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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung bezieht sich auf Roboterarbeitsvorrichtungen und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung einer verbesserten Bearbeitung von Arbeitsbereichskanten einer Roboterarbeitsvorrichtung, wie z.B. eines Rasenmähers.
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HINTERGRUND
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Automatisierte oder robotergestützte Elektrowerkzeuge wie z. B. Mähroboter werden immer beliebter. Bei einem typischen Einsatz wird ein Arbeitsbereich, z. B. ein Garten, durch ein Begrenzungskabel umschlossen, das entlang der (äußeren) Kanten des Arbeitsbereichs verläuft, um den Mähroboter innerhalb des Arbeitsbereichs zu halten. Der Arbeitsbereich kann auch durch Objekte wie Mauern oder Felsen begrenzt sein.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Arbeitsbereichs 105, d. h. eines Gartens, in dem eine Roboterarbeitsvorrichtung 10, z. B. ein Mähroboter, in Betrieb ist.
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Der Garten enthält eine Reihe von Hindernissen, die hier beispielhaft durch eine Reihe (2) von Bäumen (T), einen Stein (S) und ein Haus (H) dargestellt werden. Die Bäume sind sowohl im Hinblick auf ihre Stämme (durchgehende Linien) als auch auf die Ausdehnung ihres Blattwerks (gestrichelte Linien) hervorgehoben. Der Garten wird von einem Begrenzungskabel 120 umschlossen, durch das ein Steuersignal 125 von einem in einer Ladestation 110 untergebrachten Signalgenerator 115 übertragen wird, wobei das Steuersignal 125 ein Magnetfeld erzeugt, das von der Roboterarbeitsvorrichtung 10 erfasst werden kann. In diesem Beispiel ist das Begrenzungskabel 120 so verlegt, dass sich um die Bäume und das Haus sogenannte Inseln bilden. Es ist jedoch anzumerken, dass die Bäume und das Haus vom Mähroboter 10 durch die Verwendung einer Kollisionserkennung erkannt werden können, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.
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Wenn eine Grenze erkannt wird, ist der Mähroboter so eingestellt, dass er zurückfährt, um ein Verlassen des Arbeitsbereichs zu vermeiden. Da die Magnetsensoren in der Regel vor der Mähscheibe oder einem anderen Arbeitswerkzeug angeordnet sind, wird der Bereich zwischen dem Magnetsensor und der Mähscheibe sowie andere Bereiche nicht geschnitten oder anderweitig bearbeitet, was zu einem ungleichmäßig bearbeiteten Garten führt.
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Das Gleiche passiert, wenn ein Mähroboter auf ein Objekt trifft, z. B. wenn er mit dem Objekt kollidiert. Aus offensichtlichen Gründen ist die Mähscheibe nicht in der Lage, den Bereich zu bearbeiten, der dem Objekt am nächsten liegt, was ebenfalls zu einem ungleichmäßig bearbeiteten Garten führt.
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Aus Sicherheitsgründen ist der Mindestabstand zwischen der Mähscheibe und dem Rand (einem beliebigen Rand) des Mähroboters 10 begrenzt, um das Risiko zu minimieren, dass eine Person versehentlich von der Mähscheibe verletzt wird. Dadurch wird verhindert, dass ein Gegenstand, wie z. B. ein Fuß, eine Hand oder ein Testkörper (P), weit genug unter den Mähroboter geschoben wird, um mit der Mähscheibe 160 in Kontakt zu kommen.
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Infolgedessen gibt es einen Bereich in der Nähe jeder Kante, auch um Hindernisse herum, der nicht so gut bearbeitet wird wie der Rest des Arbeitsbereichs. In 1 ist dieser Bereich durch die gestrichelten Linien gekennzeichnet. Das gleiche Ergebnis wird auch dann erzielt, wenn die Roboterarbeitsvorrichtung nach einer anderen Art von Begrenzung arbeitet, z. B. mit Hilfe von Satelliten- und/oder Bakennavigation, da der ungleichmäßig bearbeitete Bereich nicht auf die Navigationstechnik, sondern auf den begrenzten Abstand d1 von Scheibe zu Rand zurückzuführen ist.
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Daher besteht ein Bedarf an einer verbesserten Art und Weise, eine gleichmäßigere Bearbeitung der Arbeitsbereichskanten für eine Roboterarbeitsvorrichtung, wie z. B. einen Mähroboter, zu gewährleisten.
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ZUSAMMENFASSUNG (Allgemeiner Beschreibungsteil)
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Es ist daher ein Ziel der Lehre dieser Anmeldung, diese Probleme zu überwinden oder zumindest zu reduzieren, indem ein Roboterarbeitsvorrichtungssystem bereitgestellt wird, das eine selbstfahrende Roboterarbeitsvorrichtung umfasst, die so ausgebildet ist, dass sie auf einer Oberfläche in einem Arbeitsbereich arbeitet, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung ein Arbeitswerkzeug und einen Körper mit einem Schildteil (oder: Schutzteil, Schirmteil) umfasst, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie: feststellt, dass sich die Roboterarbeitsvorrichtung einer Kante des Arbeitsbereichs nähert, und als Reaktion darauf den Schildteil absenkt; das Arbeitswerkzeug in Richtung des Schildteils bewegt; und an der Kante arbeitet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie vorübergehend an der Kante arbeitet, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie feststellt, dass der Betrieb an der Kante abgebrochen werden soll, und als Reaktion darauf: das Arbeitswerkzeug zurückfährt; den Schildteil zurückfährt; von der Kante weg navigiert und den Betrieb im Arbeitsbereich fortsetzt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie ihre Geschwindigkeit reduziert, wenn sie erkennt, dass sich die Roboterarbeitsvorrichtung der Kante nähert.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie ihre Geschwindigkeit reduziert, indem sie anhält, während sie den Schildteil absenkt und das Arbeitswerkzeug bewegt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie an der Kante in einem stationären Modus arbeitet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie an der Kante arbeitet, indem sie der Kante folgt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie feststellt, ob es möglich ist, den Schildteil abzusenken, und, falls dies nicht möglich ist, den Vorgang an der Kante abbricht und das Arbeitswerkzeug zurückfährt, den Schildteil zurückfährt, von der Kante weg navigiert und im Arbeitsbereich weiterarbeitet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie den Schildteil absenkt und das Arbeitswerkzeug gleichzeitig in Richtung des Schildteils bewegt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie feststellt, dass sich die Roboterarbeitsvorrichtung der Kante nähert, indem sie erkennt, dass sie kurz vor dem Überqueren der Kante steht.
