines Waschsystems mit Tank gezeigt, der von der Servicestation 200 über Mw bis zum maximal erreichbaren Punkt Mt führt. Es ist sofort erkennbar, dass bei einem Roboter mit Tank und ähnlichen Rahmenbedingungen auch Gebiete bearbeitet werden können, die über Mw hinausgehen.
Ist die Länge von Mw eines Waschsystems groß genug um jeden Punkt im Einsatzgebiet zu erreichen, kann eine vollständige Reinigung des Gebiets erfolgen. Die erfindungsgemäße Variante bildet in diesem Fall jedoch den Vorteil einer deutlichen Reduktion der Reinigungszeit, da ständige Fahrten zur Servicestation nur mehr seltener nötig sind. Fahrten zurück zur Station erfolgen nur mehr dann, wenn Wasser nachgefüllt werden muss oder die Reinigung der Feuchtreinigungseinheit nötig ist und nicht mehr dann, wenn das Feuchtreinigungswerkzeug zu trocken ist.
5a zeigt die Bearbeitung einer Fläche mit einem Waschsystem an den Punkten Mw1, Mw2, Mw3 und Mw4. Es ist jeweils eine Rückkehr an die Station nötig, da das Feuchtreinigungswerkzeug nicht mehr feucht genug ist. Die dafür benötigte Fahrzeit erhöht die Gesamtreinigungsdauer und verursacht bei Fahrten zu weit entlegenen Punkten überproportional schlechtere Reinigungszeiten, da auch die bearbeitbare Fläche im Randbereich immer kleiner wird. Für den Roboter aus 5b mit einem Nachfülltank-Waschsystem ergibt sich im Vergleich zu 5a. ein Zeitgewinn bei der Bearbeitung. Für Serviceroboter ist dies ein deutlicher Vorteil, da so mehr Zeit zur Verfügung steht, um andere Aufgaben zu erfüllen oder dem Nutzer zur Verfügung zu stehen. 5c zeigt zusätzlich die Fahrt eines vergleichbaren reinen Tanksystems. Es ist sofort erkennbar, dass mit einem derartigen System nicht die vollständige Bearbeitung der ganzen Fläche möglich ist, da der Tank nicht mehr aufgefüllt werden kann bzw. das Feuchtreinigungswerkzeug irgendwann zu verschmutzt ist, um eine weitere Reinigung durchzuführen.
Für den Nutzer ergibt sich beim Nachfülltank-Waschsystem einerseits also der Vorteil, dass die gesamte gewünschte Fläche gereinigt werden kann und dass dies auch schnell erfolgt, sowie der Umstand, dass der Roboter weniger oft zur Servicestation fahren muss. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich der Nutzer in der Nähe der Servicestation befindet und durch den Roboter gestört oder abgelenkt werden könnte. Des Weiteren wird der Boden im Bereich der Bodenstation seltener befahren. Dies führt zu einer geringeren Abnutzung dieses Bereiches und von Verschleißteilen des Roboters. Insbesondere trifft dieser Vorteil natürlich dann zu, wenn die Feuchtreinigungseinheit im Bearbeitungsmodus ist und der Boden nur bedingt für Feuchtreinigung, wie z.B. Parkett, geeignet ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Größe des Tanks auf die typische Verschmutzung der Feuchtreinigungseinheit abgestimmt ist. Dadurch ist es möglich, eine möglichst optimale Zeit zu bestimmen bei der, bei Rückkehr des Roboters, sowohl der Tank aufgefüllt werden muss, als auch eine zielführende Reinigung des Feuchtreinigungswerkzeugs durchzuführen ist wobei der Roboter klein bleibt.
Für den Nutzer ergibt sich im Vergleich zu Systemen ohne Waschfunktion, auch der Vorteil der selteneren nötigen Nutzerinteraktionen.
Die Nutzerinteraktion bei Systemen mit Waschfunktion beschränkt sich vor allem auf das Befüllen und Entleeren der Flüssigkeiten in der Station. Eine Wartung des Roboters bzw. des Feuchtreinigungswerkzeuges ist nicht mehr bzw. nur mehr selten nötig.
Vor allem bei Home Reinigungsrobotern, die auch für den Einsatz in privaten Räumlichkeiten vorgesehen sind, geht die Erwartung immer mehr Richtung Wartungsfreiheit. Für Trockenreinigungsgeräte ist dies z.B. durch das Absaugen des Staubbehälters im Roboter gut gelöst, bei Nassreinigungsgeräten ist jedoch immer noch problematisch, dass alle Geräte am Markt häufig aufwändige Wartung benötigen. Vor allem bei Feuchtreinigungsgeräten ohne Waschsystem ist dieser Aufwand oft beträchtlich, da die Textile der Reinigungswerkzeuge per Hand oder in der Waschmaschine gereinigt werden müssen. Durch die Erfindung ist es möglich, dass der Nutzer große Flächen rasch reinigen kann, auch wenn er nicht anwesend ist.
Wird die Feuchtreinigungseinheit 400, wie in 6 dargestellt, so aufgebaut, dass zusätzlich angesteuert werden kann, ob Reinigungsflüssigkeit aus dem Tank in das Feuchtreinigungswerkzeug eingebracht wird, erhöht sich die Größe des möglichen Einsatzgebietes nochmals deutlich. Möglich wird dies beispielsweise über ein steuerbares Ventil 430, oder stattdessen einer Pumpe, die die Abgabe der Reinigungsflüssigkeit aus dem Tank steuert. Limitierend ist in diesem Fall nur mehr die Größe der Flüssigkeitsbehälter in der Station. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bisherige Systeme feste Einsatzlimitierungen haben. Tanksysteme sind jedenfalls durch den Verschmutzungsgrad der Feuchtreinigungseinheit limitiert. Reine Waschsysteme sind dadurch limitiert, dass auf dem Weg von der Servicestation zum eigentlichen Einsatzgebiet ständig Wasser abgegeben wird. Dies erfolgt einerseits durch Benetzung bzw. Abtropfen der Feuchtigkeit vom Reinigungswerkzeug sowie durch Verdunstung. Es ist also so, dass bei Erreichen eines weit entfernten Zieles deutlich weniger Reinigungsflüssigkeit vorhanden ist als beim Verlassen der Servicestation. Durch diesen Umstand verkleinert sich die Fläche in der eine adäquate Feuchtreinigung durchgeführt werden kann. Durch die Verwendung eines verschließbaren Tanks verschwindet diese Begrenzung. Die Distanz zum Einsatzgebiet ist nur mehr durch physikalische Begrenzungen und die Energieversorgung des Roboters limitiert. Durch diese Maßnahme könnte eine Abgabe der Reinigungsflüssigkeit bei Bedarf erst ab einem bestimmten Punkt erfolgen. So könnte z.B. In 4 b der Roboter so angesteuert werden, dass erst ab dem Punkt Mw Wasser aus dem Tank abgegeben wird. Ein weiterer Vorteil der sich daraus ergibt ist, dass die Ressource der Reinigungsflüssigkeit eingespart wird, da diese auf dem Weg zu Mw nicht mehr verdunstet oder auf den Boden abgegeben wird.
