DE10212964A1

DE10212964A1 - Climbing robot for movement on smooth surfaces e.g. automatic cleaning of horizontal/vertical surfaces has chassis with crawler drive suspended and mounted turnable about vertical axis, to detect obstacles and prevent lifting-off

Info

Publication number: DE10212964A1
Application number: DE10212964A
Authority: DE
Inventors: Uwe Braeuning; Florian Simons; Kai Wegener; Peter Schmidt; Andreas Staeb; Gian Piero Grandi; Domenico Muscogiuri
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Procter and Gamble Co
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Procter and Gamble Co
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-23

Abstract

The robot has a chassis frame (17) with suspended crawler drive (8), and e.g. a toothed belt (21) passing over a front and a rear deflector (20,19) with suction elements (12) to engage on the smooth ground (30). The crawler drive is mounted in the chassis turnable about an axis approx. at right angles to the ground. A lifting/suction device fastened to the chassis lifts chassis and drive on and off the ground. The device incorporates supports (18) with additional suction elements (9). All suction elements on the toothed belt adhering to the ground, are connected to common ventilation valves. The robot also has sensors to detect obstructions on the ground, and an inspection or cleaning module (7).

Description

Technical application area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kletterroboter für die Bewegung auf einem glatten Untergrund, mit einem an einem Trägerrahmen aufgehängten Raupenantrieb, bei dem an zumindest einem über ein vorderes und ein hinteres Umlenkelement geführten Endlostransportelement Haftmittel für die Haftung am Untergrund vorgesehen sind. The present invention relates to a Climbing robot for moving on a smooth Underground, with one on a support frame suspended caterpillar drive, on at least one via a front and a rear deflection element guided endless transport element adhesive for the Liability on the surface are provided.

Kletterroboter werden heutzutage vor allem in Bereichen eingesetzt, die für den Menschen nur schwer oder nur unter Gefahr zugänglich sind. Beispiele sind die Inspektion von schwer zugänglichen technischen Einrichtungen, Erkundungsaufgaben sowie die Untersuchung und Bearbeitung von Hochhausfassaden und Schiffsrümpfen. Ein weiteres verbreitetes Einsatzgebiet von Kletterrobotern ist die Reinigung von Bauwerken, bspw. von Glasfassaden. Climbing robots are mainly used today Areas used that are difficult for humans or are only accessible under danger. examples are the inspection of difficult to access technical Facilities, exploration tasks and the Examination and processing of high-rise facades and Ship hulls. Another common area of application of climbing robots is the cleaning of structures, for example of glass facades.

Stand der TechnikState of the art

Bei bekannten Kletterrobotern wird die Haftung am Untergrund durch aktive oder passive Saugelemente oder durch elektromagnetische Anziehung mittels Magneten erreicht. Die Antriebsprinzipien dieser Kletterroboter reichen von Ausgestaltungen mit Vielfachbeinen bis zu der Fortbewegung mittels Raupenantrieb. In the case of known climbing robots, liability is limited to Active or passive suction elements or through electromagnetic attraction using magnets reached. The driving principles of these climbing robots range from designs with multiple legs to the movement by means of a caterpillar drive.

So ist aus dem im August 2001 veröffentlichten Produktblatt Nr. 300/124 des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung ein Kletterroboter als mobiler Werbe- und Informationsträger bekannt, der sich nach dem sog. Sliding-Frame-Prinzip über den Untergrund bewegt. Bei diesem Kletterroboter ist eine erste Gruppe von vier über Zahnriemen angetriebenen Beinen an einem Grundrahmen befestigt, die aktive Saugmodule zur Haftung am Untergrund aufweisen. Eine weitere Gruppe von vier Beinen, die ebenfalls über Zahnriemen angetrieben werden, ist symmetrisch im Zentrum des Roboters angeordnet und drehbar gelagert. Durch einen Drehantrieb lässt sich auf diese Weise neben einer Translationsbewegung durch abwechselnden Antrieb der beiden Gruppen auch eine Rotationsbewegung des Kletterroboters durchführen, so dass er jeden beliebigen Punkt auf ebenen und schwach gekrümmten Flächen erreichen kann. So is from the published in August 2001 Product sheet No. 300/124 of the Fraunhofer Institute for Production technology and automation Climbing robot as a mobile advertising and information carrier known, which is based on the so-called sliding frame principle moved across the surface. With this climbing robot is a first group of four over timing belts driven legs attached to a base frame, the active suction modules for adhesion to the surface exhibit. Another group of four legs that are also driven by timing belts arranged symmetrically in the center of the robot and rotatably mounted. With a rotary drive in this way alongside a translational movement alternating drive of the two groups also one Carry out a rotational movement of the climbing robot, see above that he's any point on level and weak can reach curved surfaces.

Aus der DE 29 62 2167 U1 ist ein Kletterroboter mit einem Raupenantrieb bekannt. Der Raupenantrieb umfasst eine Transportkette mit daran befestigten aktiven Saugelementen. Jedes dieser Saugelemente ist einzeln an eine Vakuumleitung angeschlossen und wird mittels einer entsprechenden Steuereinheit zu dem Zeitpunkt angesteuert, an dem die Saugelemente in Kontakt mit dem Untergrund treten. Die Transportkette wird über zwei Kettenräder geführt, von denen eines für eine Richtungsänderung des Kletterrobotors drehbar gelagert ist. DE 29 62 2167 U1 is a climbing robot known with a caterpillar drive. The caterpillar drive includes a transport chain with attached active suction elements. Each of these suction elements is individually connected to a vacuum line by means of a corresponding control unit to the Triggered time at which the suction elements in Get in touch with the surface. The transport chain is guided over two sprockets, one of which is for a change of direction of the climbing robot rotatable is stored.

Der Einsatz aktiver Saugelemente erfordert jedoch entweder einen am Kletterroboter angeordneten Kompressor mit Druckbehälter, der ein hohes Gewicht und einen erheblichen Energieverbrauch hat, oder die Mitführung einer ausreichend langen Vakuumleitung, die der Kletterroboter hinter sich herziehen muss. Weiterhin lassen sich mit dem drehbaren Kettenrad nur kleine Richtungsänderungen realisieren, so dass die Bewegungsfreiheit dieses Kletterroboters stark eingeschränkt ist. However, the use of active suction elements requires either one arranged on the climbing robot Compressor with pressure tank, which is heavy and heavy has significant energy consumption, or being carried a sufficiently long vacuum line that the Climbing robot must pull behind them. Farther can only be small with the rotating sprocket Realize changes of direction so that the This climbing robot's freedom of movement is strong is restricted.

Aus der DE 197 27 421 C2 ist ein weiterer Kletterroboter mit einem Raupenantrieb bekannt, bei dem die Haftung am Untergrund über passive Saugelemente realisiert wird. Dieser gattungsgemäße Kletterroboter verfügt über zwei über jeweils ein vorderes und ein hinteres Umlenkelement geführte Endlostransportelemente, an denen die passiven Saugelemente befestigt sind. Jedes der Saugelemente weist ein Belüftungsventil auf, das bei der Fortbewegung des Kletterroboters kurz vor dem Abheben des Saugelementes vom Untergrund mechanisch betätigt wird. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Auslösung der Haft- und Lösungsfunktion der passiven Saugelemente ohne jede Zuhilfenahme einer Vakuumpumpe oder eines Drucklufterzeugers, so dass sich das Gewicht sowie der Energieverbrauch dieses Kletterroboters gegenüber dem vorangehend beschriebenen Kletterroboter deutlich verringern. Eine Richtungssteuerung erfolgt bei diesem Kletterroboter durch unterschiedliche Steuerung der Geschwindigkeit der beiden Endlostransportelemente. Bei dieser Art der Richtungsänderung besteht jedoch bei der Bewegung an einer vertikalen Fläche eine erhöhte Gefahr des Ablösens. DE 197 27 421 C2 is another Climbing robot with a caterpillar drive, in which the Adhesion to the surface via passive suction elements is realized. This generic climbing robot has two, one in front and one each rear deflection element guided Endless transport elements to which the passive suction elements are attached are. Each of the suction elements has a ventilation valve on that briefly when the climbing robot is moving before lifting the suction element off the surface is operated mechanically. With this configuration the adhesion and release function of the passive suction elements without any help Vacuum pump or a compressed air generator, so that the weight as well as the energy consumption of this Climbing robot compared to the one described above Significantly reduce climbing robots. A Direction control takes place with this climbing robot different control of the speed of the two endless transport elements. With this type of However, there is a change of direction during the movement a vertical surface an increased risk of Detachment.

Gerade auf dem Gebiet der Reinigung von glatten, vertikalen oder horizontalen Flächen werden derzeit häufig speziell für das jeweilige zu reinigende Bauwerk entwickelte Reinigungssysteme eingesetzt, die definierte Vorrichtungen und Veränderungen am Bauwerk erfordern. Sie sind daher nicht ohne Änderungen oder Erweiterungen auf andere Gebäude zu übertragen. Kletterroboter, die sich insbesondere für den Einsatz im privaten Bereich, bspw. im Haushalt, für die Reinigung von glatten, vertikalen und horizontalen Flächen eignen und zudem mit geringen Abmessungen realisierbar sind, die diesen Einsatz erst ermöglichen, sind bisher nicht bekannt. Especially in the field of cleaning smooth, vertical or horizontal surfaces are currently often especially for the respective building to be cleaned developed cleaning systems that defined devices and changes to the structure require. They are therefore not without changes or Transfer extensions to other buildings. Climbing robots that are particularly suitable for use in the private sector, for example in the household, for the Cleaning of smooth, vertical and horizontal Suitable areas and also with small dimensions are feasible that only make this possible, are not yet known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kletterroboter mit einem Raupenantrieb für die Bewegung auf einem glatten Untergrund anzugeben, der auf einfache und sichere Weise Richtungsänderungen ohne eine erhöhte Gefahr des Ablösens von einer vertikalen Fläche vornehmen kann. Der Kletterroboter soll sich insbesondere für den Einsatz als autonomes Reinigungssystem für kleinere horizontale und vertikale Flächen im Haushaltsbereich eignen. The object of the present invention is in a climbing robot with a caterpillar drive for to indicate the movement on a smooth surface, which changes direction in a simple and safe way without an increased risk of detachment from one vertical surface. The climbing robot is intended in particular for use as an autonomous Cleaning system for smaller horizontal and vertical Suitable areas in the household area.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird mit dem Kletterroboter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kletterroboters sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen. The task is performed using the climbing robot Claim 1 solved. Advantageous configurations of the climbing robot are the subject of the subclaims or can be the following description as well refer to the exemplary embodiments.