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In einer Ausführungsform umfasst die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem eine Außenschale, wobei der Schildteil Teil der Außenschale ist.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie den Schildteil durch Absenken des Schildteils relativ zur Außenschale absenkt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie den Schildteil durch Absenken der Außenschale absenkt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie den Schildteil durch Absenken des Körpers absenkt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie durch Erfassen eines Begrenzungskabels feststellt, dass sich die Kante des Arbeitsbereichs nähert.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie feststellt, dass die Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde, indem sie feststellt, dass sich die Roboterarbeitsvorrichtung an einem Ort befindet, der durch Satellitennavigationssignale angezeigt wird, die einer Randposition entsprechen.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie durch Erkennen einer Kollision feststellt, dass die Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde.
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In einer Ausführungsform umfasst die Roboterarbeitsvorrichtung ferner einen Kragen mit einer inneren Dichtung und einer äußeren Dichtung, die durch flexible Falten verbunden sind, wobei die innere Dichtung so ausgebildet ist, dass sie einen Teil des Arbeitswerkzeugs abdichtet; die äußere Dichtung so ausgebildet ist, dass sie gegen ein Loch im Körper abdichtet, durch das sich der Teil des Arbeitswerkzeugs erstreckt; und die flexiblen Falten eine seitliche Balggeometrie aufweisen.
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In einer Ausführungsform ist der Durchmesser der inneren Dichtung kleiner als der Durchmesser der äußeren Dichtung.
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In einer Ausführungsform sind die Falten so ausgebildet, dass sie in eine Balgform zusammengedrückt werden, wenn sie zusammengeschoben werden, z. B. wenn die innere Dichtung nahe an die äußere Dichtung herangeführt wird, und wobei die Falten so ausgebildet sind, dass sie sich in eine flache Form ausdehnen, wenn sie auseinandergezogen werden, z. B. wenn die innere Dichtung von der äußeren Dichtung weggeführt wird.
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In einer Ausführungsform sind die Falten durch Gelenke verbunden, wobei die Gelenke eine höhere Flexibilität als die Falten aufweisen, so dass die Falten ihre flache Grundform unabhängig von der Position beibehalten können, wobei die Hauptverformung in den Gelenken stattfindet.
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In einer Ausführungsform ist das Arbeitswerkzeug beweglich mit dem Schildteil verbunden, um das Schildteil zu bewegen, so dass das Schildteil abgesenkt wird, wenn das Arbeitswerkzeug zum Schildteil bewegt wird.
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In einer Ausführungsform umfasst die Roboterarbeitsvorrichtung ferner einen Verbindungsabschnitt und einen Führungsteil, wobei der Verbindungsabschnitt in einer Arbeitswerkzeugsbaugruppe enthalten ist und wobei der Führungsteil mit dem Schildteil verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er in den Führungsteil eingreift, so dass, wenn das Arbeitswerkzeug und folglich die Arbeitswerkzeugsbaugruppe in Richtung des Schildteils bewegt wird, der Verbindungsabschnitt den Führungsteil zwingt, den Schildteil zu senken.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ein Mähroboter.
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Es ist auch ein Ziel der Lehren dieser Anmeldung, die Probleme zu überwinden, indem ein Verfahren zur Verwendung in einem Roboterarbeitsvorrichtungssystem bereitgestellt wird, das eine selbstangetriebene Roboterarbeitsvorrichtung umfasst, die so ausgebildet ist, dass sie auf einer Oberfläche in einem Arbeitsbereich arbeitet, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung ein Arbeitswerkzeug und einen Körper mit einem Schildteil umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Feststellen, dass sich die Roboterarbeitsvorrichtung einer Kante des Arbeitsbereichs nähert, und als Reaktion darauf Absenken des Schildteils; Bewegen des Arbeitswerkzeugs in Richtung des Schildteils; und Arbeiten an der Kante.
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Weitere Merkmale und Vorteile der offenbarten Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden detaillierten Offenbarung, aus den beigefügten abhängigen Ansprüchen sowie aus den Zeichnungen. Im Allgemeinen sind alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe entsprechend ihrer gewöhnlichen Bedeutung auf dem Gebiet der Technik zu interpretieren, sofern sie hier nicht ausdrücklich anders definiert sind. Alle Verweise auf „ein/e [Element, Vorrichtung, Komponente, Mittel, Schritt usw.]“ sind offen als Bezugnahme auf mindestens eine Instanz des Elements, der Vorrichtung, der Komponente, des Mittels, des Schritts usw. auszulegen, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Die Schritte eines hier offengelegten Verfahrens müssen nicht in der genauen Reihenfolge ausgeführt werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sie dargestellt ist, näher beschrieben:
- 1 zeigt ein Beispiel für ein Roboterarbeitsvorrichtungssystem in Form eines Mährobotersystems;
- 2A zeigt ein Beispiel für einen Mähroboter gemäß einer Ausführungsform der hier dargestellten Lehre;
- 2B zeigt eine schematische Darstellung der Komponenten einer Roboterarbeitsvorrichtung, bei der es sich um einen Mähroboter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre handelt;
- 2C zeigt eine vereinfachte Darstellung der schematischen Darstellung von 2B;
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Roboterarbeitsvorrichtungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4A zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4B zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4C zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4D zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 5 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Lehre;
- 6A zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung mit einem Kragen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 6B zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung mit einem Kragen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Lehre;
- 6C zeigt eine schematische Darstellung eines Kragens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren, und
- 6D zeigt eine schematische Darstellung eines Kragens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Lehre.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die offenbarten Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen bestimmte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben.
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Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verwirklicht werden und ist nicht als auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu verstehen. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
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Es sollte beachtet werden, dass, obwohl sich die hier gegebene Beschreibung auf Mähroboter konzentriert, die vorliegenden Lehren auch auf robotische Ballsammler, robotische Minenräumer, robotische Landwirtschaftsgeräte oder andere Roboterarbeitsvorrichtungen angewendet werden können, bei denen ein Arbeitswerkzeug davor geschützt werden muss, dass es versehentlich über den Rand der Roboterarbeitsvorrichtungen hinaus oder zu nahe an diese heranragt.