Von Vorteil ist dieses System auch, wenn ein Einsatzgebiet erreicht werden soll, das durch nicht für Feuchtreinigungswerkzeuge geeignete Bereichen von der Basisstation abgeschnitten ist. So kann es beispielsweise vorkommen, dass Fliesen im Bad gereinigt werden sollen, der Weg zum Bad jedoch durch Zimmer führt, die einen Teppichboden haben. Im Fall eines steuerbaren Tanks, steht einer Durchquerung der Teppichbodenzone bei der Fahrt zum Bad nichts entgegen, sofern das Nassreinigungswerkzeug nicht feucht ist. Der Roboter kann dann sobald er im Bad ist, die Reinigungsflüssigkeit auf das Nassreinigungswerkzeug aufbringen und mit der Reinigung starten.
7 verdeutlicht diesen Zusammenhang. Es ist ein Raum in der Vogelperspektive dargestellt der in die Bereiche A, B, C und D aufgeteilt ist. Im Bereich A befinden sich der Roboter und die Servicestation. Die Bereiche A, B und C sind für Feuchtreinigung geeignet werden jedoch durch den Bereich D, der nicht für Feuchtreinigung geeignet ist, voneinander getrennt. Eine Reinigung von B wäre nach dem Auffüllen des Tanks im Roboter 100 an der Servicestation 600 dann möglich, wenn das Feuchtreinigungswerkzeug noch trocken ist.
Das Rückfahren des Roboters 100 zur Servicestation 600, die sich im Bereich A, befindet ist jedoch weiterhin nicht ohne weiteres möglich, da die Restfeuchtigkeit im Feuchtreinigungswerkzeug dem Teppich D schaden könnte. Um dem entgegenzutreten, ist es beispielsweise möglich, einen Trocknungsvorgang zu starten, auf den später noch detaillierter eingegangen wird.
Eine weitere Verbesserung des Roboters könnte dadurch erreicht werden, ihn zusätzlich mit einer Trockenreinigungseinheit 500 auszustatten. Die Trockenreinigungseinheit 500 wird üblicherweise durch eine Kehrfunktion, eine Saugfunktion, oder eine kombinierte Kehrsaugfunktion realisiert. Es gibt auch bereits einige Produkte, die eine Kehr-Saugfunktion mit einer Nassreinigungsfunktion verbinden. Allerdings sind diese nicht mit einer Waschfunktion bzw. Tankfüllfunktion im Roboter ausgestattet. In 8a ist ein Roboter in der Draufsicht dargestellt, der eine Trockenreinigungseinheit und eine Nassreinigungseinheit aufweist. Er hat eine vordere Seite F und eine rückwertige Seite B. Des Weiteren besitzt er eine Trockenreinigungseinheit 400 und eine Feuchtreinigungseinheit 400, die in diesem Fall durch einen Bereich G mit einem Abstand getrennt sind. Der Vorteil der Kombination einer Trockenreinigungseinheit und einer Feuchtreinigungseinheit liegt vor allem darin, dass üblicherweise vorerst lose und leicht lösbare größere Partikel vom Boden entfernt werden und anschließend festsitzende Verschmutzungen mit Hilfe der Feuchtreinigungseinheit. Um dies zu bewerkstelligen, sind viele Reinigungsroboter so aufgebaut, dass bei einer Vorwärtsbewegung die Trockenreinigungszone der Feuchtreinigungszone vorausgeht. Da Roboter üblicherweise vorwärts fahren, ist normalerweise auch die Andockbewegung zur Station so ausgeführt, dass diese mit der Trockenreinigungszone voran ankoppeln.
Beim Waschvorgang der Feuchtreinigungseinheit führt dies jedoch zum Problem, dass die vorne liegende Trockenreinigungseinheit über einen Bereich fährt, der für die Reinigung der Feuchtreinigungseinheit vorgesehen ist. Dadurch kann es zu unerwünschtem Feuchtigkeitseintritt in der Trockenreinigungseinheit kommen. Um dies zu verhindern, kann erfindungsgemäß der Roboter auf eine Weise andocken, mit der er zuerst mit dem Feuchtreinigungswerkzeug in die Station einfährt, in der die Feuchtreinigung durchgeführt wird. Dies könnte z.B. dadurch erfolgen, dass der Roboter rückwärts in die Servicestation einfährt. Dies gestaltet zwar den Andockvorgang etwas komplizierter, ermöglicht aber einen besseren Schutz der Trockenreinigungseinheit. In 8b ist die Seitenansicht eines Roboters in einer Waschstation zu sehen, bei dem dieses Prinzip umgesetzt wurde. Die Feuchtreinigungseinheit 400 mit dem darunter liegenden Feuchtreinigungswerkzeug 410 wird so in die Station 600 eingefahren, dass die Trockenreinigungseinheit 500 sowie das Trockenreinigungswerkzeug 510 nicht von der Feuchtigkeit beeinflusst werden. Dies geschieht vor allem auch durch den Abstand G bzw. durch Antispritzstrukturen AS im Bereich G des Roboters 100 und der Servicestation 600.
