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Die Erfindung betrifft einen Saugreinigungsroboter. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Saugreinigungsroboter zur autonomen Reinigung eines Haushalts.
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Ein Saugreinigungsroboter ist dazu eingerichtet, einen Boden in einem Haushalt zu reinigen. Dazu umfasst der Saugreinigungsroboter ein Gebläse, mit dem ein Luftstrom erzeugt wird, um Schmutz und Staub mitzureißen. Der Luftstrom tritt in Bodennähe durch einen Saugmund in ein Gehäuse und wird in einen Staubabscheider geleitet, wo feste Bestandteile aus dem Luftstrom abgetrennt und zurückgehalten werden. Der Saugreinigungsroboter ist dazu eingerichtet, sich in dem Haushalt autonom zu bewegen und den Boden selbsttägig zu reinigen.
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Um eine Zugänglichkeit in schmale Ecken oder zwischen Möbeln zu ermöglichen wird angestrebt, den Saugreinigungsroboter klein und wendig auszulegen. Die Größe des Saugreinigungsroboters ist allerdings nach unten begrenzt, beispielsweise durch eine erforderliche Leistungsfähigkeit des Gebläses oder eine Größe eines Energiespeichers oder des Staubabscheiders. Ist der Staubabscheider zu klein, so kann er keine gute Abscheidung durchführen und muss außerdem häufig ausgeleert werden.
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Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe eines verbesserten Saugreinigungsroboters. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Saugreinigungsroboter ein Gebläse zur Erzeugung einer Saugluft; eine Staubabscheideeinheit mit einer flexiblen äußeren Form; und ein Gehäuse mit einem Saugmund zum Eintritt der Saugluft und zur Führung der eingetretenen Saugluft zur Staubabscheideeinheit. Dabei ist die Staubabscheideeinheit seitlich an einer Außenseite des Gehäuses abnehmbar angebracht.
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Erfindungsgemäß kann sich der Saugreinigungsroboter mit der außen liegenden Staubabscheideeinheit bei Bedarf in seiner äußeren Form an ein Hindernis anpassen. So kann der Roboter verbessert auch schwer zugängliche Bereiche reinigen, ohne dass eine seiner Komponenten kleiner ausgelegt ist. Eine Leistungsfähigkeit des Roboters kann unverändert sein und ein Reinigungsergebnis kann nicht negativ beeinflusst sein.
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Der Einlass und der Auslass können an der Staubabscheideeinheit voneinander entfernt liegen, beispielsweise an einander entgegengesetzten Enden der Einheit. Zwischen dem Einlass und dem Auslass kann eine Struktur oder eine Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutz, insbesondere Grobschmutz oberhalb einer vorbestimmten Partikelgröße, vorgesehen sein. So könnten beispielsweise ein Gitter, eine Membran, eine Blende oder ein Durchströmfilter vorgesehen sein.
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Die Staubabscheideeinheit kann sich entlang einer seitlichen Begrenzung des Saugreinigungsroboters erstrecken. Dadurch kann der Roboter näher an ein Hindernis fahren und so einen an das Hindernis angrenzenden Bereich verbessert reinigen. Die Einheit kann eine oder mehrere Seiten des Roboters abdecken. Eine Seite des Roboters kann eine beliebige Form aufweisen und die Einheit kann sich an die Form des Roboters anschmiegen. In einer Ausführungsform ist der Roboter im Wesentlichen D-förmig. Dabei kann die Einheit einen gebogenen und/oder einen geraden Abschnitt einer seitlichen Begrenzung abdecken. Beispielsweise kann die Einheit den Roboter U-förmig umgreifen. Seitlich kann sich die Einheit horizontal und auch vertikal an ein Hindernis anschmiegen. So kann die Begrenzung der Einheit beispielsweise verbessert an einer Struktur wie einer Fußbodenleiste anliegen, insbesondere in vertikaler Richtung.