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2A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung 200, hier am Beispiel eines Mähroboters 200, mit einem Körper 240 und einer Vielzahl von Rädern 230 (nur eine Seite ist dargestellt). Der Arbeitsroboter 200 kann ein Multi-Chassis-Typ oder ein Mono-Chassis-Typ sein (wie in 2A). Ein Multi-Chassis-Typ umfasst mehr als ein Hauptkörperteil, die in Bezug zueinander beweglich sind. Ein Mono-Chassis-Typ umfasst nur ein Hauptkörperteil.
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Es sollte beachtet werden, dass, obwohl sich die Beschreibung hier auf das Beispiel eines Mähroboters konzentriert, die Lehren auch auf andere Arten von Roboterarbeitsvorrichtungen angewendet werden können, wie z.B. robotische Bodenschleifer, robotische Bodenreiniger, um nur einige Beispiele zu nennen, bei denen ein Arbeitswerkzeug aus Sicherheits- oder Bequemlichkeitsgründen von den Kanten ferngehalten werden sollte.
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Es sollte auch beachtet werden, dass die Roboterarbeitsvorrichtung eine selbstfahrende Roboterarbeitsvorrichtung ist, die zur autonomen Navigation innerhalb eines Arbeitsbereichs in der Lage ist, wobei sich die Roboterarbeitsvorrichtung in einem (zufälligen oder vorgegebenen) Muster über den Arbeitsbereich oder um ihn herum bewegt.
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2B zeigt eine schematische Übersicht über den Arbeitsroboter 200, der hier ebenfalls durch einen Mähroboter 200 dargestellt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Mähroboter 200 ein Mono-Gehäusetyp mit einem Hauptkörperteil 240. Der Hauptkörper 240 beherbergt im Wesentlichen alle Komponenten des Mähroboters 200. Der Mähroboter 200 hat eine Vielzahl von Rädern 230. In der beispielhaften Ausführungsform von 2B hat der Mähroboter 200 vier Räder 230, zwei Vorderräder und zwei Hinterräder. Wenigstens einige der Räder 230 sind mit mindestens einem Elektromotor 250 verbunden und antreibbar. Es sei darauf hingewiesen, dass, auch wenn sich die Beschreibung hier auf Elektromotoren konzentriert, alternativ auch Verbrennungsmotoren verwendet werden können, möglicherweise in Kombination mit einem Elektromotor. Im Beispiel von 2B ist jedes der Räder 230 mit einem gemeinsamen oder einem jeweiligen Elektromotor 255 verbunden, um die Räder 230 anzutreiben und den Mähroboter 200 auf unterschiedliche Weise zu navigieren.
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Der Mähroboter 200 umfasst auch ein Steuergerät 210 und ein computerlesbares Speichermedium oder einen Speicher 220. Das Steuergerät 210 kann unter Verwendung von Befehlen implementiert werden, die eine Hardwarefunktionalität ermöglichen, z. B. unter Verwendung von ausführbaren Computerprogrammbefehlen in einem Allzweck- oder Spezialprozessor, die im Speicher 220 gespeichert werden können, um von einem solchen Prozessor ausgeführt zu werden. Das Steuergerät 210 ist so ausgebildet, dass es Befehle aus dem Speicher 220 liest und diese Befehle ausführt, um den Betrieb des Mähroboters 200 zu steuern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, den Antrieb und die Navigation des Mähroboters.
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Das Steuergerät 210 bildet zusammen mit dem Elektromotor 255 und den Rädern 230 die Grundlage eines Navigationssystems (das möglicherweise noch weitere Komponenten umfasst) für den Mähroboter, so dass dieser, wie in 2A dargestellt, selbstfahrend ist.
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Der Controller 210 kann mit jedem geeigneten, verfügbaren Prozessor oder speicherprogrammierbare Steuerung (SPS; programmable logic controller, PLC) implementiert werden. Der Speicher 220 kann mit jeder allgemein bekannten Technologie für computerlesbare Speicher wie ROM, RAM, SRAM, DRAM, FLASH, DDR, SDRAM oder einer anderen Speichertechnologie implementiert werden. Der Mähroboter 200 kann ferner mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 215 für die Kommunikation mit anderen Geräten, wie einem Server, einem Personalcomputer oder Smartphone, der Ladestation und/oder anderen robotischen Arbeitswerkzeugen, ausgestattet sein. Beispiele für solche drahtlosen Kommunikationsgeräte sind Bluetooth0, WiFi® (IEEE802.11b), Global System Mobile (GSM) und LTE (Long Term Evolution), um nur einige zu nennen.
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Der Mähroboter 200 umfasst auch eine Grasschneidevorrichtung 260, wie z. B. ein rotierendes Messer 260, das von einem Schneidemotor 265 angetrieben wird. Die Grasschneidevorrichtung ist ein Beispiel für ein Arbeitswerkzeug 260 für eine Roboterarbeitsvorrichtung 200. Wie ein Fachmann verstehen würde, wird der Schneidmotor 265 von verschiedenen anderen Komponenten begleitet oder ergänzt, wie z. B. einer Antriebswelle, um den Antrieb der Grasschneidevorrichtung zu ermöglichen, die als in dem Schneidmotor 265 enthalten verstanden wird. Der Messermotor 265 wird daher als eine Schneidvorrichtung 265 oder im Falle eines anderen Arbeitswerkzeugs als eine Arbeitsvorrichtung 265 angesehen.
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Damit der Mähroboter 200 in Bezug zu einem Begrenzungskabel navigieren kann, das ein Magnetfeld ausstrahlt, das durch ein über das Begrenzungskabel übertragenes Steuersignal verursacht wird, ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er über mindestens einen Magnetfeldsensor 270 verfügt, der so ausgebildet ist, dass er das Magnetfeld erfasst (nicht dargestellt) und das Begrenzungskabel erfasst und/oder Informationen zu/von einem Signalgenerator empfängt (und möglicherweise auch sendet; wird unter Bezugnahme auf 1 erörtert). In einigen Ausführungsformen können die Sensoren 270 mit dem Steuergerät 210 verbunden sein, möglicherweise über Filter und einen Verstärker, und das Steuergerät 210 kann so ausgebildet sein, dass es alle von den Sensoren 270 empfangenen Signale verarbeitet und auswertet. Die Sensorsignale werden durch das Magnetfeld verursacht, das durch das über das Begrenzungskabel übertragene Steuersignal erzeugt wird. Auf diese Weise kann das Steuergerät 210 feststellen, ob sich der Mähroboter 200 in der Nähe des Begrenzungskabels befindet oder dieses überquert, oder ob er sich innerhalb oder außerhalb eines vom Begrenzungskabel umschlossenen Bereichs befindet.
