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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.
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1B zeigt eine schematische Seitenansicht einer Roboterarbeitsvorrichtung 10, in diesem Beispiel eines Mähroboters, wobei der Abstand d1 von einer Mähscheibe 160 zum Rand, in diesem Fall der Vorderkante, des Mähroboters 10 angegeben ist. Ebenfalls angegeben ist die Höhe des Mähroboters bzw. der Abstand d2 von einem Rand des Mähroboters 10 zum Boden. 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. In 1B ist dies dadurch dargestellt, dass die Sonde weit genug eingeführt wurde (wie durch die gestrichelten Linien angedeutet), bevor der Rand des Mähroboters 10 die Sonde stoppt und verhindert, dass sie die Mähscheibe 160 erreicht.
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Der Mindestabstand d1 zwischen Scheibe und Rand wird also durch den Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche bestimmt, und ein größerer Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche erfordert einen größeren Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand.
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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 1A 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
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Wie in der detaillierten Beschreibung näher erläutert wird, haben die Erfinder erkannt, dass durch eine Anpassung des Abstandes d2 von Rand zu Boden, der einen geringeren Abstand d1 von Scheibe zu Rand ermöglicht, eine verbesserte Bearbeitung der Arbeitsbereichskanten möglich ist.
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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 umfasst, der eine Außenhülle mit einem Rand aufweist, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie einen Abstand d2 von dem Rand zur Oberfläche und einen Abstand d1 vom Arbeitswerkzeug zum Rand reduziert, wodurch sie in einem Modus mit reduziertem Abstand arbeitet.
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Es ist zu beachten, dass die Sicherheitsstandards bezüglich des Verhältnisses zwischen den Abständen d1 und d2 bei der Änderung (Verringerung und/oder Vergrößerung) der Abstände d1 und d2 eingehalten werden. Die Abstände können gleichzeitig oder durch Verkleinerung von d2 vor der Verkleinerung von d1 bzw. durch Vergrößerung von d1 vor der Vergrößerung von d2 geändert werden, um sicherzustellen, dass das Verhältnis innerhalb der Sicherheitsstandards bleibt. Die Vergrößerung der Abstände würde beim Verlassen oder bei der Rückkehr aus dem Modus mit reduziertem Abstand erfolgen.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde, und als Reaktion darauf den Abstand d2 zwischen dem Rand und der Oberfläche verringert.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie durch Erfassen eines Begrenzungskabels feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie feststellt, dass eine 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 eine Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde.
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In einer Ausführungsform umfasst die Roboterarbeitsvorrichtung ferner einen Speicher, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie eine Kartenanwendung in dem Speicher speichert und feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs durch die Roboterarbeitsvorrichtung erreicht wurde, indem sie auf Grundlage der Kartenanwendung arbeitet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie vorübergehend im Modus mit reduziertem Abstand arbeitet, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie beim Verlassen des Modus mit reduziertem Abstand den Abstand d2 von dem Rand zur Oberfläche und den Abstand d1 vom Arbeitswerkzeug zum Rand auf die ursprünglichen Abstände zurücksetzt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie feststellt, dass der Modus mit reduziertem Abstand verlassen werden soll, indem sie feststellt, dass ein Zeitgeber abgelaufen ist.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie vorübergehend im Modus mit reduziertem Abstand arbeitet, indem sie der erkannten Kante folgt, und dass sie feststellt, dass der Modus mit reduziertem Abstand verlassen werden soll, indem sie feststellt, dass die verfolgte Kante endet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie den Abstand d2 zwischen der Oberfläche und dem Rand des robotergestützten Arbeitswerkzeugs durch Absenken mindestens eines Teils der Außenschale verringert. In einer Ausführungsform umfasst die Außenschale ferner einen Abschnitt, und die Roboterarbeitsvorrichtung ist ferner so ausgebildet, dass sie den Abstand d2 zwischen der Oberfläche und dem Rand des Roboterarbeitswerkzeugs durch Absenken des Abschnitts verringert.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass der Abstand d2 zwischen dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung und der Oberfläche durch Absenken des Körpers verringert wird.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung außerdem so ausgebildet, dass sie den Abstand d1 zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung verringert, indem sie eine Verlängerung des Arbeitswerkzeugs erweitert/ausdehnt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie den Abstand d1 zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung verringert, indem sie (zumindest einen Teil) der Außenschale relativ zum Arbeitswerkzeug bewegt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie den Abstand d1 zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung verringert, indem sie das Arbeitswerkzeug von einer ursprünglichen Position zu einer Position näher an dem Rand bewegt.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie den Abstand d1 zwischen dem Arbeitswerkzeug und dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung verringert und den Abstand d2 zwischen dem Rand der Roboterarbeitsvorrichtung und der Oberfläche verringert, indem sie mindestens einen Teil der Außenschale relativ zum Körper drehbar bewegt. In einer Ausführungsform umfasst die Außenschale ferner einen beweglichen Schildteil, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie den beweglichen Schildteil drehbar bewegt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Roboterarbeitsvorrichtung ferner mindestens einen Hebeerkennungssensor, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie die Empfindlichkeit des mindestens einen Hebeerkennungssensors erhöht, wenn der Betriebsmodus mit reduziertem Abstand aktiviert wird oder aktiviert werden soll. In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung ferner so ausgebildet, dass sie feststellt, dass der Betriebsmodus mit reduziertem Abstand aktiviert wird oder aktiviert werden soll, indem sie feststellt, dass sich der Rand bewegt, und als Reaktion darauf die Empfindlichkeit des mindestens einen Hebeerkennungssensors anpasst.