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Die Staubabscheideeinheit kann einen Einlass und einen Auslass für Saugluft umfassen, zwischen denen ein luftdichtes Material einen Luftkanal begrenzt. Der Luftkanal kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Es können mehrere Einlässe und/oder mehrere Auslässe gebildet sein, deren dazwischenliegenden Luftkanäle fluid miteinander verbunden oder voneinander getrennt sein können. Bei einer im Wesentlichen U-förmigen Ausführungsform der Einheit können beispielsweise zwei Einlässe an den Enden der Form und ein dazwischen liegender Auslass vorgesehen sein.
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Das Material kann alle erforderlichen Eigenschaften in sich vereinen oder mehrere Schichten umfassen, die zusammen die vorbestimmten Eigenschaften erreichen. Eine Schicht kann beispielsweise für Luftdichtigkeit sorgen und ein Gummi oder einen Kunststoff umfassen. Dieselbe oder eine andere Schicht kann für Abrasionsschutz sorgen. Insgesamt soll das Material zumindest abschnittweise flexibel sein, um die Verformbarkeit der Staubabscheideeinheit zu gewährleisen.
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Das Material ist weiter bevorzugt zugstabil, sodass der Luftkanal aus einer vorbestimmten Form eingedrückt, aber nicht ausgebeult werden kann. Diese Schicht kann beispielsweise ein Gewebe umfassen, beispielsweise ein Textil, oder ein Vlies oder Gewebe mit zugstabilen Fasern. In einer Ausführungsform erhält die Einheit ihre normale Form durch einen vorbestimmten Luftdruck auf der Innenseite, der mittels des Gebläses hergestellt wird. Selbst wenn der Luftdruck über den vorbestimmten Wert ansteigen sollte, kann die Form erhalten bleiben. Eine Formänderung, etwa wenn der Roboter an ein Objekt fährt, kann nur einen Bereich des Kontakts zu dem Objekt betreffen und eine weiter entfernte Stelle der Abscheideeinheit unverformt lassen.
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In einer Ausführungsform ist das Material elastisch, sodass es eine vorbestimmte Form anstrebt. So kann es die bevorzugte Form einnehmen, auch wenn im Inneren kein Überdruck herrscht. Eine Verformbarkeit der Einheit kann dadurch sichergestellt sein und das Material kann sich ohne weitere Einwirkung immer wieder in die vorbestimmte Form begeben. Ein Erscheinungsbild des Roboters kann dadurch verbessert konstant sein. Ist das Material zusätzlich zugstabil, so kann eine Verformung nach außen, insbesondere ein konvexes Aufblähen von der vorbestimmten Form aus, begrenzt oder verhindert sein. Die vorbestimmte Form kann eine Art Wulst oder Polster umfassen, das sich bevorzugt entlang eines Abschnitts einer Außenkontur des Roboters in horizontaler Richtung erstreckt.
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An der Staubabscheideeinheit kann eine flexible Spange zur Begrenzung einer Expansion des Luftkanals angebracht sein. Die Spange kann auf einer Außen- oder einer Innenseite des Materials liegen und erstreckt sich bevorzugt in vertikaler Richtung. Bevorzugt ist eine Reihe von Spangen entlang eines Umrisses des Roboters vorgesehen. Eine Spange kann punktuell, abschnittweise oder entlang ihrer gesamten Länge am Material des Luftkanals befestigt sein. Eine Spange ist weiter bevorzugt an wenigstens zwei Punkten am Gehäuse befestigt, die bevorzugt vertikal versetzt liegen. Die Spange kann am Gehäuse fest oder in horizontaler Richtung schwenkbar angebracht sein. Eine Spange kann beispielsweise aus einem Metalldraht herstellbar oder als Kunststoffbügel ausgebildet sein.