Der vorliegende Kletterroboter weist einen an einem Trägerrahmen aufgehängten Raupenantrieb auf, bei dem an zumindest einem über ein vorderes und ein hinteres Umlenkelement geführten Endlostransportelement Haftmittel, insbesondere Saugelemente, für die Haftung am Untergrund vorgesehen sind. Der Raupenantrieb ist um eine zumindest annähernd senkrecht zum Untergrund verlaufende Achse drehbar im Trägerrahmen gelagert und mit einem Drehantrieb innerhalb eines Winkelbereiches drehbar. Weiterhin ist eine Hub- und Saugeinrichtung am Trägerrahmen befestigt, über die der Trägerrahmen mit dem Raupenantrieb vom Untergrund abhebbar und wieder auf den Untergrund aufsetzbar ist. This climbing robot instructs you a caterpillar drive suspended on, at the at least one via a front and a rear deflection element guided endless transport element Adhesives, especially suction elements, for adhesion are provided on the ground. The caterpillar drive is over one at least approximately perpendicular to the ground running axis rotatably mounted in the support frame and with a rotary drive within an angular range rotatable. Furthermore, a lifting and suction device on Carrier frame attached, over which the carrier frame with the caterpillar drive can be lifted off the surface and again can be placed on the ground.

Die Hub- und Saugeinrichtung besteht vorzugsweise aus mehreren über einen separaten Antrieb im Trägerrahmen auf den Untergrund aufsetzbaren Stützelementen mit daran befestigten Saugelementen, die über eine Vakuumeinrichtung zur Haftung am Untergrund abgesaugt oder zum Lösen vom Untergrund belüftet werden können. Der Drehantrieb für die Drehung des Raupenantriebs innerhalb des Trägerrahmens ist vorzugsweise für eine Drehung des Raupenantriebs um ±180° innerhalb des Trägerrahmens ausgestaltet. The lifting and suction device is preferably from several via a separate drive in Support frame for supporting elements that can be placed on the ground with attached suction elements that have a Vacuum device vacuumed to adhere to the surface or can be ventilated to detach from the surface. The rotary drive for the rotation of the caterpillar drive within the support frame is preferably for one The caterpillar drive rotates ± 180 ° within the Carrier frame designed.

Mit dem vorliegenden Kletterroboter lassen sich bei entsprechender Ausgestaltung der drehbaren Aufhängung sowie des Drehantriebes auf einfache Weise sehr scharfe Richtungsänderungen realisieren. Durch das Abheben des Raupenantriebs und das aktive Ansaugen der Elemente der Hub- und Saugeinrichtung wird bei einer derartigen Richtungsänderung die Gefahr eines Ablösens des Kletterroboters vom Untergrund deutlich verringert. Weiterhin ermöglicht eine derartige Ausgestaltung die systematische Befahrung von Flächen, wie sie beispiels-Weise für Reinigungsaufgaben, Inspektions- oder Bearbeitungsaufgaben erforderlich ist. With the climbing robot at hand, with a corresponding design of the rotatable Suspension and the rotary drive in a simple way realize very sharp changes in direction. By the Lifting the caterpillar drive and actively sucking in the Elements of the lifting and suction device is used in a such a change in direction the risk of detachment of the climbing robot from the subsurface significantly reduced. Furthermore, such a configuration enables systematic inspection of areas such as example for cleaning tasks, inspection or Editing tasks are required.

Unter dem beim vorliegenden Kletterroboter eingesetzten Raupenantrieb wird eine Anordnung verstanden, bei der zumindest ein Endlostransportelement über zumindest zwei voneinander beabstandete Umlenkelemente bewegt wird, wobei die Haftelemente direkt an diesem Endlostransportelement befestigt sind und den Kontakt zum Untergrund herstellen. Die Endlostransportelemente können beim vorliegenden Kletterroboter in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert sein. So können diese in bekannter Weise bspw. als Riemen oder Ketten ausgebildet sein. Die Haftelemente können direkt an der Oberfläche dieser Riemen oder Ketten oder auch in Zwischenräumen zwischen einzelnen parallel verlaufenden Riemen oder Ketten befestigt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Kletterrobotors sind mehrere Reihen von Haftelementen parallel zueinander auf einem oder mehreren Endlostragelementen bzw. zwischen zumindest zwei Endlostragelementen angeordnet. Die Endlostragelemente werden bevorzugt über einen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Under the climbing robot at hand caterpillar drive used is understood to be an arrangement with at least one endless transport element at least two spaced-apart deflection elements is moved, the adhesive elements directly on this Endless transport element are attached and the contact to the underground. The endless transport elements can with the present climbing robot in different embodiments can be realized. So can these in a known manner, for example as straps or chains be trained. The adhesive elements can be attached directly to the Surface of these straps or chains or even in Spaces between individual parallel ones Straps or chains attached. In a preferred one Embodiment of the present climbing robot are several rows of adhesive elements parallel to each other on one or more endless support elements or arranged between at least two endless support elements. The endless support elements are preferred over a common drive motor driven.

Die Haftmittel des Raupenantriebs können beispielsweise aktiv über eine Vakuumpumpe betriebene Saugelemente sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Raupenantrieb jedoch um einen Raupenantrieb mit passiven Saugelementen, die lediglich durch Aufdrücken auf den Untergrund entlüftet werden. Zum Abheben des Raupenantriebs mittels der Hub- und Saugeinrichtung ist ein Belüftungsmechanismus zur gleichzeitigen Belüftung aller jeweils am Untergrund haftender Saugelemente des Endlostransportelementes vorgesehen. Hierfür sind selbstverständlich entsprechende Belüftungsventile in den Saugelementen erforderlich, wie sie aus dem Stand der Technik bereits bekannt sind. The crawler drive adhesives can for example actively operated by a vacuum pump Be suction elements. It is preferably the Track drive, however, with a track drive passive suction elements that only by pressing be vented to the surface. To take off the Track drive by means of the lifting and suction device a ventilation mechanism for simultaneous ventilation all suction elements of the Endless transport element provided. For this are of course corresponding ventilation valves in the suction elements as required from a standing start the technology are already known.

Das Lösen der Saugelemente während der Vortriebsbewegung am in Vortriebsrichtung hinteren Umlenkelement vom Untergrund erfolgt durch die Umlenkung des Endlostragelementes in diesem Bereich automatisch. Zur Unterstützung dieser Loslösung vom Untergrund kann ein zusätzlicher Belüftungsmechanismus vorgesehen sein, der die Saugelemente kurz vor dem Abheben vom Untergrund belüftet. Dieser Belüftungsmechanismus kann in Form eines starren Elementes, bspw. eines Bleches, im hinteren Bereich des Umlenkelementes gebildet sein, an dem sich die Saugelemente vorbei bewegen. Durch geeignete Anordnung dieses starren Elementes sowie der Betätigungsmittel für die Belüftungsventile kann durch einen Eingriff beider beim Vorbeibewegen der Saugelemente ein kurzzeitiges Öffnen der Ventile und somit eine Belüftung der Saugelemente erreicht werden. The loosening of the suction elements during the Propulsion movement on the rear deflection element in the direction of advance from the underground is done by redirecting the Endless support element in this area automatically. to Supporting this detachment from the underground can be a additional ventilation mechanism can be provided, the the suction elements just before lifting off the ground ventilated. This ventilation mechanism can be in shape of a rigid element, for example a sheet, in be formed at the rear of the deflecting element which the suction elements move past. By suitable arrangement of this rigid element and the Actuators for the ventilation valves can by an intervention by both when the Suction elements a brief opening of the valves and thus ventilation of the suction elements can be achieved.

Der vorliegende Kletterroboter lässt sich sehr einfach in beliebige Richtungen steuern. Bei einer Richtungsänderung wird der Raupenantrieb mit dem Trägerrahmen über die Hub- und Saugeinrichtung vom Untergrund abgehoben. Die Hub- und Saugeinrichtung sorgt in diesem Zustand für die weitere Haftung am Untergrund. In diesem abgehobenem Zustand wird der Raupenantrieb innerhalb des Trägerrahmens in die gewünschte Richtung gedreht und anschließend der Trägerrahmen mit dem Raupenantrieb mittels der Hub- und Saugeinrichtung wieder auf den Untergrund aufgesetzt. Die Hub- und Saugeinrichtung löst sich schließlich wieder vom Untergrund, so dass sich der Kletterroboter mittels des Raupenantriebes nunmehr in die gewünschte Richtung bewegen kann. Eine Richtungsänderung des Roboters wird vorzugsweise über eine entsprechend am Kletterroboter vorgesehene Steuerung realisiert, die den Raupenantrieb, den Drehantrieb für die Drehung des Raupenantriebs innerhalb des Trägerrahmens, die Hub- und Saugeinrichtung für das Abheben des Trägerrahmens mit dem Raupenantrieb vom Untergrund sowie die Haftung am Untergrund, und gegebenenfalls den Belüftungsmechanismus für die gleichzeitige Belüftung aller am Untergrund haftenden Saugelemente des Raupenantriebes in geeigneter Weise ansteuert, um die Richtungsänderung zu realisieren. The climbing robot at hand is very easy just steer in any direction. At a The caterpillar drive changes direction with the Carrier frame on the lifting and suction device from Lifted underground. The lifting and suction device ensures further liability in this condition Underground. In this off-hook condition, the Track drive within the carrier frame in the desired direction and then the Carrier frame with the caterpillar drive by means of the lifting and Suction device put back on the surface. The lifting and suction device finally releases back from the ground, so that the climbing robot by means of the caterpillar drive into the desired one Direction can move. A change of direction of the Robot is preferably on a corresponding Climbing robot provided control that realized the caterpillar drive, the rotary drive for the rotation of the Caterpillar drive within the support frame, the lifting and suction device for lifting the support frame with the caterpillar drive from the underground as well as liability on the underground, and if necessary the Ventilation mechanism for the simultaneous ventilation of all Suction elements of the caterpillar drive adhering to the surface appropriately controlled to change direction to realize.