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In einer Ausführungsform kann der Mähroboter 200 außerdem mindestens einen Navigationssensor umfassen, wie z. B. einen optischen Navigationssensor, einen Ultraschallsensor, einen Baken-Navigationssensor und/oder einen Satellitennavigationssensor 290. Bei dem optischen Navigationssensor kann es sich um einen kamerabasierten Sensor und/oder einen laserbasierten Sensor handeln. Der Baken-Navigationssensor kann ein Hochfrequenzempfänger sein, z. B. ein Ultrabreitband (UWB)-Empfänger oder -Sensor, der so ausgebildet ist, dass er Signale von einer Hochfrequenzbake, z. B. einer UWB-Bake, empfängt. Alternativ oder zusätzlich kann der Baken-Navigationssensor ein optischer Empfänger sein, der so ausgebildet ist, dass er Signale von einer optischen Bake empfängt. Der Satellitennavigationssensor kann ein GPS-Gerät (Global Positioning System) oder ein anderes GNSS-Gerät (Global Navigation Satellite System) sein. In Ausführungsformen, in denen der Mähroboter 200 mit einem Navigationssensor ausgestattet ist, sind die Magnetsensoren 270 optional.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er gemäß einer Karte des Arbeitsbereichs 205 (und möglicherweise der Umgebung des Arbeitsbereichs 205) arbeitet, die im Speicher 220 des Mähroboters 200 gespeichert ist. Die Karte kann erstellt oder ergänzt werden, wenn der Mähroboter 200 arbeitet oder sich anderweitig im Arbeitsbereich 205 bewegt.
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In einer Ausführungsform, in der der Mähroboter 200 so ausgebildet ist, dass er sowohl nach dem/den Satellitennavigationssensor(en) 290 als auch nach dem/den Magnetfeldsensor(en) 270 navigiert, wird eine erhöhte Genauigkeit erreicht, da die auf der Grundlage des Satellitennavigationssensors ermittelte Position durch die vom Magnetfeldsensor 270 erhaltenen Eingaben ergänzt oder korrigiert werden kann. Insbesondere bei der Bestimmung der genauen Position eines Begrenzungskabels 220 (z. B. bei dessen Überquerung) ist der Magnetfeldsensor 270 sehr genau, und seine Eingaben können daher jede auf der Grundlage der Eingaben des Satellitennavigationssensors 290 bestimmte Position ergänzen oder korrigieren.
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Solche Ergänzungen oder Korrekturen sind ein Beispiel für Korrekturen, die an der im Speicher 220 gespeicherten Karte vorgenommen werden können.
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Der Navigationssensor 290 ist in einer Ausführungsform eine Kombination von Navigationssensoren, die eine kombinierte Navigation auf der Grundlage verschiedener Techniken ermöglicht. In einer solchen Ausführungsform ist der Navigationssensor für SLAM-Navigation (Simultaneous Location And Mapping) ausgelegt.
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Der Mähroboter 200 umfasst auch einen oder mehrere Kollisionsdetektoren 275. Im Beispiel von 2B umfasst der Mähroboter 200 einen vorderen Kollisionsdetektor 275, der den Mähroboter 200 in die Lage versetzt, eine Kollision zu erkennen, während er sich in Vorwärtsrichtung bewegt, d. h. eine Vorwärtskollision, aber es ist zu beachten, dass der Mähroboter 200 auch mit weiteren Kollisionsdetektoren ausgestattet sein kann, die den Mähroboter 200 in die Lage versetzen, eine Kollision zu erkennen, während er sich beispielsweise in Rückwärtsrichtung bewegt, d. h. eine Rückwärtskollision.
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Der Mähroboter umfasst auch einen oder mehrere Sensoren zur Erkennung des Anhebens, die es ermöglichen, zu erkennen, dass der Mähroboter 100 angehoben wird, und als Reaktion darauf die Mähscheibe 260 zu deaktivieren, um zu verhindern, dass die Mähscheibe mit unerwünschten Objekten in Kontakt kommt. In vielen Ausführungsformen sind der Kollisionsdetektor und die Hebeerkennungssensoren als ein und dasselbe Gerät implementiert und teilen sich daher das gleiche Bezugszeichen 275.
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2C zeigt eine weitere vereinfachte schematische Darstellung eines Mähroboters 200 gemäß den hier dargestellten Lehren. Zur Veranschaulichung sind einige Komponenten weggelassen worden. In 2C ist der Abstand d1 der Scheibe zu einer Vorderkante 240-e angegeben. Im Beispiel von 2C besteht der Körper 240 des Mähroboters 200 aus einem Innenkörper 240-2, in dem die meisten, wenn nicht alle Komponenten untergebracht sind, und einer Außenschale 240-1. Da die Außenschale 240-1 die Außenkanten des Mähroboters 100 bezeichnet, ist der Abstand d1 zwischen der Mähscheibe und dem Rand der Außenschale 240-1 in Ausführungsformen, in denen eine Außenschale oder ein anderer äußerer Körper 240-1 verwendet wird, der Abstand der Scheibe zum Rand. Wie ein Fachmann verstehen würde findet der Abstand d1 der Scheibe zum Rand und die Mähscheibe 260 von 2C entsprechende Teile in anderen Ausführungsformen.
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2C zeigt auch einen Schildteil 240-3, der an der Außenschale 240-1 angeordnet ist.