Insbesondere ist der Schutz der Trockenreinigungseinheit dann gegeben, wenn die Trockenreinigungseinheit und die Feuchtreinigungseinheit nicht überlappend wie in 8 aufgebaut sind. So kann erfindungsgemäß eine Trennung der Zonen durch den Bereich G erfolgen, indem beispielsweise das Robotergehäuse einen durchgehenden Bereich bildet. Bei genügend großer Distanz ist dann eine Verunreinigung der Trockenreinigungseinheit nahezu ausgeschlossen. Zusätzlich kann beispielsweise auch eine Auswölbung AS im Robotergehäuse einen derartigen Schutz bieten. Des Weiteren ist es denkbar, dass ähnliche Schutzvorrichtungen auch auf Seiten der Servicestation angebracht sein können.
Von besonderem Interesse sind diese Trennung und der Schutz vor allem dann, wenn die Feuchtreinigungseinheit gereinigt wird. Bei der Reinigung der Feuchtreinigungswerkzeuge kann es dazu kommen, dass Spritzer von Reinigungsflüssigkeit um den Waschbereich, in der Nähe vom Feuchtreinigungswerkzeug 410, entstehen. Diese sollen durch die Erfindung derart abgehalten werden, dass sie die Trockenreinigungseinheit 500 nicht beeinflussen. Um einen zusätzlichen Schutz der Trockenreinigungseinheit zu gewährleisten, können auch Luftströme verwendet werden. So ist es möglich, Luft vom Trockenreinigungsbereich in den Nassreinigungsbereich zu führen, der Spritzer veranlasst nicht in Richtung Trockenreinigungseinheit zu fliegen. Dies könnte einerseits durch ein Gebläse aber auch eine Absaugung realisiert werden. Dabei ist es möglich, dass eine entsprechende Luftstromvorrichtung im Roboter oder in der Servicestation vorgesehen ist. Die Verwendung einer derartigen Luftstromvorrichtung bietet zusätzlich den Vorteil, dass Roboter und Basisstation besser belüftet werden und sich durch die zirkulierende Luft schwieriger Bakterien oder Pilze bilden können. Des Weiteren ist es damit möglich, auch die feuchten Bereiche des Feuchtreinigungswerkzeuges zu trocknen. Auf weitere Vorteile der Trocknung des Feuchtreinigungswerkzeugs wird später nochmal detailliert eingegangen.
Bisherige Systeme waschen den Feuchtreinigungsbereich dadurch, dass das Feuchtreinigungswerkzeug in einer Ausbuchtung der Basisstation gespült und geschrubbt wird wobei die Reinigungsflüssigkeit direkt von der Basisstation zur Verfügung gestellt wird. Erfindungsgemäß kann sowohl zumindest ein Teil der Reinigungsflüssigkeit, als auch ein Teil aus einem Tank des Roboters verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass Verschmutzungen im Feuchtreinigungswerkzeug mit Flüssigkeit gespült wird, die von Innen kommt. In 6 wird ist dieses Grundprinzip bereits erkennbar. Mit dem Ventil 430 oder stattdessen mit einer Wasserpumpe wird Reinigungsflüssigkeit auf das Reinigungswerkzeug aufgebracht. Im einfachsten Fall könnte beim Waschen des Reinigungswerkzeuges, der gleiche Mechanismus verwendet werden, welcher auch zur Befeuchtung des Reinigungswerkzeuges bei der Bodenreinigung verwendet wird. Aufwändigere Systeme könnten auch andere Vorrichtungen verwenden die beispielsweise spezielle Reinigungsflüssigkeit für den Waschvorgang vorsehen.
Die Reinigungsflüssigkeit, die der Roboter zur Bodenreinigung oder zum Waschen verwendet, kann beispielsweise auf die Rückseite des Reinigungswerkzeugs aufgebracht werden. Wobei mit Rückseite jene Seite gemeint ist, die nicht Richtung Boden weist. In sind einige mögliche Varianten für eine derartige Aufbringung von Flüssigkeit auf das Feuchtreinigungswerkzeug 410 dargestellt. Das Reinigungswerkzeug kann aus mehreren Teilen bestehen. In diesen Fällen hat es jeweils immer ein Verbindungsstück zur Feuchtreinigungseinheit 414, eine Feuchtreinigungsgrundplatte 411 und ein Feuchtreinigungstextil 415. Die Flüssigkeit wird über die Feuchtreinigungseinheit 400 aufgebracht und durchtränkt bzw. spült dabei mithilfe Kapillarkräften und Gravitation das Reinigungswerkzeugs. Dabei werden auch Verschmutzungen aus dem Reinigungswerkzeug 410 gespült.
Wird bei der Reinigung des Feuchtreinigungswerkzeugs die Pumpe oder das Ventil verwendet das für die Entleerung des Tanks vorgesehen ist können auch Kosten gespart werden. Des Weiteren führt die Reduzierung mechanisch beweglicher Teile zu einer geringeren Fehlerquote des Gesamtsystems.
Einige Systeme verfügen über die Möglichkeit das Feuchtreinigungswerkzeug horizontal zu bewegen. Dies wird dazu verwendet, um bei der Feuchtreinigung von Böden die Reinigungsleistung zu erhöhen. Auch beim Reinigen des Feuchtreinigungswerkzeugs kann durch Reiben des Reinigungswerkzeugs an Bereichen in der Station diese Reinigungswirkung beim Waschen erhöht werden. Von Vorteil ist, dass die gleichen die Bewegung des Feuchtreinigungswerkzeugs für das Waschen und die Bodenreinigung verwendet werden können.
Das Waschen, also der Reinigungsvorgang des Reinigungswerkzeuges, erfolgt durch eine Spülung und Reibbewegungen. Dabei werden üblicherweise größere Mengen Reinigungsflüssigkeit z.B. Wasser verbraucht, als dies bei der normalen Bodenreinigung der Fall ist. Dieser Mehrbedarf könnte einerseits aus dem Tank des Roboters kommen oder andererseits durch zusätzliches Wasser direkt von der Servicestation bereitgestellt werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass dieses Spülwasser mit einem erhöhten Druck auf oder in das Reinigungswerkzeug aufgebracht wird. In diesem Fall könnte beispielsweise das in 6 eingezeichnete Ventil durch eine Pumpe ersetzt werden und somit auch eine Druckspülung erlauben.