In einer Weiterbildung des vorliegenden Kletterroboters weist der Trägerrahmen oder der Raupenantrieb in einem in Vortriebsrichtung des Kletterrobotors hinteren Bereich Abstützmittel auf, die während der Vortriebsbewegung am Untergrund aufliegen. Weiterhin ist der Raupenantrieb mit Saugelementen derart ausgebildet und am Trägerrahmen aufgehängt, dass das Endlostransportelement während der Vortriebsbewegung am vorderen Umlenkelement näher am Untergrund geführt wird als im Bereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Umlenkelement. In a further development of the present Climbing robots have the support frame or the caterpillar drive in a direction of advance of the climbing robot rear area support means on during the Lay the jacking motion on the ground. Farther the caterpillar drive with suction elements is like this trained and hung on the support frame that the Endless transport element during the advance movement on front deflection element is guided closer to the ground than in the area between the front and the rear Deflector.

Durch das Zusammenwirken der Abstützmittel mit den gerade zwischen dem vorderen und hinteren Umlemkelement am Untergrund haftenden Saugelementen wird bei dieser Ausgestaltung eine Hebelwirkung hervorgerufen, durch die das bzw. die im Bereich des vorderen Umlenkelementes mit dem Untergrund in Kontakt tretenden Saugelemente aktiv gegen den Untergrund gepresst werden. Durch diese Kraftwirkung auf die während der Vortriebsbewegung jeweils vordersten Saugelemente wird ein größerer Unterdruck in diesen Saugelementen erzeugt als dies bei den herkömmlichen bekannten Raupenantrieben mit passiven Saugelementen der Fall ist. Die Haftung des Kletterroboters am Untergrund wird dadurch deutlich verbessert, so dass sich der vorliegende Kletterroboter bei Einsatz von passiven Saugelementen auch über größere Distanzen an vertikalen, glatten Flächen bewegen kann, ohne sich langsam durch die Fortbewegung abzulösen. Der Kletterroboter muss hierzu nur einmalig gegen den glatten Untergrund gedrückt werden und kann sich dann selbständig geradlinig fortbewegen. By the interaction of the support means with the straight between the front and rear deflection element suction elements adhering to the surface Design caused a leverage effect that in the area of the front Deflecting element coming into contact with the ground Suction elements actively pressed against the surface become. Through this force effect on the during Propulsion movement is the foremost suction elements a greater negative pressure is generated in these suction elements than this with the conventional known Caterpillar drives with passive suction elements is the case. The The climbing robot's liability to the ground is thereby reduced significantly improved, so that the present Climbing robot using passive suction elements even over longer distances on vertical, smooth Can move surfaces without moving slowly through the To replace locomotion. The climbing robot must do this only pressed once against the smooth surface and can then become straightforward on its own move.

Die Abstützmittel können hierbei auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Sie können bspw. durch eine entsprechend bis zum Untergrund hin verlängerte Ausführung des Trägerrahmens am hinteren Ende des Kletterroboters realisiert werden. Auch durch die jeweils hinteren am Untergrund aufliegenden Saugelemente können die Abstützmittel in einer Ausführungsform des Kletterroboters gebildet sein. Weiterhin lassen sich diese Abstützmittel auch als getrennte, voneinander beabstandete Stützen realisieren. Vorzugsweise sind die Abstützmittel an ihren mit dem Untergrund in Berührung kommenden Flächen abgerundet und aus einem gut gleitenden Material gebildet oder damit beschichtet, so dass durch die Gleitreibung nur ein geringer zusätzlicher Reibungswiderstand mit diesen Abstützelementen erzeugt wird. In einer weiteren Ausgestaltung können diese Abstützmittel auch drehbar gelagerte Rollelemente zum Abrollen auf dem Untergrund aufweisen, so dass bei der Fortbewegung des Kletterroboters aufgrund der Abstützmittel lediglich eine zusätzliche Rollreibung zu überwinden ist. Bei einer Ausgestaltung des vorliegenden Kletterroboters, bei der sich dieser sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegen kann, müssen die Abstützmittel selbstverständlich sowohl im vorderen Bereich als auch im hinteren Bereich des Trägerrahmens vorgesehen sein. The support means can be on be trained in different ways. For example, you can through a corresponding down to the underground extended version of the support frame on the rear At the end of the climbing robot. Also through the rear ones lying on the ground Suction elements, the support means in one Embodiment of the climbing robot can be formed. Farther these supports can also be used as separate, Realize spaced supports. Preferably, the support means on their with the Surfaces in contact with the surface are rounded and formed from a well sliding material or coated with it so that due to sliding friction only a little additional frictional resistance with these Support elements is generated. In another Design, these support means can also be rotated stored rolling elements for rolling on the ground have so that when moving the Climbing robots only because of the support an additional rolling friction has to be overcome. at an embodiment of the present climbing robot, where this is both forward and backward can move the support means of course both in the front area and in the be provided in the rear area of the support frame.

Die vorteilhafte Ausbildung und Aufhängung des Raupenantriebs am Trägerrahmen, bei der das Endlostransportelement im Bereich des vorderen Umlenkelementes näher am Untergrund geführt wird als im Bereich zwischen den Umlenkelementen, kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden. So kann der Raupenantrieb bspw. derart schräg im Trägerrahmen aufgehängt sein, dass sich das vordere Umlenkelement während der Vortriebsbewegung näher am Untergrund befindet als hintere Umlenkelement. In einer anderen Ausgestaltung können beide Umlenkelemente den gleichen Abstand zum Untergrund aufweisen, wobei in diesem Fall das Endlostransportelement über zusätzliche Umlenkelemente im Bereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Umlenkelement in einem größeren Abstand zum Untergrund geführt wird. The advantageous training and suspension of the Track drive on the carrier frame, in which the Endless transport element in the area of the front Deflection element is guided closer to the ground than in the area between the deflection elements, can be in different Way to be realized. So the caterpillar drive For example, be suspended at an angle in the carrier frame, that the front deflecting element during the Propulsion movement is closer to the ground than rear deflection element. In another embodiment can both deflection elements the same distance to Have underground, in which case the Endless transport element via additional deflection elements in the Area between the front and the rear Deflection element at a greater distance from the ground to be led.

Durch diese Ausgestaltung des Kletterroboters wird durch die in Vortriebsrichtung hinter dem vorderen Umlenkelement am Untergrund haftenden Saugelemente eine erhöhte Zugwirkung auf den Kletterroboter ausgeübt, die über die Abstützmittel, die in diesem Fall auch durch die jeweils hintersten am Untergrund aufliegenden Saugelemente gebildet sein können, eine Kraftwirkung in Richtung des Untergrundes auf die jeweils am vorderen Umlenkelement neu auf dem Untergrund auftreffenden Saugelemente umgelenkt wird. This configuration of the climbing robot is through behind the front in the direction of advance Deflection element adhering to the underground suction elements increased pulling force exerted on the climbing robot about the support means, which in this case also through the rearmost ones lying on the ground Suction elements can be formed, a force effect in Direction of the surface on the front Deflection element newly hitting the ground Suction elements is deflected.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird auf das vordere Umlenkelement zusätzlich eine Federkraft über ein zwischen dem vorderen Umlenkelement und dem Trägerrahmen geeignet angeordnetes Federelement ausgeübt. Die Richtung dieser Federkraft ist hierbei gegen den Untergrund gerichtet. In a preferred embodiment, the front deflecting element also has a spring force a between the front deflecting element and the Carrier frame suitably arranged spring element exercised. The The direction of this spring force is against the Directed underground.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Saugelemente des Raupenantriebs derart an den Endlostransportelementen befestigt, dass sie beim Aufsetzen auf den Untergrund bereits mit ihrer Saugfläche annähernd parallel zum Untergrund ausgerichtet sind. Dies kann durch eine Ausgestaltung erreicht werden, bei der die Saugelemente um senkrecht zur Vortriebsrichtung verlaufende Achsen drehbar am Endlostransportelement befestigt und derart geführt sind, dass sie in jeder Stellung des Endlostransportelementes während der Vortriebsbewegung mit ihrer Ansaugöffnung in Richtung des Untergrundes ausgerichtet sind. Diese Lagerung und Führung der Saugelemente entspricht dem bekannten Paternosterprinzip. In einer weiteren Ausgestaltung können diese Saugelemente über Gelenke am Endlostransportelement befestigt sein, die ein Umklappen der Saugelemente in Bewegungsrichtung des Endlostransportelementes um einen Winkel von ca. 90° ermöglichen und mit einem Federelement versehen sind, das das Umklappen unterstützt. Durch das erzwungene Umklappen wird ebenfalls erreicht, dass die Saugelemente mit ihren Saugflächen während der Vortriebsbewegung annähernd parallel zum Untergrund auf den Untergrund aufgesetzt werden. Diese Ausgestaltungen haben insbesondere den Vorteil, dass die Umlenkelemente in ihrem Radius relativ klein gewählt werden können, ohne dass die Gefahr eines Umstülpens der Saugelemente beim Auftreffen auf den Untergrund besteht. Die hierdurch mögliche Ausgestaltung der Umlenkelemente mit kleinerem Radius führt zu einer sehr kompakten Ausführung des Kletterroboters, so dass sich dieser insbesondere auch für den Einsatz auf kleineren Flächen eignet. In a further advantageous embodiment are the suction elements of the caterpillar drive to the Endless transport elements attached that they at Put on the surface with your Suction surface aligned approximately parallel to the surface are. This can be achieved through an embodiment be, in which the suction elements to be perpendicular to Axes running in the direction of advance rotatable on Endless transport element attached and guided in this way are that they are in any position of the Endless transport element during the advance movement with your Suction opening aligned in the direction of the substrate are. This storage and guidance of the suction elements corresponds to the well-known paternoster principle. In a Another embodiment, these suction elements Joints to be attached to the endless transport element folding the suction elements in the direction of movement Endless transport element at an angle of approx. 90 ° enable and are provided with a spring element, that supports folding. By the forced Folding is also achieved that the Suction elements with their suction surfaces during the Propulsion movement approximately parallel to the ground on the Be placed on the surface. These configurations have the particular advantage that the deflection elements can be chosen to be relatively small in their radius, without the risk of the suction elements being turned inside out when it hits the ground. The hereby possible configuration of the deflection elements smaller radius leads to a very compact Execution of the climbing robot, so that this especially for use on smaller areas suitable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Kletterroboters sind Sensoren am Kletterroboter, insbesondere an dessen Trägerrahmen, angeordnet, mit denen eine seitliche Begrenzung des Untergrundes sowie Hindernisse auf dem Untergrund erkannt werden können. Diese Sensoren, die beispielsweise durch Mikrotaster und optional zusätzlich durch Entfernungssensoren gebildet sein können, sind mit der Steuerung für eine Änderung der Bewegungsrichtung des Kletterroboters verbunden, die bei Erreichen einer derartigen Begrenzung oder eines derartigen Hindernisses eine geeignete Änderung der Bewegungsrichtung des Kletterroboters herbeiführt. In a further advantageous embodiment of this climbing robot are sensors on Climbing robot, especially on its support frame, arranged with which a lateral limitation of the Ground as well as obstacles on the ground can be recognized. These sensors that for example by micro button and optionally also by Distance sensors can be formed with the Control for changing the direction of movement of the Climbing robot connected when reaching a such limitation or An appropriate change in the direction of movement of the climbing robot.