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Es ist auch ein Ziel der Lehren dieser Anwendung, die Probleme zu überwinden, indem ein Verfahren zur Verwendung in einem 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 umfasst, der eine Außenhülle mit einem Rand aufweist, wobei das Verfahren das Verringern eines Abstands d2 von dem Rand zur Oberfläche und das Verringern eines Abstands d1 von dem Arbeitswerkzeug zum Rand umfasst, wodurch in einem Modus mit reduziertem Abstand gearbeitet wird.
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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:
- 1A zeigt ein Beispiel für ein Roboterarbeitsvorrichtungssystem in Form eines Mährobotersystems;
- 1B zeigt ein Beispiel für eine Roboterarbeitsvorrichtung;
- 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;
- 4E zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4F zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4G zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4H zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4I zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4J zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4K zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre;
- 4L zeigt eine schematische Darstellung einer Roboterarbeitsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehre; und
- 5 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel 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. 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 eine Hebeerkennung genutzt wird und 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). Die Roboterarbeitsvorrichtung 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-Chassis-Typ 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 jeder 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 Bluetooth®, 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.
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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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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 Hebeerkennungssensoren, 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, Abstand d1 der Scheibe zum Rand und die Mähscheibe 160 in 1B.
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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 100 von 1A, 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 ein Kabel 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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Wie in 3 zu sehen ist, wurde das Begrenzungskabel 320 so verlegt, dass sich um die Baumstämme und das Haus (H) sogenannte Inseln bilden. Dies erfordert, dass mehr Begrenzungskabel verwendet wird, als wenn der Arbeitsbereich ohne solche Hindernisse wäre. Es ist zu beachten, dass die Abstände zwischen den Kabeln in dieser Anwendung stark übertrieben sind, um die Abstände in den Zeichnungen sichtbar zu machen. In einer realen Anlage wird das Begrenzungskabel in der Regel so verlegt, dass zwischen dem Kabel, das nach außen führt, und dem Kabel, das zurückkommt, kein Abstand besteht (Abstand = 0). Dies ermöglicht es dem Arbeitsroboter 200, solche Abschnitte zu überqueren (in 3 durch den gestrichelten Pfeil gekennzeichnet), da das vom abgehenden Kabel ausgehende Magnetfeld das vom zurückkommenden Kabel ausgehende Magnetfeld aufhebt.
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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 und/oder d2 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 der Roboterarbeitsvorrichtung 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 4 entspricht der Seitenansicht des Mähroboters 10 aus 1A, 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 Abstand d2 von dem Rand 240-e des Mähroboters 200 zur Oberfläche ist ebenfalls angegeben. Wie in den Sicherheitsstandards vorgeschrieben, ist der Abstand d1 von Scheibe zu Rand durch den Randabstand d2 auf einen Mindestabstand begrenzt, oder mathematisch ausgedrückt d1 >= k × d2, wobei k eine Konstante ist. Es sei darauf hingewiesen, dass zusätzlich nichtlineare Begrenzungen gelten können oder alternativ dazu sind.