Durch die Erfindung, dass der Roboter selbst die Spülung des Reinigungswerkzeuges kontrollieren kann und zusätzlich auch unterstützende Waschbewegungen durch Bewegung des Reinigungswerkzeuges ausführen kann, ergibt sich die Möglichkeit, dass der Roboter autonom steuern kann, welche Reinigung vorgenommen werden soll. Dies führt zu mehreren Vorteilen.
So könnten beispielsweise verschiedene Waschprogramme durchgeführt werden, die aufgrund der Gegebenheiten des Robotereinsatzgebietes sinnvoll erscheinen. Dies kann zum Beispiel über eine Auswertung der verwendeten Karte erfolgen, die dem Roboter zur Verfügung steht. Eine andere Möglichkeit wäre auch die Auswertung der im Einsatzgebiet zur Verfügung stehenden Böden oder Gegenstände.
Auch eine Station kann durch diese Erfindung konstruktiv einfach und robust gestaltet werden und könnte beispielsweise nur grundlegende Schnittstellen zur Verfügung stellen wie beispielsweise das Auffüllen der Reinigungsflüssigkeit oder die Entsorgung der Abwasserflüssigkeit. Es wäre somit möglich, eine Station zu bauen, die keinerlei Datenkommunikation mit dem Roboter Bedarf und trotzdem die Möglichkeit bietet, an die Umgebung adaptiere Funktionen zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird bei der Reinigung des Reinigungswerkzeugs die Reinigungsflüssigkeit, die aus dem Robotertank kommt, üblicherweise von oben, seitlich oder aus dem Inneren des Reinigungswerkzeugs kommend auf das Reinigungswerkzeug aufgetragen. 9 zeigt verschieden Varianten, wie Reinigungsflüssigkeit aufgetragen werden kann. Beim Auftragen von oben kann einerseits die Gravitation genutzt werden, andererseits könnte auch eine Spülung mit erhöhtem Druck stattfinden. Durch die Bewegung der Feuchtreinigungseinheit oder des Feuchtreinigungswerkzeugs kann auch das Aufbringen und Verteilen der Reinigungsflüssigkeit vorteilhaft gestaltet werden. So kann beispielsweise bei der Verwendung von rotierenden Reinigungswerkzeugen bei Aufbringen der Flüssigkeit auf einen Punkt, diese durch die Rotation über den gesamten Kreisumfang verteilt werden. Zusätzlich kann eine bessere Aufbringung bzw. Spülung dadurch ermöglicht werden, dass sich Wannen und Kanäle in oder auf dem Reinigungswerkzeug befinden oder die Reinigungsplatte 411 gitterförmig aufgebaut ist. Dadurch kann die Reinigungsflüssigkeit besser verteilen oder schneller in die relevanten Bereiche der Reinigungszonen geleitet werden. Es können auch Textile eingesetzt werden, deren Kapillarkräfte für diese Belange sorgen oder rotierende Reinigungswerkzeuge verwendet werden, bei dem Zentrifugalkräfte für eine bessere Spülung des Reinigungswerkzeugs sorgen. Ein weiterer bereits kurz angesprochener Vorteil, der sich durch die Verwendung der Reinigungsflüssigkeit aus dem Tank ergibt, ist, dass dafür das gleiche Ventil oder die Pumpe verwendet werden kann, die auch für das Aufbringen der Flüssigkeit für die Bodenreinigung vorgesehen ist. Wobei zu beachten ist, dass üblicherweise für einen Reinigungsvorgang des Feuchtreinigungswerkzeugs ein höherer Wasserverbrauch pro Zeiteinheit nötig ist, als dies bei der Bodenreinigung der Fall ist.
Durch die Erfindung ist es auch möglich, dass sich der Roboter vollkommen selbstständig zu wäscht. Es wäre also nicht einmal eine Servicestation nötig, die üblicherweise für den Reinigungsvorgang des Feuchtreinigungswerkzeugs benötigt wird. 10a zeigt einen Roboter bei einem derartigen Waschvorgang. Wobei zum Waschen Flüssigkeit aus dem Tank 180 entnommen und über eine Pumpe 431 auf das Reinigungswerkzeug aufgebracht wird. Da beim Reinigungsvorgang der Feuchtreinigungseinheit aber Reinigungsflüssigkeit RF austritt, ist darauf zu achten, dass diese keine Schäden verursacht.
Je nach Einsatzgebiet könnte kann dies der Fall sein oder auch nicht. Ist dies Fall, könnte der Nutzer auch nur den Roboter kaufen. Ist dies nicht der Fall, könnte für ihn ein System aus Roboter und Servicestation mit Wascheinheit zur Verfügung gestellt werden.
Eine Möglichkeit für den Einsatz ohne Waschstation wäre beispielsweise, wenn der Roboter 100 die Reinigung in einem Abflussbereich 900 des Einsatzgebietes durchführt. 10b zeigt ein Beispiel dafür.
Ein derartiger Abflussbereich 900 könnte beispielsweise ein Abflussbereich 900 im Boden eines Bades sein. So ist es teilweise üblich, dass Bäder eine leichte Neigung im Boden haben und im tiefsten Bereich Wasser in das öffentliche Abwassersystem abfließen kann. Häufig sind derartige Abflussbereiche 900 auch mit einer durchlöcherten Abdeckung z.B. einem Gitter abgedeckt. Diese Abdeckung könnte erfindungsgemäß auch als Waschbrett für den Reinigungsvorgang verwendet werden. Der Roboter könnte sich somit ohne der Serviceeinheit einer Servicestation reinigen. Es wäre auch möglich, dass der Roboter eine zusätzliche Einheit oder eine Funktion aufweist, die Verunreinigungen durch Reinigungsflüssigkeit RF, eines derartigen Waschvorgangs wieder beseitigt.