Der vorliegende Kletterroboter ist derart ausgestaltet, dass er weitere Funktionseinheiten tragen kann, insbesondere ein zusätzliches Bearbeitungs- oder Inspektionsmodul. This climbing robot is like this designed to carry additional functional units can, in particular an additional editing or Inspection module.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der vorliegende Kletterroboter mit einem Reinigungsmodul zur Reinigung des Untergrundes ausgestattet. Das Reinigungsmodul besteht vorzugsweise aus einer Einrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf den Untergrund sowie einem in Vortriebsrichtung hinter der Einrichtung zum Aufbringen der Flüssigkeit angeordneten Mikrofasertuch sowie einer Abziehlippe, die während der Vortriebsbewegung am Untergrund aufliegen. Ein derart ausgestalteter Kletterroboter lässt sich im Haushaltsbereich zur Reinigung von glatten, horizontalen und vertikalen Flächen einsetzen. Derartige Flächen können bspw. Fensterscheiben, Kachelwände, Duschkabinen, Kachelböden, Spiegelwände u. ä. sein. In a preferred embodiment, the present climbing robot with a cleaning module equipped for cleaning the surface. The Cleaning module preferably consists of a Device for applying a liquid to the Underground and one in the direction of advance behind the Device arranged for applying the liquid Microfiber cloth and a peeling lip, which during the Lay the jacking motion on the ground. Such a designed climbing robot can be in the Household area for cleaning smooth, horizontal and use vertical surfaces. Such areas can e.g. window panes, tiled walls, shower cubicles, Tile floors, mirror walls and. be.

Das Reinigungsmodul ist vorzugsweise in Form einer Reinigungskartusche ausgebildet, die sich leicht gegen eine neue Kartusche austauschen lässt. Die neue Reinigungskartusche ist mit frischem Reinigungsmedium und frischem Mikrofasertuch gefüllt. Alternativ kann sich das Reinigungsmedium auch in einem nachfüllbaren Tank auf dem Kletterroboter befinden. Der Einsatz von Mikrofasertüchern eignet sich zum Reinigen und Trocknen der Flächen in besonderer Weise, da die Mikrofasertücher den Schmutz und das Reinigungsmedium, welches nur als dünner Film auf den Untergrund aufgetragen wird, gut aufnimmt. Der Schmutz bleibt durch die Struktur des Mikrofasertuchs in den Fasern des Tuches gefangen. The cleaning module is preferably in the form of a Cleaning cartridge designed that easily against has a new cartridge replaced. The new Cleaning cartridge is with fresh cleaning medium and fresh microfiber cloth. Alternatively, you can the cleaning medium is also in a refillable Tank on the climbing robot. The use of Microfiber cloths are suitable for cleaning and drying of the areas in a special way because the Microfiber cloths the dirt and the cleaning medium, which only applied to the surface as a thin film is well received. The dirt stays through Structure of the microfiber cloth in the fibers of the cloth captured.

Der Reinigungsroboter trägt seine Energieversorgung vorzugsweise in Form eines wieder aufladbaren Akkus. Weiterhin kann eine Dockingstation vorgesehen sein, in die der Reinigungsroboter bei Nichtbenutzung abgestellt wird. Während dieser Zeit werden mittels automatisch beim Einlegen schließender Kontakte die Akkus des Reinigungsroboters wieder aufgeladen. The cleaning robot wears his Power supply preferably in the form of a rechargeable Battery. A docking station can also be provided into which the cleaning robot is when not in use is turned off. During this time, means automatically when the closing contacts are inserted The cleaning robot's batteries are recharged.

Zusätzlich kann die Reinigungskartusche ausgetauscht bzw. der Reinigungstank automatisch wieder aufgefüllt werden. In addition, the cleaning cartridge can be replaced or the cleaning tank is automatically refilled become.

In der bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Kletterroboters mit Reinigungsmodul funktioniert das Reinigungsmodul in beide Richtungen (bidirektional) und ist innerhalb des Trägerrahmens federnd gelagert. Durch diese federnde Lagerung wird ein ständiger Kontakt mit dem Untergrund, d. h. der zu reinigenden Fläche, gewährleistet. Als Einrichtung zum Aufbringen einer Flüssigkeit kann hierbei bspw. ein Feuchtetuch, eine Sprühvorrichtung, ein perforierter Bewässerungsschlauch oder eine perforierte Bewässerungskammer, umspannt mit einem Bewässerungstuch, eingesetzt werden. In the preferred embodiment of the present climbing robot with cleaning module the cleaning module works in both directions (bidirectional) and is within the support frame spring loaded. This resilient mounting constant contact with the ground, d. H. the too cleaning surface, guaranteed. As a facility for Applying a liquid can be, for example Wet wipe, a spray device, a perforated Irrigation hose or a perforated Irrigation chamber, covered with an irrigation cloth, be used.

Brief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals erläutert. Hierbei zeigen: The present invention is described below of embodiments in connection with the Drawings explained again. Here show:

Fig. 1a-d vier Gesamtansichten eines Kletterroboters mit einem Reinigungsmodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Fensterscheibe; Fig. 1a-d total four views of a climbing robot having a cleaning module according to an embodiment of the present invention on a window pane;

Fig. 2 eine Prinzipskizze des Kletterroboters der Fig. 1; Fig. 2 is a schematic diagram of the climbing robot of Fig. 1;

Fig. 3a/b zwei Prinzipskizzen zur Verdeutlichung des Haftmechanismus des vorliegenden Kletterroboters; Figures 3a / b show two schematic diagrams for illustrating the bonding mechanism of the present climbing robot.

Fig. 4 eine Prinzipskizze eines Ausschnitts aus dem Raupenantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a schematic diagram of a section from the track drive according to an embodiment of the present invention;

Fig. 5 eine Prinzipskizze eines Saugmoduls mit drei Saugelementen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 5 is a schematic diagram of an intake module with three suction elements according to an embodiment of the present invention;

Fig. 6 eine Unteransicht des Raupenantriebs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 is a bottom view of the crawler drive according to an embodiment of the present invention;

Fig. 7 schematisch ein weiteres Beispiel für die Anordnung der Saugelemente beim Raupenantrieb der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 shows schematically a further example of the arrangement of the suction elements in the caterpillar drive of the present invention;

Fig. 8a/b den prinzipiellen Bewegungsablauf eines Kletterroboters gemäß den vorangehenden Figuren anhand von zwei Beispielen; Figures 8a / b shows the basic movement of a climbing robot according to the preceding Figures by two examples.

Fig. 9 ein erstes Beispiel für die Ausgestaltung eines Reinigungsmoduls in einem Kletterroboter gemäß der vorliegenden Erfindung; 9 shows a first example of embodiment of a cleaning module in a climbing robot according to the present invention.

Fig. 10 ein zweites Beispiel für die Ausgestaltung eines Reinigungsmoduls in einem Kletterroboter gemäß der vorliegenden Erfindung; FIG. 10 is a second example of the configuration of a cleaning module in a climbing robot according to the present invention;

Fig. 11 ein drittes Beispiel für die Ausgestaltung eines Reinigungsmoduls in einem Kletterroboter gemäß der vorliegenden Erfindung; und Figure 11 is a third example of embodiment of a cleaning module in a climbing robot according to the present invention. and

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Dockingstation für die Aufnahme des Kletterroboters mit dem Reinigungsmodul gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen. Fig. 12 is a plan view of a docking station for receiving the climbing robot with the cleaning module according to the preceding embodiments.

Ways of Carrying Out the Invention

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird ein Kletterroboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Funktion eines Reinigungsroboters beschrieben, der in der Lage ist, glatte, vertikale und horizontale Flächen im Haushaltsbereich zu reinigen. Die Fig. 1 zeigt hierzu in den Teilabbildungen a-d vier Gesamtansichten mit unterschiedlichen Perspektiven des beispielhaften Reinigungsroboters 1 an einer Fensterscheibe 30. Fig. 1a zeigt hierzu eine Draufsicht auf das Gehäuse des Reinigungsroboters 1, bei der ein Sensorstrahl 2 für eine Entfernungsmessung des Roboters zum Fensterrahmen 31 angedeutet ist. Mit einem derartigen Sensorstrahl, bspw. einem Infrarotstrahl, kann der Roboter 1 jederzeit den Abstand zum Fensterrahmen 31 erkennen. In der Draufsicht der Fig. 1b ist der Reinigungstank 5 für das Reinigungsmittel zu erkennen, der vorzugsweise mit einem Sichtfenster zur Überprüfung des Füllstandes ausgestattet ist. Weiterhin ist in dieser Figur an der Oberseite des Gehäuses ein Bedienfeld 6 angedeutet, über das der Reinigungsroboter 1 in Betrieb gesetzt werden kann. Der in der Draufsicht erkennbare zentrale kreisförmige Bereich 4 ist für die Aufnahme des um eine Achse senkrecht zum Untergrund drehbaren Raupenantriebes ausgebildet. In the following exemplary embodiments, a climbing robot according to an embodiment of the present invention is described with the function of a cleaning robot which is able to clean smooth, vertical and horizontal surfaces in the household area. For this purpose, FIG. 1 shows in the partial illustrations ad four overall views with different perspectives of the exemplary cleaning robot 1 on a window pane 30 . Fig. 1a shows a plan view of this, the housing of the robot cleaner 1, in which a sensor beam 2 is indicated for a distance measurement of the robot to the window frame 31. With such a sensor beam, for example an infrared beam, the robot 1 can recognize the distance to the window frame 31 at any time. In the plan view of Fig. 1b of the cleaning tank 5 can be seen for the cleaning agent, which is preferably equipped with a viewing window for checking the fill level. Furthermore, in this figure, a control panel 6 is indicated on the top of the housing, via which the cleaning robot 1 can be started. The central circular region 4 recognizable in the top view is designed to accommodate the caterpillar drive which can be rotated about an axis perpendicular to the ground.