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Das Zentrum 265 der Mähscheibe 260 ist hier ebenfalls dargestellt, beispielhaft durch die Welle des Schneidemotors 265. Es ist zu beachten, dass die Ansicht nicht maßstabsgetreu ist und einige Relationen zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt wurden.
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Wie oben beschrieben, haben die Erfinder erkannt, dass durch die dynamische und/oder temporäre Anpassung des Abstandes d2 von Rand zur Oberfläche auch der Abstand d1 von Scheibe zu Rand dynamisch und/oder temporär angepasst werden kann.
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Da für einen reibungslosen Betrieb ein angemessener Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche erforderlich ist (da der Mähroboter 200 sonst an verschiedenen Objekten und Hindernissen hängenbleiben kann), darf auch der Abstand zwischen Scheibe und Rand nicht vernachlässigt werden, da dies zu einem ungleichmäßig bearbeiteten Bereich führt, wie in den 1A und 1B dargestellt.
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Eine einfache Verringerung des Abstands d2 zwischen Rand und Oberfläche, um den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand zu verringern, führt nicht zu einer erhöhten Bearbeitungseffizienz des Mähroboters 200, da der Betrieb durch den verringerten Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche (d. h. dem Bodenabstand des Mähroboters 200) behindert wird.
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Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass durch die vorübergehende Anpassung des Abstands d2 von dem Rand zur Oberfläche eine vorübergehend geringere Bearbeitungseffizienz in Kauf genommen werden kann, da die Gesamteffizienz verbessert wird.
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Der Mähroboter 200 der vorliegenden Lehre ist daher so ausgebildet, dass er den Abstand d2 von dem Rand zur Oberfläche vorübergehend anpasst und folglich auch den Abstand d1 von der Scheibe zum Rand vorübergehend anpasst, um die Pflege der Kantenbereiche zu verbessern.
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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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4B zeigt eine schematische Seitenansicht des Mähroboters 200, während der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche vorübergehend verringert wird und der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand folglich ebenfalls reduziert wird. Wie in 4B zu sehen ist, wird der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche vorübergehend auf etwa die Hälfte reduziert und der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand wurde im Vergleich zu 4A ebenfalls auf etwa die Hälfte reduziert, was effektiv zu einer deutlichen Verringerung der ungleichmäßig bearbeiteten Kantenbereiche führt. Wie ein Fachmann verstehen würde, entspricht der Abstand d1 der Scheibe zum Rand im Wesentlichen der Breite der ungleichmäßig bearbeiteten Bereiche oder gibt zumindest einen Hinweis darauf, und eine Verringerung des Abstands d1 der Scheibe zum Rand führt zu einer entsprechenden Verringerung der Breite der ungleichmäßig bearbeiteten Bereiche.
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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, wobei die Sicherheitsstandards eingehalten werden, da der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand immer noch durch den Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche begrenzt wird.
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Der Mähroboter 200 gemäß der vorliegenden Lehre ist daher so ausgebildet, dass er feststellt, dass eine Kante eines Arbeitsbereichs 205 erreicht wurde, und als Reaktion darauf einen entsprechenden (äußeren) Rand 240-e absenkt, wodurch der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche verringert wird. Der Mähroboter 200 ist ferner so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand verringert, um zumindest Teile des Bereichs zwischen der ursprünglichen Position der Mähscheibe 260 (oder eines anderen Arbeitswerkzeugs) relativ zum Rand 240-e und dem Rand 240-e bearbeiten zu können.
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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 erfasst, 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 Grenzposition 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 durch Analyse der vom Navigationssensor 270 empfangenen magnetischen Signale feststellt, dass eine Kante erreicht wurde.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung 200 ferner so ausgelegt, dass sie automatisch eine Änderung des Verhältnisses d1-d2 auslöst. Die Änderung des Verhältnisses kann darin bestehen, den Abstand d2 zu verringern. Die Änderung des Verhältnisses kann darin bestehen, den Abstand d1 zu verringern. Die Änderung des Verhältnisses kann darin bestehen, den Abstand d2 zu vergrößern. Die Änderung des Verhältnisses kann darin bestehen, den Abstand d1 zu vergrößern. In einer Ausführungsform kann die Aktivierung dadurch ausgelöst werden, dass die Roboterarbeitsvorrichtung 240 feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs erreicht wurde. In einer Ausführungsform kann die Aktivierung dadurch ausgelöst werden, dass die Roboterarbeitsvorrichtung 240 feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs verlassen worden ist.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung so eingerichtet, dass sie eine Karte des Arbeitsbereichs 305 in dem Speicher 220 speichert. In einer solchen Ausführungsform kann die Roboterarbeitsvorrichtung Orte speichern, an denen die Abstände d1 und/oder d2 angepasst werden sollen, und wenn ein solcher Ort erreicht wird, passt die Roboterarbeitsvorrichtung einen oder beide Abstände an. In einer solchen Ausführungsform kann die Roboterarbeitsvorrichtung so ausgebildet sein, dass sie eine Stelle speichert, an der die Anpassung stattfindet, etwa als Ergebnis einer Kollision, so dass sie sich bei der nächsten Annäherung an diese Stelle auf die Anpassung vorbereiten kann. Ein Vorteil ist, dass die Auswirkungen einer Kollision reduziert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Kollision sogar vermieden werden kann.