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Die Staubabscheideeinheit kann eine Trennwand umfassen, die den Luftkanal auf einer dem Gehäuse zugewandten Seite verschließt. Die Trennwand kann gegenüber dem Luftkanal bewegt werden, um diesen zu öffnen, wenn die Staubabscheideeinheit vom Saugreinigungsroboter abgenommen ist, sodass gesammelter Schmutz ausgeleert werden kann. In einer Ausführungsform ist die Trennwand gegenüber dem Luftkanal beziehungsweise dem ihn begrenzenden Material mechanisch verriegelt, wenn sich Staubabscheideeinheit am Gehäuse des Staubsaugroboters angebracht ist. Das flexible Material kann auf einen Rahmen oder Flansch aufgezogen sein, der eine Luftdichtigkeit zur Trennwand herstellen und das Material stützen kann. Ein Einlass oder ein Auslass für den Luftstrom kann an oder in der Trennwand vorgesehen sein. Bevorzugt ist ein Auslass in der Trennwand vorgesehen und kann mit einem Filter oder Gitter versehen sein.
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Die Trennwand ist bevorzugt starr ausgeführt und kann beispielsweise aus einem flachen Kunststoff oder Metall hergestellt sein. In einer Ausführungsform kann die Trennwand gegenüber dem Luftkanal beziehungsweise dem ihn begrenzenden Material ausgeschwenkt werden. Dazu kann ein Scharnier oder Gelenk zwischen dem Material, einem Rahmen oder Flansch einerseits und der Trennwand andererseits vorgesehen sein.
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Der Saugreinigungsroboter kann einen am Gehäuse angebrachten Steg umfassen, der in seitlicher Richtung absteht, um eine seitliche Kompression der Staubabscheideeinheit an einem externen Objekt zu begrenzen. So kann verhindert werden, dass ein Querschnitt des Luftkanals durch Verformen der Staubabscheideeinheit so weit verringert wird, dass kein ausreichender Luftstrom mehr vom Einlass zum Auslass strömen kann. Fährt der Roboter beispielsweise gegen eine vertikale Fläche, sodass die Einrichtung zwischen der Fläche und dem Gehäuse liegt, so kann durch den Steg ein vorbestimmter Mindestabstand zwischen der Fläche und dem Gehäuse eingehalten werden. Ein Steg kann vertikal unter und/oder über der Staubabscheideeinheit liegen. Der Steg kann auch im Luftkanal aufgenommen sein. In diesem Fall kann er am den Luftkanal begrenzenden Material, an einem Rahmen oder Flansch oder an der Trennwand befestigt sein.
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Der Saugreinigungsroboter kann eine Steuervorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Saugreinigungsroboters zu steuern. Insbesondere kann die Steuervorrichtung dazu eingerichtet sein, den Roboter derart zu drehen, dass die Staubabscheideeinheit an einer seitlich anliegenden Fläche abrollt. Dabei kann der Roboter in seiner Fahrtrichtung gleichzeitig von der Fläche weggeschwenkt werden. So kann vermieden werden, dass der Roboter die Fläche verkratzt oder abschleift. Ein empfindlicher Gegenstand wie ein Musikinstrument oder ein Stoff kann so vor Abnutzung geschützt sein. Der Roboter kann sich der Fläche trotzdem bis auf einen sehr kleinen Abstand nähern und eine Bodenfläche in diesem Bereich verbessert reinigen.
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In der Staubabscheideeinheit aufgenommener Staub kann komprimiert werden, wenn das Material durch Anlage an einem externen Objekt verformt wird. Das Verformen auf diese Weise kann auch gezielt herbeigeführt werden, um das Komprimieren von Schmutz in der Einrichtung zu fördern. Dadurch kann der Luftkanal zumindest vorübergehend leichter von Luft durchströmt werden. Längerfristig kann mehr Schmutz im Luftkanal aufgenommen werden. In einer Ausführungsform kann der Schmutz auf diese Weise gezielt im Luftkanal befördert werden, zum Beispiel in Richtung des Einlasses oder in Richtung des Auslasses. Der Luftkanal kann dazu nach Art einer peristaltischen Pumpe nacheinander an horizontal versetzten Stellen verengt werden. Die Steuereinrichtung kann dazu den Roboter kontrolliert an einer vertikalen Fläche abrollen oder wiederholt aus verschiedenen Richtungen gegen die Fläche fahren. Die Fläche kann von einer Basisstation umfasst sein, sodass kein Schaden an einer Wand oder einem Möbel durch die Vorgehensweise zu befürchten ist.