In der Seitenansicht der Fig. 1c ist dieser Bereich 4 für den Raupenantrieb nochmals erkennbar. Vor und hinter diesem Bereich 4 sind die Aufnahmebereiche 3 für Reinigungsmodule angedeutet. Im vorliegenden Beispiel wird der Reinigungsroboter in bidirektionaler Richtung betrieben, so dass vor und hinter dem Raupenantrieb jeweils ein Reinigungsmodul 7 angeordnet ist. Ein Teil dieses Reinigungsmoduls 7 ist in der Fig. 1d zu erkennen, die den Reinigungsroboter 1 in Schrägansicht von unten, d. h. durch die Scheibe 30 hindurch, zeigt. In dieser Ansicht ist außerdem der Raupenantrieb 8 mit den Saugelementen 12 zumindest teilweise zu erkennen. Die Fig. 1d zeigt einen Zustand, bei dem das Gehäuse des Reinigungsroboters 1 mit dem Raupenantrieb 8 über einen Hub- und Senkmechanismus von der Scheibe 30 abgehoben ist, so dass eine Änderung der Bewegungsrichtung durch Drehung des Raupenantriebes 8 innerhalb des Gehäuses des Roboters 1 möglich ist. Der Hub- und Senkmechanismus ist an den an der Scheibe 30 haftenden Hubsaugern 9 zu erkennen, die über entsprechende Stützen ausgefahren werden. An einer Seite ist auch ein Sensor 10 für die Entfernungs- und Kollisionsdetektion erkennbar. In the side view of FIG. 1c, this area 4 is again recognizable for the caterpillar drive. In front of and behind this area 4 , the receiving areas 3 for cleaning modules are indicated. In the present example, the cleaning robot is operated in a bidirectional direction, so that a cleaning module 7 is arranged in front of and behind the caterpillar drive. A part of this cleaning module 7 can be seen in FIG. 1d, which shows the cleaning robot 1 in an oblique view from below, ie through the pane 30 . In this view, the caterpillar drive 8 with the suction elements 12 can also be seen at least partially. Fig. 1d shows a state in which the housing of the robot cleaner 1 is raised to the crawler drive 8 via a lifting and lowering mechanism of the disc 30, so that a change of direction of movement by rotation of the crawler drive 8 within the housing of the robot 1 are possible is. The lifting and lowering mechanism can be recognized by the suction cups 9 adhering to the disk 30 , which are extended via corresponding supports. A sensor 10 for distance and collision detection can also be seen on one side.

Die Bedienung eines derartigen Reinigungsroboters ist vorzugsweise sehr einfach gehalten. Man nimmt ihn aus einer Dockingstation heraus, setzt ihn an eine beliebige Stelle des zu reinigenden Untergrundes und startet das Reinigungsprogramm per Knopfdruck an dem Bedienfeld 6. Nun saugt sich der Reinigungsroboter 1 an und beginnt die Fläche (den Untergrund) zu reinigen. Nach Beendigung der Reinigungsaufgabe meldet sich der Reinigungsroboter 1 von selbst und lässt sich per Knopfdruck wieder von der Fläche lösen. In der Dockingstation werden schließlich die Akkus wieder aufgeladen und je nach eingesetztem Reinigungssystem entweder der Reinigungstank aufgefüllt oder ein entsprechendes Feuchtetuch ausgetauscht. The operation of such a cleaning robot is preferably kept very simple. You remove it from a docking station, place it anywhere on the surface to be cleaned and start the cleaning program at the push of a button on control panel 6 . Now the cleaning robot 1 sucks in and begins to clean the surface (the surface). After the cleaning task has ended, the cleaning robot 1 reports itself and can be detached from the surface again at the push of a button. Finally, the batteries are recharged in the docking station and, depending on the cleaning system used, either the cleaning tank is refilled or a corresponding wet wipe is replaced.

Zur kontinuierlichen Fortbewegung besitzt der vorliegende Reinigungsroboter 1 einen Raupenantrieb 8 mit passiven Saugelementen 12, die als Saugnäpfe ausgebildet sind. Der Reinigungsroboter 1 lässt sich hiermit in einer Richtung geradlinig fortbewegen. Für eine Richtungsänderung werden mittels eines Hub- und Senkmechanismus in diesem Beispiel vier sog. Hubsauger 9 ausgefahren, die den Roboter am Untergrund halten und anheben, damit die Saugerraupe des Raupenantriebs 8 innerhalb des Gehäuses bzw. Trägerrahmens 17 gedreht werden kann. Anschließend wird der Raupenantrieb 8 wieder auf die Fläche aufgesetzt und die Hubsauger 9 eingefahren. Der Reinigungsroboter 1 kann sich nun in der neuen Richtung fortbewegen. Die für Reinigungsaufgaben bevorzugten Richtungsänderungen für die Reinigung einer Fläche sind weiter unten in Verbindung mit der Fig. 8 näher erläutert. For continuous movement, the present cleaning robot 1 has a caterpillar drive 8 with passive suction elements 12 , which are designed as suction cups. The cleaning robot 1 can hereby be moved in a straight line in one direction. For a change of direction, four so-called lifting suction devices 9 are extended by means of a lifting and lowering mechanism in this example, which hold the robot on the ground and raise it so that the suction caterpillar of the caterpillar drive 8 can be rotated within the housing or support frame 17 . The caterpillar drive 8 is then placed back on the surface and the lifting suction devices 9 are retracted. The cleaning robot 1 can now move in the new direction. The preferred changes of direction for cleaning a surface for cleaning tasks are explained in more detail below in connection with FIG. 8.

Die passiven Saugelemente 12 sind bei dem Reinigungsroboter 1 dieses Ausführungsbeispiels mit Belüftungsventilen 29 ausgestattet (vgl. Fig. 5 und 6). Die bei der Vortriebsbewegung des Reinigungsroboters 1 jeweils neu auf den Untergrund auftreffenden Saugelemente 12 werden durch die Art der Aufhängung und Lagerung der Raupe immer wieder neu an den Untergrund angedrückt, so dass ein aktives Absaugen der Saugelemente 12 mittels einer Vakuumpumpe nicht notwendig ist. Bevor sich am hinteren Ende der Raupe die Saugelemente 12 wieder ablösen, werden sie über die Belüftungsventile 29 belüftet. Dazu drückt ein entsprechend angebrachtes Führungsblech gegen ein Betätigungselement der Belüftungsventile 29. The passive suction elements 12 in the cleaning robot 1 of this exemplary embodiment are equipped with ventilation valves 29 (cf. FIGS. 5 and 6). The suction elements 12 that hit the ground during the advancing movement of the cleaning robot 1 are repeatedly pressed against the ground by the type of suspension and mounting of the caterpillar, so that active suction of the suction elements 12 by means of a vacuum pump is not necessary. Before the suction elements 12 detach themselves again at the rear end of the caterpillar, they are aerated via the ventilation valves 29 . For this purpose, a correspondingly attached guide plate presses against an actuating element of the ventilation valves 29 .

Zur Reinigung des Untergrundes wird durch die Reinigungsmodule eine Reinigungsflüssigkeit aufgetragen. Diese Flüssigkeit benetzt die Oberfläche nur leicht. Die Verschmutzungen und die Feuchtigkeit werden durch Mikrofasertücher aufgenommen, die Bestandteil der Reinigungsmodule sind. Auf diese Weise wird die Oberfläche gereinigt. Das Reinigungsmodul kann als Reinigungskartusche ausgebildet sein und wird in größeren, regelmäßigen Abständen zusammen mit dem Mikrofasertuch ausgetauscht. Auf mögliche Ausgestaltungen des Reinigungsmoduls wird in Zusammenhang mit den Fig. 9 bis 11 näher eingegangen. A cleaning liquid is applied by the cleaning modules to clean the surface. This liquid only slightly wets the surface. The dirt and moisture are absorbed by microfiber cloths, which are part of the cleaning modules. In this way the surface is cleaned. The cleaning module can be designed as a cleaning cartridge and is replaced at larger, regular intervals together with the microfiber cloth. Possible configurations of the cleaning module are discussed in more detail in connection with FIGS. 9 to 11.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze des Reinigungsroboters 1 dieses Ausführungsbeispiels. In der Figur ist, wie auch in den nachfolgenden Figuren, mit dem oberen Pfeil die Reinigungs- bzw. Vortriebsrichtung des Reinigungsroboters 1 angedeutet. Im Trägerrahmen 17 des Reinigungsroboters 1 ist der Raupenantrieb 8 in spezieller Weise ausgebildet und gelagert. Er weist zum einen eine drehbar gelagerte Hinterachsaufhängung 15 auf, mit der er über einen in der Figur nicht erkennbaren Drehantrieb innerhalb des Trägerrahmens 17 gedreht werden kann. Zum anderen ist der Raupenantrieb 8 derart ausgebildet bzw. innerhalb des Trägerrahmens 17 aufgehängt, dass das Endlostransportelement 21 mit den daran befestigten Saugelementen 12 am vorderen Umlenkelement 20 näher am Untergrund 30 geführt wird als zwischen dem vorderen 20 und dem hinteren Umlenkelement 19. Im vorliegenden Fall ist hierzu der gesamte Raupenantrieb 8 zum Untergrund 30 geneigt aufgehängt, wie dies in der Figur zu erkennen ist. Mit einer Druckfeder 13 wird das vordere Umlenkelement 20 zusätzlich mit einer definierten Kraft gegen den Untergrund gedrückt. Das System stützt sich bei vertikaler Fahrt nach oben auf den hinteren, in diesem Beispiel teflonbeschichteten und halbkugelförmigen, Abstützungen 16 ab. Fig. 2 shows a schematic diagram of the cleaning robot 1 of this embodiment. In the figure, as in the subsequent figures, the cleaning or propulsion direction of the cleaning robot 1 is indicated with the upper arrow. The caterpillar drive 8 is designed and mounted in a special manner in the carrier frame 17 of the cleaning robot 1 . On the one hand, it has a rotatably mounted rear axle suspension 15 , with which it can be rotated within the support frame 17 by means of a rotary drive (not shown in the figure). On the other hand, the caterpillar drive 8 is designed or suspended within the support frame 17 in such a way that the endless transport element 21 with the suction elements 12 attached to it is guided closer to the ground 30 on the front deflection element 20 than between the front 20 and the rear deflection element 19 . In the present case, the entire caterpillar drive 8 is suspended inclined to the ground 30 , as can be seen in the figure. With a compression spring 13 , the front deflecting element 20 is additionally pressed against the ground with a defined force. When traveling vertically upwards, the system is supported on the rear supports 16 , which are Teflon-coated and hemispherical in this example.