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Auf der Karte können zusätzlich oder alternativ Sicherheitsbereiche SA eingezeichnet sein, in denen die Abstände d1 und/oder d2 angepasst werden sollten, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Ein Beispiel für einen solchen Sicherheitsbereich könnte in der Nähe eines Bereichs liegen, in dem Haustiere oder Nutztiere gehalten werden. Haustiere oder Nutztiere haben in der Regel unterschiedliche Gliedmaßen, so dass das Verhältnis d1/d2 entsprechend angepasst werden kann, um die Haustiere/Nutztiere zu schützen.
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Der Mähroboter 200 ist so ausgebildet, dass er vorübergehend in einem Modus mit reduziertem Abstand arbeitet.
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Der Mähroboter 200 ist ferner so ausgebildet, dass er feststellt, dass der Betrieb in dem Betriebsmodus mit reduziertem Abstand beendet werden soll, und als Reaktion darauf die Mähscheibe 260 in die ursprüngliche Position relativ zum Rand 240-e zurückbringt, d. h. den ursprünglichen oder normalen Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand wiederherstellt, und danach oder gleichzeitig den Rand 240-e auf seine ursprüngliche Höhe zurückbringt, d. h. den ursprünglichen oder normalen Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche wiederherstellt, wodurch er in den Zustand von 4A zurückkehrt und den Betriebsmodus mit reduziertem Abstand verlässt.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass der Betrieb im Modus mit reduziertem Abstand beendet werden soll, indem er feststellt, dass ein Timer abgelaufen ist.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er vorübergehend im Modus mit reduziertem Abstand arbeitet, indem er der erkannten Kante folgt. Die verfolgte Kante kann eine Begrenzung oder ein Objekt sein, mit dem kollidiert wurde. In einer solchen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass der Betrieb im Modus mit reduziertem Abstand beendet werden soll, indem er feststellt, dass die verfolgte Kante endet. Der Mähroboter 200 kann also so ausgebildet sein, dass er feststellt, dass eine Kante in einem Modus mit reduziertem Abstand verfolgt werden soll, den Modus mit reduziertem Abstand anpasst, der Kante folgt und, wenn festgestellt wird, dass die Kante bis zu ihrem Ende oder Abschluss verfolgt wurde, aus dem Modus mit reduziertem Abstand zurückkehrt und die Kante verlässt. Wie ein Fachmann verstehen würde, gibt es zahlreiche Möglichkeiten für einen Mähroboter, einer Kante oder einem anderen Objekt zu folgen, die ein Fachmann kennen würde, und daher wird nicht weiter erläutert, wie man einer Kante oder einem Objekt folgt.
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In 4B wurde der Körper 240 des Mähroboters 200 abgesenkt und gleichzeitig die Mähscheibe 260 bewegt. In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Mähscheibe und Rand verringert, indem er die Mähscheibe 260 von ihrer ursprünglichen Position (durch gestrichelte Linien gekennzeichnet) zu einer vorderen Position näher an dem Rand 240-e bewegt, wie in 4B dargestellt.
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In 4B ist die Mähscheibe 260 nach vorne in Richtung des Rands 240-e bewegt worden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Mähscheibe 260 zusätzlich zur Kante auch nach unten bewegt werden, um eine effizientere Bearbeitung des Bereichs zu ermöglichen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Mähscheibe 260 durch Abwinkeln oder Kippen bewegt werden. Auch dadurch wird der Abstand d1 angepasst.