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Der Saugreinigungsroboter kann ferner einen Sensor zur Bestimmung einer Änderung der äußeren Form der Staubabscheideeinheit umfassen. Der Sensor kann eine Biegung oder eine Zugspannung detektieren und an einer Spange oder in dem flexiblen Material angebracht sein. Der Sensor kann ein Signal bereitstellen, das auf eine Verformung oder eine horizontal auf die Staubabscheideeinheit wirkende Kraft hinweist, die von einem anliegenden Hindernis ausgeübt sein kann. Die Steuervorrichtung kann den Roboter in Abhängigkeit eines Signals des Sensors steuern, beispielsweise um den Roboter an einem Hindernis passieren zu lassen oder aufgenommenen Schmutz zu komprimieren oder zu transportieren.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines hierin beschriebenen Saugreinigungsroboters Schritte des Erfassens eines Signals, das auf eine Änderung der äußeren Form der Staubabscheideeinheit hinweist, und eine Steuerung eines Antriebsrads des Saugreinigungsroboters.
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Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Staubabscheideeinheit zur abnehmbaren Anbringung an einem Saugreinigungsroboter einen Einlass und einen Auslass für Saugluft, zwischen denen ein luftdichtes Material einen Luftkanal begrenzt. Dabei ist eine äußere Form der Staubabscheideeinheit flexibel. Insbesondere kann das Material, das den Luftkanal begrenzt, flexibel sein. Die Staubabscheideeinheit ist bevorzugt zur seitlichen Anbringung am Roboter eingerichtet.
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Das Verfahren kann dazu eingerichtet sein, mittels einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführt zu werden, die von einem hierin beschriebenen Saugreinigungsroboter umfasst ist. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
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Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 und 2 einen Saugreinigungsroboter;
- 3 und 4 einen Saugreinigungsroboter an verschiedenen Gegenständen; und
- 5 bis 7 eine Staubabscheideeinheit für einen Saugreinigungsroboter darstellen.
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1 und 2, die hier gemeinsam beschrieben werden, zeigen einen Saugreinigungsroboter 100 zur Reinigung einer Bodenfläche 105 in einem Haushalt. 1 zeigt eine Oberseite und in 2 ist eine Unterseite des Saugreinigungsroboters 100 erkennbar.
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Der Saugreinigungsroboter 100 umfasst ein Gehäuse 110, an dessen Außenseite eine Staubabscheideeinheit 115 angebracht ist. Üblicherweise ist ein Antriebssystem mit wenigstens einem Antriebsrad 120 vorgesehen. Ein Gebläse 125 (in 1 hinter einem Austrittsgitter verborgen) ist dazu eingerichtet, einen Luftstrom durch einen Saugmund 130, der sich nahe an der Bodenfläche 105 befindet, wenn der Saugreinigungsroboter auf der Bodenfläche 105 steht oder fährt, zu bewirken. Vorliegend ist im Bereich des Saugmunds 130 eine optionale Bürstenwalze 135 angebracht. Eine Steuervorrichtung 170 (nicht sichtbar) ist dazu eingerichtet, das Antriebsrad 120 zu steuern, um eine vorbestimmte Bewegung des Saugreinigungsroboters 100 auf der Bodenfläche 105 zu bewirken.
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Der durch den Saugmund 130 eingetretene Luftstrom tritt durch einen Einlass 140 in die Staubabscheideeinheit 115 ein und durch einen Auslass 145 wieder aus. Üblicherweise liegt das Gebläse 125 im Luftstrom hinter dem Auslass 145 und führt die gereinigte Luft in eine Umgebung des Saugreinigungsroboters 100. Zwischen dem Einlass 140 und dem Auslass 145 ist ein Luftkanal 150 gebildet, der mittels eines flexiblen Materials 155 begrenzt ist. Das Material 155 ist bevorzugt zugstabil und kann elastisch sein. Weiter bildet das Material 155 eine Form, aus der es elastisch ausgelenkt werden kann, insbesondere durch Einwirkung von Kraft in Richtung des Gehäuses 110 oder in vertikaler Richtung. Außerdem ist das Material 155 im Wesentlichen luftdicht, sodass der Luftstrom durch den Luftkanal 150 zwischen dem Einlass 140 und dem Auslass 145 gefasst oder geführt ist.