Das Prinzip dieser speziellen Ausbildung bzw. Aufhängung des Raupenantriebes 8 wird anhand der Fig. 3a und 3b nochmals stark schematisiert dargestellt. Fig. 3a zeigt hierbei die schräge Aufhängung des Raupenantriebes 8 gemäß der Fig. 2. In dieser Prinzipskizze sind lediglich der Raupenantrieb 8 mit dem vorderen 20 und dem hinteren Umlenkelement 19, dem Endlostransportelement 21 sowie drei an diesem hintereinander befestigten Saugelementen 12, 12a, und das Abstützelement 16 vereinfacht dargestellt. Durch die schräge Aufhängung des Raupenantriebs 8 in diesem Beispiel wird durch die Zugwirkung der hinter dem vorderen Umlenkelement 20 befindlichen Saugelemente 12 in Verbindung mit dem Abstützelement 16 eine Hebelwirkung erzielt, die das in Vortriebsrichtung vorderste Saugelement 12a gegen den Untergrund presst. Durch diese über die Hebelwirkung aufgebrachte Kraft wird dieses vorderste Saugelement zuverlässig gegen den Untergrund gepresst und evakuiert. The principle of this special design or suspension of the caterpillar drive 8 is again shown in highly schematic form with reference to FIGS . 3a and 3b. Fig. 3a hereby shows the inclined suspension of the caterpillar drive 8 according to the Fig. 2. In this schematic diagram, only the caterpillar drive 8 to the front 20 and the rear deflector 19, the endless conveyor element 21 as well as three in this one behind the other fixed suction members 12, 12 a are and the support element 16 is shown in simplified form. Due to the inclined suspension of the caterpillar drive 8 in this example, the pulling action of the suction elements 12 located behind the front deflecting element 20 in conjunction with the support element 16 results in a lever effect which presses the suction element 12 a at the front in the driving direction against the ground. This force, which is exerted by the leverage, reliably presses and evacuates this foremost suction element against the ground.

Die gleiche Wirkungsweise ergibt sich in einer abgewandelten Ausgestaltung, bei der nicht der gesamte Raupenantrieb 8 schräg aufgehängt ist, sondern lediglich das Endlostragelement 21 zwischen den beiden Umlenkelementen 19 und 20 über weitere Umlenkelemente 19a und 20a in größerem Abstand zum Untergrund 30 gehalten wird. Auch hierbei wird durch das in der Abbildung dargestellte mittlere Saugelement 12 die entsprechende Kraftwirkung erzielt und über das Abstützelement 16 auf das in Vortriebsrichtung am vorderen Umlenkelement 20 befindliche Saugelement 12a übertragen. The same mode of operation results in a modified embodiment, in which the entire caterpillar drive 8 is not suspended obliquely, but only the endless support element 21 is held between the two deflection elements 19 and 20 via further deflection elements 19 a and 20 a at a greater distance from the ground 30 . Here, too, the corresponding force effect is achieved by the middle suction element 12 shown in the figure and transmitted via the support element 16 to the suction element 12 a located on the front deflection element 20 in the direction of advance.

Die Saugelemente 12 der Raupe werden aufgrund dieser Ausgestaltung vorne mit erhöhter Kraft gegen den Untergrund gedrückt und damit entlüftet. Kurz bevor sie sich am hinteren Ende der Raupe wieder von dem Untergrund lösen, werden sie über ein passives Führungselement entlüftet, bspw. durch Öffnen eines über Druckfedern selbständig schließenden Ventils 29 an den Saugelementen 12. Due to this configuration, the suction elements 12 of the caterpillar are pressed against the ground at the front with increased force and are thus vented. Shortly before they detach from the base again at the rear end of the caterpillar, they are vented via a passive guide element, for example by opening a valve 29 on the suction elements 12 that closes automatically via compression springs.

Zum Umsetzen bzw. zur Richtungsänderung wird der Trägerrahmen 17 mit dem Raupenantrieb 8 durch die in Fig. 2 erkennbaren an Stützelementen 18 befindlichen Hubsauger 9 gehalten. Bei dem vorliegenden Reinigungsroboter befindet sich an jeder Ecke einer dieser Hubsauger 9, aus denen die Luft mit Hilfe einer nicht dargestellten Vakuumpumpe abgesaugt wird. Die Hubsauger 9 sind in diesem Beispiel über einen Hebelmechanismus 14 mit den Abstützmitteln 16 verbunden, so dass sich durch Absenken der Hubsauger 9 die Abstützmittel 16 vom Untergrund 30 abheben. Sobald die Hubsauger 9 auf den Untergrund treffen, werden sie mit Hilfe einer Vakuumpumpe abgesaugt. Die noch am Untergrund befindlichen Saugelemente 12 des Raupenantriebs 8 werden dann über einen zentralen Stellmotor und ein Hebelsystem entlüftet, so dass sie sich vom Untergrund lösen. Anschließend werden die Hubsauger 9 weiter ausgefahren und damit die Raupe angehoben. Damit hängt der Raupenantrieb frei in der Luft und kann über die drehbare Hinterachsaufhängung 15 mit dem entsprechenden Drehantrieb in die neue Fahrtrichtung gedreht werden. Das Andrücken des Raupenantriebs auf den Untergrund erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. For moving or for changing the direction, the carrier frame 17 is held with the caterpillar drive 8 by the lifting suction devices 9 located on support elements 18, which can be seen in FIG. 2. In the present cleaning robot there is one of these lifting suction devices 9 at each corner, from which the air is extracted with the aid of a vacuum pump, not shown. In this example, the lifting suction devices 9 are connected to the supporting means 16 via a lever mechanism 14 , so that the supporting means 16 stand out from the ground 30 by lowering the lifting suction devices 9 . As soon as the suction cups 9 hit the ground, they are sucked off with the help of a vacuum pump. The suction elements 12 of the caterpillar drive 8 which are still on the ground are then vented via a central servomotor and a lever system, so that they detach from the ground. The lifting suction devices 9 are then extended further and the caterpillar is thus raised. The caterpillar drive thus hangs freely in the air and can be rotated in the new direction of travel via the rotatable rear axle suspension 15 with the corresponding rotary drive. The caterpillar drive is pressed onto the ground in the reverse order.

Der Reinigungsroboter 1 ist im vorliegenden Beispiel für eine bidirektionale Betriebsweise ausgelegt, so dass auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Trägerrahmens 17 entsprechende Abstützmittel 16 ausgebildet sind. Das Gleiche gilt für die zur Reinigung erforderlichen Reinigungsmodule 7, die ebenfalls an beiden Seiten vorgesehen sind. Diese Reinigungsmodule sind über entsprechende Federelemente 11 am Trägerrahmen 17 gelagert, um ungleichmäßige Bewegungen des Raupenantriebes 8 aufzufangen und das Reinigungsmodul 7 mit einer gleichmäßigen und stetigen Kraft gegen den Untergrund 30 zu drücken. Bei einer Bewegungsrichtung entgegen der in der Fig. 2 dargestellten Pfeilrichtung befindet sich der Raupenantrieb 8 selbstverständlich in einer um 180° um die Hinterachsaufhängung 15 gedrehten Position. In the present example, the cleaning robot 1 is designed for a bidirectional mode of operation, so that corresponding support means 16 are formed on two opposite sides of the support frame 17 . The same applies to the cleaning modules 7 required for cleaning, which are also provided on both sides. These cleaning modules are mounted on the support frame 17 via corresponding spring elements 11 in order to absorb uneven movements of the caterpillar drive 8 and to press the cleaning module 7 against the ground 30 with a uniform and constant force. In a direction of movement opposite to the direction of the arrow shown in FIG. 2, the caterpillar drive 8 is of course in a position rotated by 180 ° about the rear axle suspension 15 .