Um den Reinigungsvorgang zusätzlich zum Spülen mit Reinigungsflüssigkeit effizienter zu gestalten, ist es möglich, eine Bewegung des Feuchtreinigungswerkzeuges zu verwenden. Einige bisherige Systeme nutzen bereits Bewegungen der Feuchtreinigungseinheit um den Reinigungsvorgang zu unterstützen. So gibt es bereits Systeme, die durch rotieren des Reinigungswerkzeugs über einen Schaber erzeugt ein Waschbewegung erzeugen. Dies entspricht in etwa dem Prinzip des händischen Wäschewaschens. Dabei wird mit Reinigungsmittel und Flüssigkeit immer wieder über eine gewölbte Oberfläche gezogen. Nachteilig bei dieser bei dieser Art der Reinigung ist vor allem, dass das Reinigungswerkzeug immer mit dem gleichen Druck auf das Reinigungswerkzeug bearbeitet wird. Dieser Druck entsteht in erster Linie aufgrund des Gewichts des Roboters. Eine erfindungsgemäße Abhilfe, um den Reinigungsvorgang noch effizienter zu gestalten ist, das Feuchtreinigungswerkzeug, oder natürlich ersatzweise auch die gesamte Feuchtreinigungseinheit, anzuheben oder abzusenken. 11a und 11b veranschaulichen ein derartiges System. Hier wird das Feuchtreinigungswerkzeug in 11a in angehobenem Zustand und 11b in abgesenktem Zustand dargestellt. Durch das Abheben und Absenken, das natürlich auch beliebig oft wiederholt werden kann, sowie durch weitere, z.B. horizontale oder rotierende, Bewegungen des Reinigungswerkzeugs und die Anpassung der Menge von Reinigungsflüssigkeit, wird das Waschen noch effizienter. Im Gegensatz zu anderen Systemen, die beim Waschen auf die reine Gewichtskraft des Roboters setzen, kann ein höhenverstellbares Feuchtreinigungswerkzeug auch Druck erzeugen, der den durch reine Gewichtskraft übersteigt. Möglich wird dies z.B. durch Ausnutzung der Trägheitskraft des Roboters. Um hier einen relevanten Anteil zu erhalten, ist natürlich eine entsprechend hohe Beschleunigung des Feuchtreinigungswerkzeugs nötig. Eine weitere Möglichkeit, um hohe Drücke zu erzeugen, ist in 11c dargestellt. Der Roboter samt Feuchtreinigungswerkzeug wird in einen Bereich gebracht, der eine bestimmte Höhe aufweist. Durch anschließendes Ausfahren des Reinigungswerkzeugs auf eine Distanz, die größer dieser Höhe ist, kann ein sehr großer Auspressdruck erzeugt werden. Möglichkeiten für einen derartigen Vorgang bietet beispielsweise die in 11c dargestellte Servicestation 600. In ihr könnten entsprechende Träger 690 dafür vorgesehen sein. Die vorgestellten Varianten bieten auch die Möglichkeit, den Anpressdruck bei Reinigungsvorgängen der Feuchtreinigungseinheit gezielt zu variieren. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um verschiedene Waschprogramme zu erzeugen. Zur Erzeugung von Waschprogrammen können natürlich auch weitere Optionen verwendet werden. So kann die Menge an Reinigungsflüssigkeit, mit der gespült wird, variiert werden oder auch zusätzliche Reinigungsflüssigkeit verwendet werden, Es wäre denkbar, dass eine normale Grundreinigung nur eine Spülung mit Wasser vorsieht und eine Intensivreinigung zusätzlich Waschmittel verwendet. In beiden Fällen könnten die dafür vorgesehene Mittel aus dem Roboter oder von einer Servicestation bezogen werden.
Ein weiterer Vorteil dieses Auspressens ist, dass damit die Möglichkeit geschaffen wird, die Feuchtigkeit im Reinigungswerkzeug zu reduzieren. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Feuchtigkeit für die Bearbeitung bestimmter Gebiete auf dafür geeignete Werte zu bringen. Bei bisherigen Systemen ist dies nicht möglich, da dort immer mit gleichen Kräften gearbeitet wird und somit nach dem Waschvorgang die gleiche Menge an Feuchtigkeit vorhanden ist. Zusätzlich haben diese Systeme den Nachteil, dass sie anfangs sehr feuchte Reinigungswerkzeuge besitzen, die dann immer trockener werden und dadurch eine ungleichmäßige Reinigung bewirken. Durch die Erfindung ist es dem Roboter möglich, die Feuchtigkeit in weiten Grenzen einstellbar zu gestalten. Dies geschieht beim erstmaligen Befeuchten oder am Ende des Waschvorgangs, also bei oder nach der Reinigung des Feuchtreinigungswerkzeugs. Während der Durchführung der Bodenbearbeitung kann der Roboter, falls er die steuerbaren Elemente dafür besitzt, zusätzlich die Flüssigkeitsabgabe auf das Feuchtreinigungswerkzeug steuern. Auf diese Weise kann eine Reinigung erfolgen, die eine durchgehend gleichmäßige Feuchtigkeit des Feuchtreinigungswerkzeugs gewährleistet. Der Feuchtigkeitszustand könnte zusätzlich durch einen Feuchtigkeitssensor erfasst werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine adäquate Einstellung der gewünschten Feuchtigkeit noch genauer möglich ist. Das ist unter anderem bei einem Einsatzgebiet mit verschiedenen Bodenbelägen der Fall. Vor allem Wohnräume bestehen häufig aus Räumen mit verschiedensten Bodenbelägen. So ist ein gefliestes Bad, Eingangsbereiche mit Parkett und Wohnzimmerbereiche mit Teppich durchaus üblich. Häufig haben diese Bereiche auch verschiedene Anforderung bezüglich ihrer Pflege mit feuchten Reinigungsmitteln.