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Im Beispiel von 2C ist der Schildteil an einer Vorderkante der Außenschale 240-1 angeordnet, wobei die Vorderseite in der Richtung der normalen Vorwärtsbewegung während des Betriebs gesehen wird. Der Schildteil erstreckt sich auch um die vorderen Ecken und teilweise entlang der Seiten des Arbeitsroboters 200. Es sollte jedoch beachtet werden, dass auch andere Verlängerungen und/oder Anordnungen möglich sind. Es sollte auch beachtet werden, dass der Schildteil 240-3 einen einzelnen Abschnitt oder eine Vielzahl von Abschnitten umfassen kann, die möglicherweise in Bezug zueinander beweglich sind. Beispielsweise kann sich der Schildteil um das gesamte Roboterarbeitswerkzeug 200 herum erstrecken, ein Schildteil kann an der Vorderseite und ein zweiter Schildteil kann an der Rückseite des Roboterarbeitswerkzeugs 200 ausgebildet sein, ein Schildteil 240-3 kann an einer oder beiden Seiten des Roboterarbeitswerkzeugs 200 ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsform ist der Schildteil 240-3 an der Außenschale befestigt und so ausgebildet, dass er in Bezug auf die Außenschale 240-1 abgesenkt werden kann. In einer Ausführungsform ist der Schildteil 240-3 Teil der Außenschale oder an dieser befestigt und so ausgebildet, dass er zusammen mit oder als Teil der Außenschale 240-1 abgesenkt werden kann. In einer solchen Ausführungsform kann der Schildteil 240-3 (als Teil der Außenschale 240-1) abgesenkt werden, indem die Außenschale 240-1 relativ zum Innenkörper 240-2 abgesenkt wird. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform kann der Schildteil 240-3 (als Teil der Außenschale 240-1) abgesenkt werden, indem die Außenschale 240-1 zusammen mit dem Innenkörper 240-2 abgesenkt wird, beispielsweise durch Anheben eines oder mehrerer der Räder 130 relativ zum Innenkörper 240-2. Es sei darauf hingewiesen, dass jede, alle oder einige dieser Ausführungsformen kombiniert werden können.
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3 zeigt ein Roboterarbeitsvorrichtungssystem 300 in einer Ausführungsform. Die schematische Darstellung ist nicht maßstabsgetreu. Das Roboterarbeitsvorrichtungssystem 300 von 3 entspricht in vielen Aspekten dem Roboterarbeitsvorrichtungssystem 200 von 1, mit der Ausnahme, dass das Roboterarbeitsvorrichtungssystem 300 von 3 eine Roboterarbeitsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Lehre umfasst. Wie in den 2A, 2B und 2C wird die Roboterarbeitsvorrichtung beispielhaft durch einen Mähroboter dargestellt, wobei das Roboterarbeitsvorrichtungssystem ein Mährobotersystem oder ein System sein kann, das eine Kombination von Roboterarbeitsvorrichtungen umfasst, von denen eine ein Mähroboter ist, aber die vorliegenden Lehren können auch auf andere Roboterarbeitsvorrichtungen angewendet werden, die für den Betrieb in einem Arbeitsbereich geeignet sind.
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Das Roboterarbeitsvorrichtungssystem 300 kann eine Ladestation 310 umfassen, die in einigen Ausführungsformen mit einem Signalgenerator 315 und einem Begrenzungskabel 320 ausgestattet ist.
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Der Signalgenerator ist so ausgebildet, dass er ein Steuersignal 325 erzeugt, das durch das Begrenzungskabel 320 übertragen wird, das so ausgebildet ist, dass es einen Arbeitsbereich 305 umschließt, in dem der Mähroboter 200 eingesetzt werden soll. Das durch das Begrenzungskabel 320 übertragene Steuersignal 325 bewirkt, dass ein Magnetfeld (nicht dargestellt) ausgesendet wird. Wenn ein elektrisches Signal durch einen Draht übertragen wird, wie das Steuersignal 325, das durch das Begrenzungskabel 320 übertragen wird, wird ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld kann mit Feldsensoren, z. B. Hall-Sensoren, erfasst werden. Ein Sensor - in seiner einfachsten Form - ist eine Spule, die einen leitenden Kern, z. B. einen Ferritkern, umgibt. Die Amplitude des erfassten Magnetfeldes ist proportional zur Ableitung des Steuersignals. Eine große (schnelle und/oder große) Änderung führt zu einer hohen Amplitude des gemessenen Magnetfelds.
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Der Arbeitsbereich 305 ist in dieser Anmeldung beispielhaft als Garten dargestellt, kann aber auch ein anderer Arbeitsbereich sein, wie es sich versteht. Der Garten enthält eine Reihe von Hindernissen, die hier durch eine Reihe (2) von Bäumen (T), einen Stein (S) und ein Haus (H) dargestellt werden. Die Bäume sind sowohl hinsichtlich ihrer Stämme (durchgehende Linien) als auch hinsichtlich der Ausdehnung ihres Blattwerks (gestrichelte Linien) hervorgehoben.
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Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen beschrieben, wie der Körper der Roboterarbeitsvorrichtung angepasst werden kann. Es sollte beachtet werden, dass alle Ausführungsformen in einer beliebigen Kombination kombiniert werden können, die eine kombinierte Anpassung der Roboterarbeitsvorrichtung ermöglicht.
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Es sei auch darauf hingewiesen, dass, obwohl alle hier angeführten Beispiele in Bezug auf eine Vorwärtsrichtung der Roboterarbeitsvorrichtung gezeigt werden, die Ausführungsformen auch für die Anpassung des Abstands d1 in anderen Richtungen gelten können, z. B. in der umgekehrten Richtung der Roboterarbeitsvorrichtung, aber auch in seitlichen Richtungen. Es ist durchaus denkbar, dass eine Roboterarbeitsvorrichtung an einem Felsen oder einer Wand entlangfährt, wobei die Seite der Roboterarbeitsvorrichtung gegen den Felsen oder die Wand gepresst wird oder nahe daran liegt. In einer solchen Situation wird der Abstand d1 in Bezug auf diese Seite des Arbeitsroboters 200 angepasst.
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4A zeigt eine schematische Seitenansicht einer Roboterarbeitsvorrichtung 200, wie in den 2A, 2B und 2C dargestellt, hier am Beispiel eines Mähroboters 200. Die Seitenansicht von 4A entspricht der Seitenansicht des Mähroboters 10 aus 1, wobei ein Abstand d1 von einer Mähscheibe 260 (oder einer anderen Arbeitsvorrichtung) zu einem Rand 240-e des Mähroboters 200 angegeben ist, hier einer Vorderkante einer Außenschale 240-1, die einen Innenkörper 240-2 umschließt. Der Rand entspricht im Wesentlichen dem Schildteil 240-3 (insbesondere in Ausführungsformen, bei denen der Schildteil 240-3 an der Außenschale 240-1 angeordnet ist).