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Wie der Fachmann versteht, gibt es zahlreiche Möglichkeiten, die Mähscheibe 260 zu bewegen, z. B. mit motorisierten Hebeln oder Getriebewellen, um nur einige Beispiele zu nennen.
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4C zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche durch Absenken mindestens eines Teils der Außenschale 240-1 angepasst wurde. In 4C wurde die gesamte Schale auf einen verringerten Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche abgesenkt, was einen geringeren Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand ermöglicht, was wiederum einen Betrieb näher an der Kante ermöglicht (im Vergleich zum normalen Betrieb). In einer Ausführungsform ist die Schale 240-1 vollständig abgesenkt, so dass ein Betrieb sehr nahe an dem Rand 240-e möglich ist (möglicherweise wird der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand auf im Wesentlichen 0 reduziert).
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Absenken (zumindest eines Teils) der Außenschale 240-1 anpasst.
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4D zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Abstand d2 von dem Rand zur Oberfläche durch Absenken eines Schildteils 240-3 angepasst wurde, das in der äußeren Schale 240-1 enthalten oder daran befestigt ist.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Absenken eines Teils 240-3 der Außenschale 240-1 anpasst.
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4E zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche durch Absenken des Körpers 240-2 des Mähroboters angepasst wurde. In einer solchen Ausführungsform kann die Karosserie durch Anheben der Räder unter Verwendung einer gefederten Befestigung der Räder 230 abgesenkt werden.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Absenken des Körpers 240, genauer gesagt des inneren Körpers 240-2 des Mähroboters 200, anpasst. In einer solchen Ausführungsform wird der Körper 240-2 abgesenkt, indem mindestens eines der Räder 230 angehoben wird.
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4F zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Vergrößerung des Durchmessers der Mähscheibe 260 (oder eines anderen Arbeitswerkzeugs) angepasst wurde. Wie der Fachmann versteht, gibt es zahlreiche Möglichkeiten, wie der Durchmesser eines Schneidwerkzeugs vergrößert werden kann, die wiederum von der Konstruktion des Schneidwerkzeugs 260 abhängen. Eine Alternative für ein Schneidwerkzeug, das auf einem rotierenden Draht basiert, besteht darin, mehr Draht zuzuführen. Eine andere Alternative, die auf rotierenden Messern basiert, besteht darin, die Messer weiter zu verlängern, d. h. die Messer weiter von einem Rotationszentrum weg zu bewegen. Eine andere Alternative, die ebenfalls auf rotierenden Messern basiert, besteht darin, die Messer weiter auszufahren, indem längere Messer freigegeben werden.
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Eine Alternative ist die Verwendung einer Mähscheibe mit variablem Durchmesser, z. B. in Form eines Gitter(werk)s.
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In einigen Ausführungsformen kann der Durchmesser der Mähscheibe 260 durch Erhöhen/Verringern der Drehgeschwindigkeit der Mähscheibe 260 reguliert werden. Bei einer federbasierten Befestigung von Messerklingen kann der Durchmesser reguliert werden, indem der durch die Rotation verursachten Zentrifugalkraft der Messer mit den Federkoeffizienten der Befestigungen entgegengewirkt wird.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Vergrößerung des Durchmessers der Mähscheibe 260 (oder einer anderen Verlängerung eines anderen Arbeitswerkzeugs) anpasst.
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4G zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand durch Bewegen (zumindest eines Teils) der Außenschale 240-1 relativ zur Mähscheibe 260 angepasst wurde, wodurch der Abstand zwischen dem Rand 240-e und der Scheibe 260 verringert wurde. In 4G wird die gesamte Außenschale 240-1 bewegt, aber wie bereits angedeutet, kann auch nur ein Teil der Außenschale bewegt werden, z. B. die Nase (für einen Vorwärtskollision) der Außenschale. Dies ermöglicht eine geringere Bewegung und eine vereinfachte Aufhängung oder Befestigung der Außenschale 240-1 gegenüber dem Aufbau 240-2.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand anpasst, indem er (zumindest einen Teil) der Außenschale 240-1 relativ zur Mähscheibe 260 bewegt.
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Auch wenn in den 4F und 4G der gleiche Abstand d2 wie in 4A angegeben ist, ist zu beachten, dass der Abstand d2 angepasst wurde und der reduzierte Abstand d1 innerhalb der Sicherheitsstandards liegt.