Zusätzlich zum Einstellen der Feuchtigkeit durch Auspressen ergibt sich die Möglichkeit des Anhebens des Feuchtreinigungswerkzeugs. Durch das Anheben und Verschließen der Wasserzufuhr zum Feuchtreinigungswerkzeug, kann der Roboter in einen Modus gebracht werden, in dem das Feuchtreinigungswerkzeug trocknet. Das trockene Feuchtreinigungswerkzeug könnte dann auch als Trockenreinigungswerkzeug verwendet werden. So wäre das Polieren von Flächen möglich, in dem das trockene Feuchtreinigungswerkzeug abgesenkt wird. Bereiche könnten mit oder auch ohne zusätzlicher Bewegung des trockenen Feuchtreinigungswerkzeugs bearbeitet werden. Um das Trocknen noch schneller zu gestalten, kann der Roboter einen Modus aufweisen, indem beispielsweise das Werkzeug in angehobenem Zustand bewegt wird. 12a zeigt mögliche Bewegungen, die ein Feuchtreinigungswerkzeug ausführen kann um schneller zu trocknen. Die gleichen Bewegungen können selbstverständlich auch beim Befeuchten oder beim Waschen genutzt werden. Die Bewegung des Feuchtreinigungswerkzeugs kann je nach Ausführung zum Beispiel durch Schütteln oder Rotieren oder auch richtungswechselnde Bewegungen erfolgen. Eine weitere Möglichkeit, um ein schnelleres Trocknen zu gewährleisten, ist, das Feuchtreinigungswerkzeug in einen Bereich eines trockenen Luftstroms zu bringen. In 12b ist dies veranschaulicht. Dieser könnte zusätzlich eine höhere Temperatur als die Umgebung aufweisen und natürlich auch mit der Bewegung des Feuchtreinigungswerkzeugs kombiniert werden. Der Luftstrom kann, wie bereits zuvor ausgeführt, beispielsweise durch ein Gebläse 190 im Roboter oder in der Servicestation erfolgen. Auf weitere Möglichkeiten bei Verwendung eines Luftstroms des Roboters wird später noch einmal eingegangen.
Wie bereits aus Patent US7578020B2 bekannt, kann ein Anheben einer Feuchtreinigungseinheit dazu genutzt werden, um beispielsweise Teppichbereiche zu vermeiden. Eine vollständige Sicherheit ist dabei aber nicht gewährleistet, da nicht sichergestellt ist, ob das Feuchtreinigungswerkzeug so trocken ist, dass garantiert keine Flüssigkeit auf den Boden tropft. Im angesprochenen Dokument wird lediglich darauf verwiesen, dass sie für Teppiche eine Möglichkeit darstellt. Zum Schutz von Teppichgebieten, könnte der bereits kurz angesprochene Feuchtigkeitssensor verwendet werden, um sicher zu stellen, dass ein Überfahren von feuchtigkeitsempfindlichen Gebieten sicher möglich ist. 7 zeigt ein Beispiel für ein Einsatzgebiet, bei dem durch die Trocknungsfunktion eine Bearbeitung aller Nassbereiche A, B und C möglich ist, da der Teppichbereich D überfahren werden kann. Auch die Trockenreinigung des Bereichs D nach Trocknen des Feuchtreinigungswerkzeugs ist möglich. Alternativ könnte das Feuchtreinigungswerkzeug auch nur angehoben werden, sofern die Feuchtigkeit einen Wert nicht überschreitet, bei dem Bereich D gefährdet wäre.
Neben der Möglichkeit, das höhenverstellbare Feuchtreinigungswerkzeug zum Waschen und Trocken zu verwenden, kann es auch für einen Hindernisüberwindungsmodus verwendet werden. Verfängt sich der Roboter beispielsweise in einer Umgebung und kann er sich mit dem ihm zur Verfügung stehenden Mitteln nicht mehr befreien, oder befindet er sich an unüberwindbaren einer Stufe, es möglich, dass er sich mithilfe von Bewegungen des Feuchtreinigungswerkzeugs befreien, bzw. die Hürde doch überwinden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass er sich mit dem Feuchtreinigungswerkzeug abstützt / abstößt oder verfangene Objekte anhebt / absenkt oder durch Drehungen freigibt. 13 zeigt einige Möglichkeiten derartiger Befreiungs- und Überwindungsmodi.z.B. 13. a das Überwinden einer Stufe durch Reibkraftunterstützung per Feuchtreinigungseinheit. 13b das Anheben des Feuchtreinigungswerkzeugs beim Andocken an die Servicestation. 13c das Bewegen der Feuchtreinigungseinheit um sich aus Kabeln zu befreien.
Wie bereits zuvor angesprochen, ist es für Roboter, die sowohl eine Trockenreinigungseinheit als auch eine Feuchtreinigungseinheit haben, von Vorteil, wenn im Zuge der Reinigung der Feuchtreinigungseinheit keine Feuchtigkeit in die Trockenreinigungseinheit gelangen kann. Dies wurde bereits anhand von 8 erläutert. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Roboter 100 Zonen für die Trockenreinigungseinheit 510 und Feuchtreinigungseinheit 410 aufweist, die derart voneinander getrennt sind, dass Flüssigkeitsspritzer von der Feuchtreinigungszone in die Trockenreinigungszone reduziert werden. Dies kann einerseits durch größere Abstände G, als auch beispielsweise durch Auswölbungen auf dem Gehäuse oder dichtend auf das Gehäuse aufgebrachte Bauteile, die eine derartige Auswölbung darstellen, erfolgen. Des Weiteren ist auch die bereits zuvor angesprochene Ausnutzung einer Luftströmung möglich. Von besonderem Vorteil sind diese Vorkehrungen AS am Roboter 100, wenn der Roboter eine Reinigung der Feuchtreinigungseinheit abseits der Servicestation durchführt, da diese dann den Schutz nicht gewährleisten kann.