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Ein Fußtestkörper ist in 4A ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet, die zeigen, dass ein fußähnliches Objekt nicht weit genug unter den Mähroboter 200 eingeführt werden kann, um die Mähscheibe 260 zu erreichen und ihr somit ausgesetzt zu sein.
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Das Zentrum der Mähscheibe 260 ist hier ebenfalls dargestellt, beispielhaft durch die Welle (oder ein anderes Teil) der Schneidvorrichtung 265. Es ist zu beachten, dass die Darstellung nicht maßstabsgetreu ist und einige Relationen zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt wurden.
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Eine Kante, z. B. ein Begrenzungskabel 320, ist ebenfalls in 4A dargestellt. Andere Begrenzungen können Hindernisse sein, wie im Hintergrund in Bezug auf 1 und in Bezug auf 3 beschrieben.
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Es sollte beachtet werden, dass, obwohl sich die Beschreibung hier auf eine Roboterarbeitsvorrichtung konzentriert, die auf dem Boden arbeitet, die Lehren hier auch auf Roboterarbeitsvorrichtungen angewendet werden können, die auf anderen Oberflächen arbeiten. Der Boden ist somit austauschbar mit einer allgemeinen Oberfläche.
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Die Funktionsweise des Mähroboters 200 wird nun unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 4A, 4B und 5 beschrieben. 5 ist eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms, das ein allgemeines Verfahren der vorliegenden Lehre darstellt.
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Wenn der Mähroboter 200 die Kante 320 erkennt 510, reduziert der Mähroboter 200 seine Geschwindigkeit 520. In einer Ausführungsform hält der Mähroboter 200 an. Die Art und Weise, wie der Mähroboter 200 die Kante erkennt, hängt von der Art der Kante ab. In 4A ist die Kante beispielhaft als Begrenzungskabel 320 dargestellt, und in diesem Fall wird die Kante durch den Sensor 270 erfasst. In Ausführungsformen oder Situationen, in denen die Kante durch GPS-Koordinaten markiert ist, wird die Kante durch den Navigationssensor 290 erfasst. In Ausführungsformen oder Situationen, in denen die Kante ein Hindernis ist, wird die Kante durch den Kollisionssensor 275 erfasst.
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4B zeigt eine schematische Seitenansicht des Mähroboters 200 aus 4A, nachdem der Mähroboter 200 die Kante erkannt und daraufhin seine Geschwindigkeit verringert hat. Der Schildteil 240-3 ist abgesenkt 530. Es gibt viele Alternativen, wie der Schildteil 240-3 abgesenkt werden kann, wie bereits in Bezug auf 2C erläutert wurde.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er die Kante 320 erkennt, wenn sie überquert wird oder auf sie trifft. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er die Kante erkennt, bevor sie überquert wird, und somit die Kante vorzeitig erkennt, wenn sich der Mähroboter 200 der Kante nähert. Es kann davon ausgegangen werden, dass sich der Mähroboter der Kante auch dann nähert, wenn die Kante in Kürze überquert wird. Handelt es sich bei der Kante um ein Begrenzungskabel 320, so lässt sich der Abstand zur Kante leicht anhand der erfassten Signalstärke des vom Begrenzungskabel ausgesandten magnetischen Signals bestimmen. Bei Grenzen, die durch Koordinaten festgelegt sind, ist es ebenfalls einfach, den Abstand zur Kante zu bestimmen. Der Mähroboter 200 ist somit in der Lage, die Kante vorzeitig oder mit einem Abstand vor dem tatsächlichen Erreichen der Kante zu erkennen und kann somit vorzeitig und ohne Anhalten des Mähroboters 200 mit dem Absenken des Schildteils 240-3 beginnen.
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Optional ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er erkennt 535, ob es möglich ist, den Schildteil 240-3 abzusenken oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass der Schildteil nicht abgesenkt werden kann (z. B. wegen Trümmer oder Hindernisse auf dem Boden), wird der hier beschriebene Kantenschneidevorgang abgebrochen 536.
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Der Schildteil 240-3 wird zumindest entlang der erkannten Kante abgesenkt. In einer Ausführungsform wird der Schildteil bis zum Boden abgesenkt. In einer Ausführungsform wird der Schildteil so abgesenkt, dass das Verhältnis zwischen dem Abstand des Schildteils zum Boden und dem Abstand der Mähscheibe 260 zum Schildteil 240-3 (d. h. dem Rand 240-e) einem durch Sicherheitsstandards vorgegebenen Verhältnis entspricht.
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Wenn der Schildteil abgesenkt wurde - oder wenn der Schildteil abgesenkt wird - wird die Mähscheibe 260 in Richtung des Schildteils 240-3 bewegt. Wie oben beschrieben, kann die Trennscheibe (oder ein anderes Werkzeug) nach vorne, nach hinten oder zur Seite bewegt werden 540, je nachdem, wo die Kante erkannt wird. Wie in 4B zu sehen ist, kann der Testkörper immer noch nicht weit genug unter den Mähroboter 200 geschoben werden, um die Mähscheibe zu berühren, obwohl der Abstand d1 zur Mähscheibe erheblich verringert wurde, da der Schildteil 240-3 dies verhindert.
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Wenn sich der Mähroboter 200 der Kante nähert, ist er - in einer Ausführungsform - so ausgebildet, dass er gleichzeitig mit der Bewegung der Mähscheibe das Schild absenkt.
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Nach dem Absenken des Schildteils 240-3 und der Bewegung der Mähscheibe 260 setzt der Mähroboter 200 seinen Betrieb an der Kante fort 550.
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In einer Ausführungsform arbeitet der Mähroboter 200 in einer stationären Position an der Kante. In einer solchen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er für eine bestimmte Zeit, z. B. 5, 10 oder 15 Sekunden, an der Kante arbeitet und dann den Betrieb an der Kante beendet (oder den Betrieb auf andere Weise fortsetzt).