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4H zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen (oder zusätzlichen) Ausführungsform des Mähroboters 200, bei der der Mähroboter 200 einen beweglichen Schildteil 240-3 umfasst, der an der Außenschale 240-1 befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich ist der bewegliche Schildteil 240-3 in der äußeren Schale 240-1 enthalten. Es sollte beachtet werden, dass der bewegliche Schildteil der Schildteil sein kann, wie er in Bezug auf 4D diskutiert wurde.
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Im Beispiel von 4H ist der bewegliche Schildteil 240-3 an einem Gelenk j drehbar angelenkt. Wenn der Mähroboter 200 bzw. der Schildteil 240-3 auf ein Hindernis, wie z. B. eine Wand W, stößt, bewegt sich der bewegliche Schildteil 240-3 und damit auch der Rand 240-e nach innen in Richtung des Körpers 240-2 des Mähroboters 200, wodurch sich der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand verringert und ein Betrieb näher an der Kante möglich wird. Da der bewegliche Schildteil jedoch an einem Gelenk j angelenkt ist, dreht sich auch der bewegliche Schildteil 240-3, und wenn sich der bewegliche Schildteil 240-3 dreht, bewegt sich der Rand 240-e nach unten oder zur Oberfläche hin, wodurch sich auch der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche verringert.
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4I zeigt eine schematische Ansicht des Mähroboters 200 aus 4H, bei der der bewegliche Schildteil 240-3 so gedreht wurde, dass der Rand 240-e näher an der Oberfläche und an der Mähscheibe 260 liegt.
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Durch die Abstimmung der Maße des beweglichen Schildteils 240-3, insbesondere hinsichtlich des Abstands zwischen dem Rand 240-e und dem Gelenk j und der Höhe des Gelenks über dem Boden, kann das Verhältnis zwischen den Abständen d1 und d2 innerhalb der Sicherheitsstandards eingehalten werden.
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Indem der bewegliche Schildteil 240-3 federnd gelagert ist, kehrt der bewegliche Schildteil 240-3 in seine ursprüngliche Position zurück, wenn der Mähroboter 200 von der Wand wegfährt.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er den Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand und den Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche anpasst, indem er (zumindest einen Teil) der äußeren Schale 240-1, z. B. einen beweglichen Schildteil 240-3, relativ zum Körper 240-2 drehbar bewegt.
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Der bewegliche Schildteil kann in einer Ausführungsform mit der Mähscheibe verbunden sein, so dass bei der Bewegung des beweglichen Schildteils auch die Mähscheibe bewegt wird.
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4J zeigt eine schematische Ansicht des Mähroboters 200 aus 4H, bei der der bewegliche Schildteil 240-3 so gedreht wurde, dass der Rand 240-e näher an der Oberfläche und an der Mähscheibe 260 liegt, aber in diesem Fall wurde der Rand 240-e von einem Hindernis berührt, das keine glatte Wand oder andere vertikale Fläche ist, was dazu führt, dass der Mähroboter nach oben geneigt ist, wodurch sich der Abstand d2 zwischen Rand und Oberfläche vergrößert und der Abstand d1 zwischen Scheibe und Rand weiter verringert. Dies würde ein erhöhtes Risiko darstellen, da es gegen die Sicherheitsstandards verstoßen würde. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass die Mähscheibe 260 (oder ein anderes Arbeitswerkzeug) deaktiviert wird, bevor ein wesentliches Risiko entsteht, da die Hebeerkennungssensoren 275 eine Hebeerkennung signalisieren, wodurch die Mähscheibe 260 deaktiviert wird. Um die Sicherheit des Mähroboters 200 zu erhöhen, kann der Mähroboter 200 so eingerichtet werden, dass die Empfindlichkeit der Hebeerkennungssensoren erhöht wird, wenn der Betriebsmodus mit reduziertem Abstand aktiviert wird oder kurz davor steht, aktiviert zu werden. In der Ausführungsform der 4H, 4I und 4J ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass sich der bewegliche Schildteil bewegt, und daraufhin die Empfindlichkeit des/der Hebeerkennungssensors/en 275 erhöht. Die Empfindlichkeit kann durch Herabsetzen eines Schwellenwerts erhöht werden, der überschritten werden muss, um eine Hebeerkennung zu signalisieren.