Des Weiteren ist es nachvollziehbar, dass ein derartiger Schutz AS der Trockenreinigungseinheit auch dann zielführend ist, wenn sich der Roboter im Bodenreinigungsbetrieb befindet. Derzeit gibt es bereits am Markt verfügbare Geräte, die getrennte Trockenreinigungszonen und Feuchtreinigungszonen aufweisen. Diese verfügen jedoch meist über keine Bewegungsmöglichkeit des Feuchtreinigungswerkzeugs oder nur über eine Rüttelbewegungsmöglichkeit um den Boden zu bearbeiten. Besonders vorteilhaft erweist sich die Feuchtreinigung aber wenn rotierende Feuchtreinigungswerkzeuge verwendet werden. Aufgrund der großen Flächen von Feuchtreinigungswerkzeugen und dem begrenzten Raum im Roboter ist eine Trennung von Feucht- und Trockenreinigungszone in diesem Fall nicht ohne weiteres möglich. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass eine Trennung der Feuchtreinigungseinheit und der Trockenreinigungseinheit durch das Gehäuse erfolgt. Ähnlich dem Reinigungsvorgang des Feuchtreinigungswerkzeugs lässt sich der Schutz der Trockenreinigungszone durch gleiche Vorkehrungen erreichen. So kann dies durch eine Erhöhung der Distanz G zwischen Trockenreinigungszone und Feuchtreinigungszone erfolgen. Oder auch dadurch, dass ein durchgehender Bereich des Robotergehäuses diese Zonen deutlich trennt. Die Trennung der Feucht- und Trockenzone durch Aufteilung in unterschiedliche Baugruppen, Prallbleche oder andere Auswölbungen wären, wie oben erwähnt, andere mögliche Ausführungsvarianten.
Selbstverständlich könnten auch wieder Luftströmungen dafür verwendet werden. Viele Trockenreinigungsgeräte verfügen über eine Luftpumpe. Mit dieser wird Staub aufgenommen und in einem Behälter des Roboters gesammelt. Die Abluft dieser Einheit könnte beispielsweise für derartige Schutzfunktionen herangezogen werden.
Selbstverständlich könnte die gleiche Luftversorgung dann auch beim Trocknungsprozess zum Einsatz kommen. Wird die Luft zusätzlich durch warme Gebiete des Roboters geführt, kann einerseits die Trockenleistung erhöht werden, als auch andererseits durch die Luft eine Kühlung von Bauteilen erfolgen.
Von besonderem Vorteil ist eine erfindungsgemäße Ausführung, wenn das beschriebene Feuchtreinigungswerkzeug wie in 14a rotieren kann und zusätzlich auch angehoben werden kann. In 14a wird die Unterseite eines Roboters 100 gezeigt, der über ein Trockenreinigungswerkzeug 510 und ein Feuchtreinigungswerkzeug 410 verfügt. Auch der Antispritzschutz AS ist eingezeichnet und trennt die beiden Reinigungsbereiche. Die Feuchtreinigungswerkzeuge rotieren gegenläufig und können jeweils in beide Richtungen drehen. Des Weiteren können sie angehoben werden. Neben den bereits beschriebenen Vorteilen ist in diesem Fall eine Trocknung des Feuchtreinigungswerkzeugs durch Anheben und Rotieren besonders effizient, da die sich ergebenden hohen Geschwindigkeiten am Rand des Reinigungswerkzeuges ein schnelles Ausschleudern bzw. Verdampfen der Flüssigkeit ermöglichen.
Die Trocknungsfunktion der Feuchtreinigungseinheit ist einerseits natürlich an einer Servicestation möglich, insbesondere an einer Servicestation für die Reinigung der Feuchtreinigungseinheit vorgesehen ist, andererseits ist es natürlich auch möglich, das Trocknen im gesamten Einsatzgebiet durchzuführen. Dabei ist zu beachten, dass die ausgeschleuderte Flüssigkeit oder Feuchtigkeit keinen Schaden verursacht. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass der Roboter dies nur an geeigneten Plätzen vornimmt oder dass er die Trocknung nur bei Grenzwerten vornimmt, bei denen damit gerechnet werden kann, dass beispielsweise keine Flüssigkeitsspritzer auftreten. Beispielweise könnte die Rotationsgeschwindigkeit des Feuchtreinigungswerkzeugs über einen derartigen Grenzwert verfügen. Eine andere Möglichkeit ergibt sich dadurch, dass der Roboter selbst Schutzbleche und oder Rinnen ASZ aufweist, mit denen die ausgeschleuderte Flüssigkeit oder Feuchtigkeit aufgefangen werden.
Ein weiterer Vorteil bei der Konstruktion des Roboters mit rotierendem Feuchtreinigungswerkzeug, ist, dass es relativ einfach möglich ist, für mehrere Feuchtreinigungswerkzeuge den gleichen Motor für die horizontale Bewegung zu verwenden. Es ist auch vorstellbar, dass der Roboter für das Anheben des Werkzeugs oder alternativ der ganzen Feuchtreinigungseinheit den gleichen Antrieb verwendet wie für die Rotation. So könnte beispielsweise eine Rotation in eine Richtung das Werkzeug nach unten drücken und eine Rotation in die andere Richtung das Werkzeug anheben.
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

US 7578020 B2 [0060]

Claims

Ein System umfassend: einen autonomen mobilen Roboter, der einen Tank für Reinigungsflüssigkeit und eine Feuchtreinigungseinheit zur Feuchtreinigung mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit und mindestens ein Reinigungswerkzeug aufweist; eine Servicestation für den Roboter mit einer Serviceeinheit, wobei der Roboter und die Serviceeinheit dazu ausgebildet sind, das mindestens eine Reinigungswerkzeug der Feuchtreinigungseinheit zu reinigen oder auszutauschen; und wobei die Servicestation oder eine weitere Servicestation ein Reinigungsflüssigkeitsreservoir aufweist und dazu ausgebildet ist, den Tank des Roboters zu befüllen oder auszutauschen.
Das System gemäß Anspruch 1, wobei der Roboter weiter eine Vorrichtung aufweist, um die Befeuchtung der Feuchtreinigungseinheit mit Reinigungsmittel aus dem Tank zu steuern.
Das System gemäß Anspruch 1-2, wobei der Roboter weiters eine Trockenreinigungseinheit aufweist
Das System gemäß Anspruch 3, wobei die Feuchtreinigungseinheit derart am Roboter angeordnet ist, dass beim Andocken des Roboters an die Servicestation die Feuchtreinigungseinheit zuerst in die Servicestation eingeführt wird.