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In einer Ausführungsform arbeitet der Mähroboter 200, indem er der Kante folgt. In einer solchen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er der Kante für eine bestimmte Zeit folgt, z. B. 10, 20, 30, 60 oder 120 Sekunden, und dann den Betrieb an der Kante beendet (oder auf andere Weise weiterarbeitet). In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er der Kante eine bestimmte Strecke folgt, z. B. 0,5, 1, 2, 5, 10, 15, 20 oder 30 Meter, und dann den Betrieb an der Kante beendet (oder auf andere Weise fortsetzt). In einer Ausführungsform arbeitet der Mähroboter 200, indem er sich um seinen Mittelpunkt dreht, um so in einem größeren Bereich um die Kante herum zu arbeiten, als wenn er stationär wäre.
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In einer Ausführungsform arbeitet der Mähroboter 200 an der Kante mit einer reduzierten Geschwindigkeit. Dies verhindert oder verringert das Risiko, dass der abgesenkte Schildteil 240-1 oder die Mähscheibe 260 (die möglicherweise zusammen mit dem Absenken des Körpers 240 abgesenkt wurde) durch Kollisionen mit Hindernissen (Felsen, Wurzeln oder Strukturen) auf dem Boden beschädigt werden.
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Es ist anzumerken, dass die Betriebsarten an der Kante kombiniert werden können, indem einige oder alle von ihnen miteinander kombiniert werden.
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Oben wurden mehrere Beispiele genannt, wie festgestellt werden kann, dass der Betrieb an der Kante beendet werden soll. Wenn festgestellt wird, dass der Arbeitsvorgang an der Kante beendet werden soll und der Mähroboter 200 zum Normalbetrieb zurückkehren soll, bringt der Mähroboter 200 die Mähscheibe 260 (oder ein anderes Werkzeug) in ihre ursprüngliche Position zurück. Der Mähroboter 200 bringt auch den Schildteil 240-3 in seine Ausgangsposition zurück (570). Und der Mähroboter 200 fährt von der Kante weg 580. Wenn sich der Mähroboter 200 der Kante nähert, ist er so ausgebildet, dass er möglicherweise gleichzeitig den Schildteil absenkt, wenn die Mähscheibe bewegt wird, und der Mähroboter 200 ist so ausgebildet, dass er möglicherweise gleichzeitig den Schildteil anhebt, wenn die Mähscheibe zurückgefahren wird, wenn sich der Mähroboter 200 von der Kante entfernt.
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Die Art und Weise, wie man von der Kante wegfährt, hängt davon ab, wie der Mähroboter 200 an der Kante gearbeitet hat, aber es ist für einen Fachmann offensichtlich, wie man einen Mähroboter 200 anweist, sich von einer Kante wegzubewegen, so dass dies hier nicht näher erläutert wird. Es wird nur ein Beispiel angeführt, nämlich eine kurze Strecke rückwärts zu fahren und dann zu wenden, um dann vorwärts von der Kante wegzufahren, wie es üblich ist, wenn man auf ein Begrenzungskabel trifft oder mit einem Hindernis kollidiert. Wenn sich der Mähroboter 200 von der Kante wegbewegt, nimmt er seinen normalen Betrieb wieder auf (einschließlich seiner normalen Geschwindigkeit).
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Der Mähroboter 200 der vorliegenden Lehre ist daher so ausgebildet, dass er den Abstand zwischen Rand und Boden vorübergehend anpasst und folglich auch den Abstand d1 von Scheibe zu Rand vorübergehend anpasst, um die Bearbeitung der Kantenbereiche zu verbessern.
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Wie in 4B zu sehen ist, wurden die Sicherheitsstandards beibehalten, da der Testkörper immer noch daran gehindert wird, die Mähscheibe 260 zu erreichen, obwohl der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand verringert wurde.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er feststellt, dass eine Kante erreicht wurde, indem er ein Begrenzungskabel bzw. einen Abstand zum Begrenzungskabel erkennt, der ein bevorstehendes Wenden anzeigt. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er feststellt, dass eine Kante erreicht wurde, indem er feststellt, dass sich der Mähroboter 200 an einem Ort befindet, der von Satellitennavigationssignalen angezeigt wird, die einer Kantenposition entsprechen, an der ein Wendevorgang durchgeführt werden soll. In einer Ausführungsform ist die entsprechende Kante die Kante vorwärts in der aktuellen Fahrtrichtung.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er durch Erkennen einer Kollision feststellt, dass eine Kante erreicht wurde. In einer Ausführungsform ist die entsprechende Kante die Kante, an der die Kollision erkannt wird.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er durch Analyse der vom optischen Navigationssensor 290 empfangenen Bilder feststellt, dass eine Kante erreicht wurde.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er durch Analyse der vom Ultraschall-Navigationssensor 290 empfangenen Schallsignale feststellt, dass eine Kante erreicht wurde.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 ferner so ausgebildet, dass er feststellt, dass eine Kante erreicht wurde, indem er die vom Magnetsensor 270 empfangenen magnetischen Signale analysiert, z. B. indem er das Begrenzungskabel 320 erkennt.
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Es ist anzumerken, dass einige oder alle Arten der Erkennung der Annäherung an eine Kante kombiniert werden können.
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Die 4C und 4D zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht einer Roboterarbeitsvorrichtung 200, wie in den 2A, 2B, 2C, 4A und 4B, hier beispielhaft dargestellt durch einen Mähroboter 200. Die 4C und 4D zeigen eine Ausführungsform, bei der die Schneidbaugruppe 265 mit dem Schildteil 240-3 funktionsfähig verbunden ist, so dass, wenn die Schneidbaugruppe bewegt wird, das Schildteil ebenfalls vorgespannt oder in Bewegung versetzt wird. Dies ermöglicht die Verwendung von nur einem Antriebsmittel zum Bewegen sowohl der Schneidebaugruppe 265 als auch des Schildteils 240-3. Es gibt viele Alternativen, wie ein Teil bewegt werden kann, wenn sich ein anderes Teil bewegt, und die und zeigen nur ein Beispiel. In diesem Beispiel ist ein Verbindungsabschnitt 266, wie z. B. ein Rand, eine Rolle oder ein Vorsprung, der in der Schneidbaugruppe 265 enthalten ist, so ausgebildet, dass er in einen mit dem Schildteil 240-3 verbundenen Führungsteil, in diesem Beispiel einen Arm 241, eingreift. Der Arm 241 ist so ausgebildet, dass er sich um einen Drehpunkt P bewegt oder schwenkt, und wenn sich die Schneidvorrichtung vorwärts bewegt, zwingt der Verbindungsabschnitt 266 den Führungsteil 241, nach unten zu schwenken und somit den Schildteil 240-3 nach unten zu bewegen, wobei der Drehpunkt den Schildteil führt. Die Schneidvorrichtung 260 ist somit beweglich oder betriebsmäßig (über die Schneidbaugruppe 265 und den Führungsteil 241) mit dem Schildteil 240-3 verbunden, um den Schildteil 240-3 zu bewegen, so dass, wenn die Mähscheibe 260 nach vorne (d.h. zum Schildteil hin) bewegt wird, der Schildteil abgesenkt wird.