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In einer Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er die Empfindlichkeit des/der Hebeerkennungssensors/en erhöht, wenn der Betriebsmodus mit reduziertem Abstand aktiviert wird oder kurz davor steht. In einer solchen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass der Betriebsmodus mit reduziertem Abstand in Kürze aktiviert wird, indem er feststellt, dass sich der Rand 240-e bewegt, und daraufhin die Empfindlichkeit des/der Hebeerkennungssensors/en anpasst.
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In einer solchen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass sich der Rand bewegt, indem er feststellt, dass sich die Außenschale 240-1 bewegt. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass sich der Rand 240-e bewegt, indem er feststellt, dass sich der bewegliche Schildteil 240-3 bewegt.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist der Mähroboter 200 so ausgebildet, dass er feststellt, dass sich die Mähscheibe 260 bewegt, und als Reaktion darauf die Empfindlichkeit des/der Hebeerkennungssensors/en anpasst.
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Die Empfindlichkeit nimmt zu, wenn sich der Rand 240-e auf die Mähscheibe 260 zubewegt (d. h. der Abstand d1 sich verringert) und nimmt ab, wenn sich der Rand 240-e von der Mähscheibe 260 wegbewegt (d. h. der Abstand d1 sich vergrößert).
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4K zeigt eine schematische Ansicht einer Alternative oder Ergänzung zu den Ausführungsformen des Mähroboters 200 von 4J, bei der der Hebeerkennungssensoren 275 so ausgebildet ist, dass er alternativ oder zusätzlich eine Bewegung der äußeren Schale 240-1 relativ zum Körper 240-2 erfasst, wodurch er in der Lage ist, ein Anheben zu erkennen, selbst wenn der Körper 240-2 des Mähroboters 200 selbst nicht angehoben wird, sondern nur die Außenschale 240-1. Dies ermöglicht die Erkennung eines Anhebens zu einem früheren Zeitpunkt und wenn nur die Außenschale bewegt wird, wodurch sich der Abstand d2 effektiv ändert.
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4L zeigt eine schematische Ansicht einer Kombination der Ausführungsformen des Mähroboters 200 aus 4D und 4G, bei der der bewegliche Schildteil 240-3 bewegt wurde und gleichzeitig die Außenschale 240-1 bewegt wurde, wodurch der Rand 240-e näher an der Oberfläche und an der Mähscheibe 260 angeordnet wurde, wodurch beide Abstände d1 und d2 verringert wurden. Durch die Kopplung der Bewegungen der äußeren Schale 240-1 und des beweglichen Schilds 240-3 kann derselbe Effekt wie bei der Ausführungsform von 4J erzielt werden.
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Alle hier vorgestellten Ausführungen beziehen sich auf die Anpassung der Form des robotergestützten Arbeitsgeräts in irgendeiner Form. Diese Anpassung kann mechanisch (passiv) aktiviert werden. In einer solchen Ausführungsform werden ein oder mehrere Teile des Körpers 240 der Roboterarbeitsvorrichtung mit nachgiebiger Mechanik ausgeführt.
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Die Anpassung kann alternativ oder zusätzlich von dem Steuergerät 210 elektrisch gesteuert werden. In einer solchen Ausführungsform ist der Körper elektromechanisch.
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5 zeigt ein Flussdiagramm eines allgemeinen Verfahrens gemäß den hierin enthaltenen Lehren. Der Mähroboter 100 ist so ausgelegt, dass er den Abstand d2 zwischen dem Rand 240-e und der Oberfläche verringert 520 und folglich auch den Abstand d1 zwischen dem Arbeitswerkzeug 260 und dem Rand 240-e verringert 530, wodurch er in einem Modus mit reduziertem Abstand arbeitet.
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In einer Ausführungsform ist die Roboterarbeitsvorrichtung 200 ferner so ausgelegt, dass sie feststellt, dass eine Kante des Arbeitsbereichs 305 erreicht wurde 510, und daraufhin den Abstand d2 zwischen dem Rand 240-e und der Oberfläche verringert.
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Die Roboterarbeitsvorrichtung 200 ist ferner so ausgelegt, dass sie vorübergehend im Modus mit reduziertem Abstand arbeitet, wobei die Roboterarbeitsvorrichtung 200 den Abstand d2 von dem Rand zur Oberfläche und den Abstand d1 vom Arbeitswerkzeug 260 zum Rand 240-e beim Verlassen des Modus mit reduziertem Abstand wieder auf die ursprünglichen Abstände zurücksetzt 540.