Das System gemäß Anspruch 3-4, wobei die Feuchtreinigungseinheit derart am Roboter angeordnet ist, dass nach dem Andocken des Roboters an die Servicestation die Trockenreinigungseinheit des Roboters nicht durch die Feuchtigkeit der Feuchtreinigungseinheit oder der Serviceeinheit beeinflusst wird.
Das System gemäß Anspruch 3-5, wobei die Servicestation ein Gebläse oder eine Absaugung aufweist.
Das System gemäß Anspruch 1 bis 6, wobei die Serviceeinheit der Servicestation und der Roboter dazu ausgebildet sind, zum Reinigen des mindestens einen Reinigungswerkzeugs, Reinigungsflüssigkeit zumindest teilweise aus dem Tank des Roboters zu beziehen
Das System gemäß Anspruch 3-7, wobei das Reinigungsprogramm mit dem das Feuchtreinigungswerkzeug gereinigt wird vom Roboter gesteuert wird.
Einen autonomen mobilen Roboter, der aufweist: einen Tank für Reinigungsflüssigkeit und eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Oberfläche mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit; wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, Reinigungsflüssigkeit für die Reinigung des Reinigungswerkzeuges aus dem Tank des Roboters zu beziehen.
Der Roboter gemäß Anspruch 9, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, Reinigungsflüssigkeit aus dem Tank von oben auf das mindestens eine Reinigungswerkzeug aufzubringen.
Der Roboter gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug Kanäle zum Leiten der Reinigungsflüssigkeit aufweist, die mit dem Tank gekoppelt sind oder zur Aufbringung Kanäle oder Rinnen am Reinigungswerkzeug zu verwenden.
Der Roboter gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, zum Reinigen des Reinigungswerkzeugs dieses zu bewegen, während das Reinigungswerkzeug eine Oberfläche, insbesondere ein Waschbrett einer Servicestation oder einen Abflussbereich des Bodens berührt.
Ein autonomer, mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist, und wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, in einem Waschmodus das mindestens eine Reinigungswerkzeug Anzuheben und Abzusenken, wobei das Reinigungswerkzeug mit Reinigungsflüssigkeit gespült wird
Der Roboter gemäß Anspruch 13, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, zum Reinigen des Reinigungswerkzeugs dieses zu bewegen während das Reinigungswerkzeug das Waschbrett berührt.
Ein autonomer, mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist, und wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, in einem Trocknungsmodus durch Drücken des Reinigungswerkzeugs gegen eine Oberfläche Flüssigkeit aus dem Reinigungswerkzeug herauszupressen und/oder durch Bewegen des Reinigungswerkzeugs, insbesondere durch wechselnde Rotation des Reinigungswerkzeugs, Flüssigkeit aus dem Reinigungswerkzeug herauszuschleudern.
Der Roboter gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, in einem Trocknungsmodus die Feuchtreinigungseinheit anzuheben, um diese Trocknen zu lassen und wobei das Reinigungswerkzeug während des Trocknens bewegt wird.
Der Roboter gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, der weiters ein Gebläse aufweist, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, das Reinigungswerkzeug zu trocknen, indem Luft aus dem Gebläse auf das Reinigungswerkzeug strömt.
Ein autonomer, mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit mindestens einem Reinigungswerkzeug zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug höhenverstellbar ist, und wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, zu detektieren, dass er feststeckt oder Hindernisse nicht überwinden kann und falls ja, in einen Hindernismodus zu wechseln, um sich zu befreien oder Hindernisse zu überwinden, wobei das mindestens eine Reinigungswerkzeug bewegt wird, insbesondere angehoben und abgesenkt wird.
Der Roboter gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Reinigungswerkzeug anzuheben, bevor er in eine Servicestation einfährt.
Ein autonomer mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, und eine Trockenreinigungseinheit zur Trockenreinigung der Bodenfläche, wobei in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Roboters während eines Reinigungsprozesses die Trockenreinigungseinheit vor der Feuchtreinigungseinheit angeordnet ist, und wobei die Trockenreinigungseinheit und die Feuchtreinigungseinheit nicht überlappend am Roboter angeordnet sind, sodass bei einer Reinigung der Feuchtreinigungseinheit die Trockenreinigungseinheit nicht benetzt wird.
Ein autonomer mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren rotierbaren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, und eine Trockenreinigungseinheit zur Trockenreinigung der Bodenfläche, wobei in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Roboters während eines Reinigungsprozesses die Trockenreinigungseinheit vor der Feuchtreinigungseinheit angeordnet ist, und wobei die Trockenreinigungseinheit und die Feuchtreinigungseinheit nicht überlappend am Roboter angeordnet sind, wobei während eines Reinigungsprozesses, bei dem eine Bodenfläche mit Hilfe der Feuchtreinigungseinheit gereinigt wird, keine Reinigungsflüssigkeit hin zur Trockenreinigungseinheit gelangt.
Der Roboter gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei ein Gehäuseteil des Roboters zwischen Trockenreinigungseinheit und Feuchtreinigungseinheit eine Barriere bildet, sodass von der Feuchtreinigungseinheit keine Flüssigkeit zur Trockenreinigungseinheit gelangt.
Ein autonomer mobiler Roboter, der aufweist: eine Feuchtreinigungseinheit mit einem oder mehreren rotierbaren Reinigungswerkzeugen zur Feuchtreinigung einer Bodenfläche, einen Antrieb zum Anheben der Feuchtreinigungseinheit oder der Reinigungswerkzeuge, sodass die Reinigungswerkzeuge nicht mehr den Boden berühren; wobei der Roboter dazu ausgebildet ist, einen Trocknungsprozess durchzuführen, indem die Feuchtreinigungswerkzeuge in angehobenen Zustand bewegt werden.
Der Roboter gemäß Anspruch 23, wobei der Antrieb zum Anheben der Feuchtreinigungseinheit gleichzeitig auch die Rotationsbewegung für die Reinigungswerkzeuge bewirkt.