Der Raupenantrieb 8 besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei gleichen Zahnriemen 21 oder Ketten als Endlostransportelemente, zwischen denen jeweils mehrere Reihen von Saugerelementen 12 befestigt sind. Beide Zahnriemen 21 sind mit einer Achse verbunden und werden gemeinsam mit einem Antrieb bewegt. Für den Antrieb sind das vordere 20 und das hintere Umlenkelement 19 als Synchronwellen ausgebildet. The caterpillar drive 8 in the present exemplary embodiment consists of two identical toothed belts 21 or chains as endless transport elements, between which several rows of suction elements 12 are fastened. Both toothed belts 21 are connected to an axis and are moved together with a drive. The front 20 and the rear deflection element 19 are designed as synchronous shafts for the drive.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den prinzipiellen Aufbau des Raupenantriebs 8 mit einer Ansicht des vorderen als Riemenscheibe ausgebildeten Umlenkelementes 20. Der Zahnriemen 21 ist angedeutet und nur teilweise abgebildet. Beispielhaft sind in dieser Figur drei am Zahnriemen 21 befestigte Saugelemente 12 dargestellt. Diese Saugelemente können auch in Gruppen nebeneinander angeordnet und starr miteinander verbunden sein, so dass sie Saugmodule 26 bilden, wie dies in den nachfolgenden Figuren zu erkennen ist. Die Vortriebsrichtung ist in diesem Beispiel wiederum mit dem oberen Pfeil angedeutet. Die Saugelemente 12 bzw. Saugmodule sind in diesem Beispiel mit einem Grundblock 22 über ein Gelenk 23 am Zahnriemen 21 befestigt. Das Gelenk 23 ermöglicht ein Umklappen der Grundblöcke 2.2- um einen Winkel von etwa 90° in Vortriebsrichtung. Dieses Umklappen wird mit einer in der Figur nicht sichtbaren Feder, die eine entsprechende Vorspannung erzeugt, unterstützt. Nicht dargestellte Führungen im Bereich zwischen den beiden Umlenkelementen 19, 20 verhindern dieses Umklappen im Bereich zwischen den Umlenkelementen. Bei der Bewegung des Raupenantriebs 8 in Vortriebsrichtung wird aufgrund dieses Klappmechanismus das entsprechende gerade um das vordere Umlenkelement 20 bewegte Saugelement 12 in der angegebenen Weise aufgeklappt, wie dies aus der Fig. 4 ersichtlich ist, so dass dieses Saugelement 12 mit der Saugfläche des Saugnapfes 24 annähernd parallel auf den Untergrund 30 auftrifft. Durch diese Ausgestaltung lässt sich der Radius des vorderen Umlenkelementes 20 relativ klein wählen, ohne hierdurch die Gefahr eines Umstülpens der Saugnäpfe 24 beim Auftreffen auf den Untergrund zu erhöhen. FIG. 4 shows an example of the basic structure of the caterpillar drive 8 with a view of the front deflection element 20 designed as a pulley. The toothed belt 21 is indicated and only partially shown. As an example, three suction elements 12 fastened to the toothed belt 21 are shown in this figure. These suction elements can also be arranged side by side in groups and rigidly connected to one another, so that they form suction modules 26 , as can be seen in the following figures. In this example, the direction of advance is again indicated by the upper arrow. In this example, the suction elements 12 or suction modules are fastened to the toothed belt 21 with a base block 22 via a joint 23 . The hinge 23 enables the base blocks 2 .2 to be folded down by an angle of approximately 90 ° in the direction of advance. This folding is supported by a spring, which is not visible in the figure and which generates a corresponding pretension. Guides, not shown, in the area between the two deflection elements 19 , 20 prevent this folding in the area between the deflection elements. During the movement of the caterpillar drive 8 in the direction of advance, due to this folding mechanism, the corresponding suction element 12 just moved around the front deflection element 20 is opened in the manner indicated, as can be seen from FIG. 4, so that this suction element 12 with the suction surface of the suction cup 24 strikes the base 30 approximately in parallel. With this configuration, the radius of the front deflecting element 20 can be chosen to be relatively small, without thereby increasing the risk of the suction cups 24 being turned over when they strike the ground.

Ein vergleichbares Prinzip für die Anordnung der Saugelemente 12 bzw. Saugmodule, mit dem ebenfalls eine annähernd parallele Ausrichtung der gerade mit dem Untergrund in Kontakt tretenden Saugelemente 12 zum Untergrund 30 erreichbar ist, ist in Fig. 7 dargestellt. Bei dieser Anordnung sind die Saugelemente 12 um entsprechend dem Gelenk 23 drehbare Achsen am Endlostragelement 21 gelagert und werden durch Führungen zu jedem Zeitpunkt der Vortriebsbewegung in Richtung des Untergrundes 30 ausgerichtet. Eine derartige Technik ist auch unter dem Begriff Paternoster bekannt. A comparable principle for the arrangement of the suction elements 12 or suction modules, with which an approximately parallel alignment of the suction elements 12 just coming into contact with the substrate to the substrate 30 can also be achieved, is shown in FIG. 7. In this arrangement, the suction elements 23 are mounted rotatable axles on the endless support member 21 by corresponding to the joint 12 and the driving movement in the direction of the substrate 30 are aligned by guides at all times. Such a technique is also known under the term paternoster.

Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Saugmodul 26, wie es beim vorliegenden Reinigungsroboter 1 zum Einsatz kommen kann. Dieses Saugmodul 26 besteht aus drei nebeneinander angeordneten Saugelementen 12, die über den Grundblock 22 starr miteinander verbunden sind. Derartige Saugmodule sind zwischen den beiden Zahnriemen 21 des vorliegenden Reinigungsroboters 1 hintereinander angeordnet, wie dies aus der Fig. 6 ersichtlich ist. In Fig. 5 ist auch das Federelement 25 zu erkennen, mit dem die Saugmodule 26 für die gemäß Fig. 4 erläuterte Umklappbewegung vorgespannt sind. Weiterhin sind in dieser Unteransicht des Saugmoduls 26 im Zentrum der einzelnen Saugelemente 12 entsprechende Belüftungsventile 29 zur Belüftung der Saugelemente 12 zu erkennen. Auf beiden Seiten jedes Saugelementes 12 ist eine oberhalb bzw. unterhalb des Moduls angeordnete Führungsschiene 27, 28 zu erkennen, mit denen die Saugmodule im Bereich zwischen den beiden Umlenkelementen 19, 20 in der angeklappten Position gehalten werden. Diese Führungsschienen 27, 28 sind fest mit dem Rahmen des Raupenantriebes 8 verbunden. FIG. 5 shows an example of a suction module 26 , as can be used in the present cleaning robot 1 . This suction module 26 consists of three suction elements 12 arranged side by side, which are rigidly connected to one another via the base block 22 . Such suction modules are arranged one behind the other between the two toothed belts 21 of the present cleaning robot 1 , as can be seen from FIG. 6. FIG. 5 also shows the spring element 25 with which the suction modules 26 are pretensioned for the folding movement explained according to FIG. 4. Furthermore, corresponding ventilation valves 29 for ventilation of the suction elements 12 can be seen in this bottom view of the suction module 26 in the center of the individual suction elements 12 . On both sides of each suction element 12 , a guide rail 27 , 28 can be seen above or below the module, with which the suction modules are held in the folded position in the area between the two deflection elements 19 , 20 . These guide rails 27 , 28 are firmly connected to the frame of the caterpillar drive 8 .

Fig. 6 zeigt schließlich eine Unteransicht des Raupenantriebes 8, in der nochmals die Saugelemente 12 der Saugmodule 26 sowie die entsprechenden Führungsschienen 27, 28 zu erkennen sind. Die Saugmodule 26 sind zwischen den beiden Zahnriemen 21 befestigt, die über das vordere 20 und das hintere Umlenkelement 19 geführt werden. Fig. 6, finally, in again the suction members is a bottom view of the crawler drive 8, 12 of the intake manifolds 26 and the corresponding guide rails 27, 28 can be seen. The suction modules 26 are fastened between the two toothed belts 21 , which are guided over the front 20 and the rear deflection element 19 .

Auch wenn in diesem Beispiel eine dreireihige Anordnung von Saugelementen 12 beschrieben ist, so versteht sich von selbst, dass jede beliebige Anzahl von Reihen der Saugelemente 12 beim vorliegenden Kletterroboter möglich ist. Die Anzahl und Größe der jeweiligen Saugelemente 12 bemisst sich nach dem Anwendungsgebiet und den zu tragenden Gewichten. Even if a three-row arrangement of suction elements 12 is described in this example, it goes without saying that any desired number of rows of the suction elements 12 is possible with the present climbing robot. The number and size of the respective suction elements 12 are measured according to the field of application and the weights to be carried.

Für den Einsatz des in diesem Beispiel beschriebenen Reinigungsroboters 1 zur Reinigung einer glatten Fläche im Haushalt, wie bspw. einer Fensterfläche, wird im Folgenden ein bevorzugter Bewegungsablauf beschrieben. Fig. 8a zeigt hierbei eine Fensterscheibe 30, die von einem Fensterrahmen 31 umrahmt wird. Zu Beginn der Reinigung wird der Reinigungsroboter 1 beispielsweise in ein Eck dieser Fensterscheibe 30 gesetzt, wie dies in der Fig. 8a angedeutet ist. Nach dem Start des Reinigungsprogrammes beginnt der Reinigungsroboter 1 die Fensterscheibe 30 entsprechend der angedeuteten Pfeile zu reinigen. In den Umkehrpunkten wird dabei zunächst der Raupenantrieb über die Hub- und Senkeinrichtung vom Untergrund abgehoben und um 90° gedreht. Anschließend wird er wieder abgesetzt und vollführt eine Vortriebsbewegung um eine Distanz, die in etwa der Breite des Reinigungsmoduls 7 im Reinigungsroboter 1 entspricht. For the use of the cleaning robot 1 described in this example for cleaning a smooth surface in the household, such as a window surface, a preferred movement sequence is described below. FIG. 8a in this case shows a window pane 30 which is surrounded by a window frame 31. At the beginning of the cleaning, the cleaning robot 1 is placed, for example, in a corner of this window pane 30 , as is indicated in FIG. 8a. After the start of the cleaning program, the cleaning robot 1 begins to clean the window pane 30 in accordance with the arrows indicated. In the reversal points, the caterpillar drive is first lifted from the ground via the lifting and lowering device and rotated by 90 °. Then it is set down again and carries out a forward movement by a distance which corresponds approximately to the width of the cleaning module 7 in the cleaning robot 1 .