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In der dargestellten Ausführungsform hat der Saugreinigungsroboter 100 von oben gesehen ungefähr die Form des Buchstaben D, wobei der Saugmund 130 an der geraden Seite und die Staubabscheideeinheit entlang eines gebogenen Abschnitts am Gehäuse 110 angebracht ist. Während einer üblichen Bearbeitung der Bodenfläche 105 liegt der Saugmund 130 in Fahrtrichtung vorne.
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Optional sind elastische Spangen 160 vorgesehen, um das Material 155 in einer vorbestimmten Form zu halten. Eine Spange 160 kann aus einem Metalldraht oder einem anderen stangenförmigen, elastischen Material hergestellt sein. Eine Spange 160 kann sich senkrecht zum Luftkanal 150 erstrecken und diesen zumindest auf einem vom Gehäuse 110 entfernten Abschnitt umlaufen. In einer Ausführungsform ist eine Spange 160 in horizontaler Richtung schwenkbar am Gehäuse 110 angebracht, in einer anderen starr. Eine gewisse horizontale Beweglichkeit einer Spange 160 kann jedoch auch dann durch ihre Elastizität sichergestellt sein.
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Am Material 155 kann ein Sensor 165 angebracht sein, der dazu eingerichtet ist, eine Verformung des Materials 155 zu erfassen. Insbesondere kann ein Signal bereitgestellt werden, das auf eine Auslenkung aus einer vorbestimmten Form hinweist. Mehrere Sensoren 165 können an unterschiedlichen Stellen angebracht sein, um eine Lokalisierung einer Kompressionsstelle zu ermöglichen. Ein solcher Sensor kann einen Dehnungsmessstreifen umfassen. Die Steuervorrichtung 170 kann den Saugreinigungsroboter 100 und insbesondere ein Antriebsrad 120 in Abhängigkeit eines solchen Signals steuern.
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Der durch das Material 155 begrenzte Luftkanal 150 kann zwischen dem Gehäuse 110 und einem Gegenstand im Umfeld des Saugreinigungsroboters komprimiert werden. Vorliegend ist die Staubabscheideeinheit 115 seitlich des Saugreinigungsroboters 100 angebracht, sodass eine Kompression stattfinden kann, wenn sich der Saugreinigungsroboter 100 horizontal gegen den Gegenstand bewegt oder umgekehrt. Die Kompression kann das Material 155 der Staubabscheideeinheit 115 an den Gegenstand anschmiegen. Ein Querschnitt des Luftkanals 150 kann in diesem Bereich verringert sein und eine Silhouette des Roboters 100 kann verkleinert sein. Insbesondere können Abmessungen des Roboters 100 in horizontaler Richtung derart verkleinert sein, dass der Roboter 100 näher an den Gegenstand fahren kann.
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3 zeigt einen Saugreinigungsroboter 100 an einem Gegenstand 305. Das Material 155 liegt am Gegenstand 305 an und der Luftkanal 150 ist im Bereich des Anliegens deformiert, sodass ein Querschnitt des Luftkanals 150 verringert sein kann. Spangen 160 im Bereich der Anlage können elastisch verformt sein.
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Der Saugreinigungsroboter 100 kann durch passende Ansteuerung des Antriebsrads 120 gesteuert werden, sich um eine Hochachse zu drehen und dabei seitlich am Gegenstand 305 abzurollen. So kann eine peristaltische oder abstreifende Bewegung des Luftkanals 150 bewirkt werden, um einen Inhalt zu komprimieren oder in Richtung des Einlasses 140 oder des Auslasses 145 zu bewegen. Der Saugreinigungsroboter 100 kann auch in der gezeigten Stellung am Gegenstand 305 entlang bewegt werden, wobei die Staubabscheideeinheit 115 mehr oder weniger stark an dem Gegenstand 305 entlang schleifen kann.