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Wenn der Führungsteil federnd gelagert ist, springt er zurück, wenn sich die Schneideinheit 265 zurückbewegt. Alternativ kann der Verbindungsabschnitt so ausgebildet sein, dass er in den Nuten des Gabelschaftes verläuft, so dass der Verbindungsabschnitt den Führungsteil auch anhebt, wenn sich die Schneideinheit wieder zurückbewegt.
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Alternativen, die verwendet werden können, um die Anordnung von 4C und 4D zu ergänzen, mit ihr zu kombinieren oder sie zu ersetzen, umfassen einen Verbindungsabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er den Führungsteil entlang von Führungen (dargestellt durch den Drehpunkt P in den und ) schiebt, die beispielsweise an der Außenschale oder dem Körper des Mähroboters 200 angebracht sind. Eine Alternative besteht darin, dass der Führungsteil 241 Teil der Außenschale 240-1 ist, z. B. durch Nuten in der Außenschale 240-1, wobei die Außenschale 240-1 gezwungen ist, sich zu drehen oder anderweitig abzusenken, wenn die Schneideinheit 265 bewegt wird, wodurch auch der Schildteil 240-3 abgesenkt wird.
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In den Beispielen der und wurde der Schwerpunkt auf die Vorwärtsbewegung der Schneideinheit gelegt, es sei jedoch darauf hingewiesen, dass ähnliche Ausführungsformen für die Bewegung der Schneideinheit in jede beliebige Richtung verwendet werden können.
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Die Erfinder haben ferner erkannt, dass, da die Mähscheibe 260 oder ein anderes Werkzeug beweglich ausgebildet ist, das Gehäuse oder der Körper 240 der Roboterarbeitsvorrichtung 200 in einigen Ausführungsformen mit einem großen Loch versehen sein kann, durch das sich der Schaft 265 (oder ein anderer Teil) der Arbeitswerkzeugsbaugruppe 265 erstreckt, so dass sich der Schaft vorwärts und rückwärts (oder in andere Richtungen) bewegen kann. Die Erfinder schlagen daher einen erfindungsgemäßen Kragen 610 vor, der zur Abdeckung eines solchen Lochs 245 in dem Körper 240 verwendet werden kann. Die 6A und 6B zeigen eine Ausführungsform eines solchen Kragens 610. Der Kragen 610 ist so ausgebildet, dass er seine Form mit der Bewegung der Welle ändert. Wie in 6A zu sehen ist, befindet sich das Arbeitswerkzeug 260 in einer normalen (oder rückwärtigen) Position, und der Kragen 610 hat eine erste Form. Wie in 6B zu sehen ist, befindet sich das Arbeitswerkzeug 260 in einer vorderen (oder normalen) Position, und der Kragen 610 hat eine zweite Form. Die erste und die zweite Form sorgen dafür, dass unabhängig von der Position ein fester Sitz um die Welle gewährleistet ist.
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Die und zeigen schematische Darstellungen des Kragens 610 in der ersten bzw. zweiten Stellung. Wie man sieht, sind die Positionen ähnlich und können sogar spiegelbildlich zueinander sein. Der Kragen 610 umfasst eine äußere Dichtung 620 und eine innere Dichtung 630. Die äußere Dichtung 620 ist so ausgebildet, dass sie gegen die Öffnung 245 des Körpers 240 abdichtet. Und die innere Dichtung 630 ist so ausgebildet, dass sie gegen einen Teil des Arbeitswerkzeugs 260 abdichtet, beispielsweise gegen ein Gehäuse der Welle (oder einen anderen Teil) der Arbeitswerkzeugsbaugruppe 265, aber es gibt auch andere Alternativen, die von der Konstruktion des Arbeitswerkzeugs 260 abhängen.
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In einer Ausführungsform und wie in den und zu sehen ist, ist die innere Dichtung 630 rund, zum Beispiel kreisförmig in ihrer Erstreckung. In einer Ausführungsform und wie in den und zu sehen ist, ist die äußere Dichtung 620 in ihrer Erstreckung stadienförmig (d. h. zwei halbkreisförmige Enden, die durch (im Wesentlichen) gerade Linien verbunden sind). Dies ermöglicht es, dass die innere Dichtung 630 in den beiden Endpositionen einen konstanten oder gleichen Abstand zur äußeren Dichtung 620 hat.
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Der Durchmesser der inneren Dichtung 630 ist kleiner als der Durchmesser der äußeren Dichtung 620.
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Der Kragen 610 umfasst auch flexible Falten 615 mit einer seitlichen Balggeometrie. Die Falten 615 sind so ausgebildet, dass sie sich zusammendrücken oder zusammenziehen, wenn sie zusammengeschoben werden, z. B. wenn die innere Dichtung 630 nahe an die äußere Dichtung 620 gebracht wird (siehe die Bereiche C in den und ), so dass eine Balgform entsteht. Die Falten 615 sind auch so ausgebildet, dass sie sich in eine flache Form ausdehnen, wenn sie auseinandergezogen werden, z. B. wenn die innere Dichtung 630 von der äußeren Dichtung 620 weggeführt wird (siehe Bereiche E in den und ). In einer Ausführungsform haben die Verbindungsstellen 616 der Falten 615 eine höhere Flexibilität als die Falten 615, wodurch die Falten ihre flache Grundform unabhängig von der Position beibehalten können, wobei die Hauptverformung in den Verbindungsstellen 616 stattfindet.
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In einer Ausführungsform sind die Falten 615 aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen flexiblen Material hergestellt.