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4 zeigt einen Saugreinigungsroboter 100 zwischen zwei Gegenständen 305. Der Luftkanal 150 ist auf beiden Seiten eingedrückt. Spangen 160 im Bereich der Anlage können verschwenkt oder verformt sein. Eine wirksame Breite des Saugreinigungsroboters 100 kann durch die Kompression des Luftkanals 150 verringert sein, sodass der Roboter 100 einen Korridor zwischen den Gegenständen 305 passieren kann, obwohl er ohne Kompression des Luftkanals 150 dafür zu breit wäre. Es ist zu beachten, dass das gezeigte Prinzip auch in vertikaler Richtung anwendbar ist, wenn sich der Luftkanal 150 auf oder unter dem Gehäuse 110 befindet.
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5 bis 7 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Staubabscheideeinheit 115, die von einem Saugreinigungsroboter 100 abgenommen ist. Die Staubabscheideeinheit 115 umfasst eine Trennwand 505, die auf einer dem Gehäuse 110 zugewandten Seite des Luftkanals 150 liegt, wenn die Staubabscheideeinheit 115 am Gehäuse 110 angebracht ist. Die Trennwand 505 ist bevorzugt steif oder starr und kann zusammen mit dem Material 155 den Luftkanal 150 zwischen dem Einlass 140 und dem Auslass 145 verschließen.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Einlässe 140 vorgesehen, die an einander entgegengesetzten Enden des Luftkanals 150 liegen. Auf halbem Weg zwischen den Einlässen 140 liegt der Auslass 145, der vorliegend in Richtung des Gehäuses 110 führt. Das Gehäuse 110 kann die durch den Auslass 145 gesaugte Luft einer weiteren Reinigung unterziehen oder nach Passieren des Gebläses 125 direkt in eine Umgebung entlassen. Im Bereich des Auslasses 145 kann ein Filter 525 vorgesehen sein, der bevorzugt als Durchströmfilter ausgebildet ist.
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Das Material 155 kann auf einen Rahmen 510 aufgezogen sein, gegenüber dem die Trennwand 505 bevorzugt beweglich ist. Vorliegend sind hierfür zwei Gelenke 515 vorgesehen. Die Gelenke 515 können insbesondere Scharniere umfassen weiterhin eine gemeinsame Drehachse aufweisen, sodass der Rahmen 510 mit dem Material 155 gegenüber der Trennwand 505 um die Drehachse verschwenkt werden kann. In einer ersten Stellung kann die Trennwand 505 am Rahmen 510 anliegen.
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Wie in 7 zu sehen ist, kann der Rahmen 510 eine in Richtung des Gehäuses 110 weisende Aussparung 520 aufweisen, die durch die Trennwand 505 verschlossen sein kann, wenn die Staubabscheideeinheit 115 am Gehäuse 110 angebracht ist, und die freigelegt sein kann, wenn an der abgenommenen Staubabscheideeinheit 115 die Trennwand 505 um die Drehachse verschwenkt wird. Durch die Aussparung 520 kann Schmutz, der sich im Luftkanal 150 angesammelt hat, leicht ausgeleert werden. In einer anderen Ausführungsform kann zu diesem Zweck die Trennwand 505 auch auf eine andere Weise gegenüber dem Rahmen 510 bewegt oder von diesem abgenommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Saugreinigungsroboter
- 105
- Bodenfläche
- 110
- Gehäuse
- 115
- Staubabscheideeinheit
- 120
- Antriebsrad
- 125
- Gebläse
- 130
- Saugmund
- 135
- Bürstenwalze
- 140
- Einlass
- 145
- Auslass
- 150
- Luftkanal
- 155
- Material
- 160
- Spange
- 165
- Sensor
- 170
- Steuervorrichtung
- 305
- Gegenstand
- 505
- Trennwand
- 510
- Rahmen
- 515
- Gelenk
- 520
- Aussparung
- 525
- Filter