Anschließend wird der Raupenantrieb wiederum über den Hub- und Senkmechanismus abgehoben und vollführt eine weitere Drehung in die gleiche Richtung um 90°. Der Raupenantrieb 8 ist nunmehr innerhalb des Trägerrahmens 17 gegenüber der Anfangsposition um 180° gedreht. In dieser Position fährt der Reinigungsroboter 1 wiederum über die gesamte Scheibenlänge entsprechend der Fig. 8a. Im nächsten Umkehrpunkt erfolgt die gleiche Umsetzbewegung. Durch die bidirektionale Ausgestaltung des Reinigungsroboters 1 mit Reinigungsmodulen 7 sowie Abstützmitteln 16 an zwei gegenüberliegenden Seiten» vorne und hinten, lässt sich diese bidirektionale Betriebsweise realisieren. Der Rahmen bzw. das Gehäuse des Reinigungsroboters 1 wird bei dieser Reinigungsaufgabe nicht gedreht und bleibt immer in der gleichen Orientierung zum Untergrund bzw. zur Scheibe 30. Die Begrenzungen der Scheibe 30 werden durch entsprechende Sensoren 10 am Gehäuse des Reinigungsroboters 1 erkannt. Diese Sensoren 10 können neben berührungslosen Strahlungssensoren oder Ultraschallsensoren beim Einsatz des Reinigungsroboters 1 im Fensterrahmen 31 auch entsprechende Taster sein. Then the caterpillar drive is lifted again via the lifting and lowering mechanism and makes another rotation in the same direction by 90 °. The caterpillar drive 8 is now rotated within the support frame 17 by 180 ° with respect to the starting position. In this position, the cleaning robot 1 again runs over the entire length of the pane in accordance with FIG. 8a. The same transfer movement takes place at the next reversal point. This bidirectional mode of operation can be realized through the bidirectional design of the cleaning robot 1 with cleaning modules 7 and support means 16 on two opposite sides »in front and behind. The frame or the housing of the cleaning robot 1 is not rotated in this cleaning task and always remains in the same orientation to the surface or to the pane 30 . The limits of the disk 30 are recognized by corresponding sensors 10 on the housing of the cleaning robot 1 . In addition to non-contact radiation sensors or ultrasonic sensors, these sensors 10 can also be corresponding buttons when the cleaning robot 1 is used in the window frame 31 .

Fig. 8b zeigt ein Beispiel, bei dem sich auf der zu reinigenden Fläche ein Hindernis 32 befindet. Der Bewegungsablauf erfolgt wiederum wie bereits in Zusammenhang mit Fig. 8a beschrieben. Auch hier kann der Reinigungsroboter 1 an beliebiger Stelle an die zu reinigende Fläche 30 gesetzt werden, vorzugsweise an der unteren, linken Ecke. Er sucht mit Hilfe der Entfernungssensoren 10 die tiefste linke untere Ecke und fährt dort hin. Jetzt beginnt der Reinigungsablauf. Er reinigt die Oberfläche Bahn für Bahn von unten nach oben bzw. oben nach unten. Sobald ein Bahnende erreicht ist, versetzt sich der Reinigungsroboter 1, wie bereits beschrieben, um eine Bahn. Das Ende der Bahn kann er durch Mikrotaster 10 erkennen, die vorne und hinten am Reinigungsmodul 7 angebracht sind und auf Kontakt gefahren werden. Optional können zusätzlich Entfernungssensoren, wie beispielsweise IR-Sensoren, zur Entfernungsmessung und ggf. Positionsbestimmung vorgesehen sein. Sind die Bahnen unterschiedlich lang, so ermittelt die Steuerung des Roboters die Position des Hindernisses 32 und reinigt die dadurch abgeschirmten Bereiche, sobald das Hindernis 32 vorbei ist. Der beispielhafte Bahnverlauf ist in der Fig. 8b deutlich zu erkennen. Fig. 8b shows an example in which an obstacle is located on the surface 32 to be cleaned. The sequence of movements again takes place as already described in connection with FIG. 8a. Here, too, the cleaning robot 1 can be placed anywhere on the surface 30 to be cleaned, preferably at the lower left corner. He uses the distance sensors 10 to find the deepest left lower corner and drives there. Now the cleaning process begins. It cleans the surface one by one from bottom to top or top to bottom. As soon as a web end is reached, the cleaning robot 1 moves, as already described, by one web. He can recognize the end of the path by means of micro pushbuttons 10 , which are attached to the front and rear of the cleaning module 7 and are moved on contact. Distance sensors, such as IR sensors, can optionally also be provided for distance measurement and position determination, if necessary. If the tracks are of different lengths, the robot controller determines the position of the obstacle 32 and cleans the areas shielded thereby as soon as the obstacle 32 is over. The exemplary course of the path can be clearly seen in FIG. 8b.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen schließlich verschiedene Ausführungsformen für ein Reinigungsmodul 7, wie es bei dem vorliegenden Reinigungsroboter 1 eingesetzt werden kann. Beim Beispiel der Fig. 9 ist in einen Rahmen 35 des Reinigungsmoduls 7 ein elastischer Füllblock 37 eingesetzt, so dass zwischen dem Rahmen 35 und dem Füllblock 37 ein feuchtes, auswechselbares Reinigungstuch (Feuchtetuch 36) eingespannt werden kann. Hinter diesem Reinigungstuch 36 sind ein Mikrofasertuch 39 und eine Abziehlippe 38 befestigt. Durch das Feuchtetuch 36 wird ein dünner Feuchtigkeitsfilm auf den Untergrund 30 aufgebracht. Der Schmutz wird durch diese Feuchtigkeit gelöst und vom Mikrofasertuch 39 aufgenommen. Verbleibende Feuchtigkeit wird mit der Abziehlippe 38 abgezogen. Bei dieser Art des Reinigungsmoduls 7 lassen sich die Feuchtetücher 36 sehr schnell und leicht wechseln. FIGS. 9 to 11 finally show various embodiments of a cleaning unit 7, as it can be used in the present cleaning robot 1. In the example of FIG. 9, an elastic filling block 37 is inserted into a frame 35 of the cleaning module 7 , so that a moist, replaceable cleaning cloth (wet cloth 36 ) can be clamped between the frame 35 and the filling block 37 . A microfiber cloth 39 and a pull-off lip 38 are fastened behind this cleaning cloth 36 . A thin film of moisture is applied to the substrate 30 through the dampening cloth 36 . The dirt is loosened by this moisture and absorbed by the microfiber cloth 39 . Remaining moisture is drawn off with the pull-off lip 38 . With this type of cleaning module 7 , the wet wipes 36 can be changed very quickly and easily.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel einer möglichen Ausgestaltung des Reinigungsmoduls 7, das auch hier eine Nassreinigung mit abrasivem Reinigungsverfahren, Gummilippe und Mikrofasertuch kombiniert, um ein optimales Reinigungsergebnis ohne hohen Energieaufwand und mit möglichst wenig mechanisch beweglichen Bauteilen zu erzielen. Bei diesem Beispiel wird mit Hilfe von kleinen Flüssigkeitspumpen eine Reinigungsflüssigkeit durch den zentral angeordneten perforierten Bewässerungsschlauch 40 gepumpt, über den ein Bewässerungstuch 43 gespannt ist. Über die Perforation dringt die Reinigungsflüssigkeit durch das Bewässerungstuch 43 auf den zu reinigenden Untergrund. Dabei wird auch hier die Fläche nur mit einem sehr dünnen Film benetzt, um die Verschmutzung zu lösen. Die Flüssigkeit kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall optimal ausgewählt werden. Ein direktes Bewässern der hier beidseitig angebrachten Mikrofasertücher 39 wird durch die Abziehlippen bzw. Gummilippen 38 verhindert. Fig. 10 shows another example shows a possible embodiment of the cleaning module 7, the combined here a wet cleaning with abrasive cleaning methods, rubber blade and microfiber cloth to an optimal cleaning result without high energy consumption and to achieve with a minimum of mechanically moving parts. In this example, with the help of small liquid pumps, a cleaning liquid is pumped through the centrally arranged perforated irrigation hose 40 , over which an irrigation cloth 43 is stretched. The cleaning liquid penetrates through the perforation through the irrigation cloth 43 onto the surface to be cleaned. Here, too, the surface is only wetted with a very thin film to loosen the dirt. The liquid can be optimally selected according to the respective application. A direct watering of the microfiber cloths 39 attached here on both sides is prevented by the pull-off lips or rubber lips 38 .

Die Mikrofasertücher 39 reinigen und trocknen die zu reinigende Fläche. Sie können, wie in der Figur gezeigt, mit Hilfe von Klettbändern 42 fixiert werden, so dass sie zur Erneuerung leicht ausgewechselt werden können. Weiterhin kann das Mikrofasertuch, wie in der nächsten Figur gezeigt, auch in der Art eines Handtuchspenders im Innern des Reinigungsmoduls 7 auf- bzw. abwickelbar angeordnet sein. The microfiber cloths 39 clean and dry the surface to be cleaned. As shown in the figure, they can be fixed with the aid of Velcro strips 42 , so that they can easily be replaced for renewal. Furthermore, as shown in the next figure, the microfiber cloth can also be arranged in the manner of a towel dispenser inside the cleaning module 7 so that it can be wound up or unwound.

Beim Beispiel der Fig. 10 wird die Bewässerungseinheit 44 über eine gefederte Aufhängung 41 immer mit einer konstanten Kraft gegen den Untergrund 30 gedrückt. Zusätzlich ist das gesamte Reinigungsmodul 7 innerhalb des Trägerrahmens 17 federnd gelagert, um ungleichmäßige Bewegungen des Raupenantriebs 8 ausgleichen und abfangen zu können. In the example of FIG. 10, the irrigation unit 44 is always pressed against the ground 30 with a constant force via a spring-loaded suspension 41 . In addition, the entire cleaning module 7 is resiliently mounted within the carrier frame 17 in order to be able to compensate and intercept uneven movements of the caterpillar drive 8 .

Fig. 11 zeigt schließlich eine Ausgestaltung, bei der die Reinigungsflüssigkeit über eine Sprühvorrichtung mit einer Düse 47 auf den Untergrund aufgebracht wird. Die Flüssigkeit wird über den Reinigungstank 5 bereitgestellt. Vor und hinter der Sprüheinrichtung befinden sich jeweils Mikrofasertücher 45, 46. Das in Vorzugsrichtung vordere Mikrofasertuch 46 wird über einen Auf- und Abrollmechanismus 48 in Abhängigkeit von der Vortriebsgeschwindigkeit des Reinigungsroboters 1 weiterbewegt, so dass es jederzeit neuen Schmutz aufnehmen kann. Fig. 11, finally, shows an embodiment in which the cleaning liquid is applied onto the substrate through a spray device with a nozzle 47. The liquid is provided via the cleaning tank 5 . Microfibre cloths 45 , 46 are located in front of and behind the spray device. The front microfiber cloth 46 in the preferred direction is moved further via a roll-up and roll-off mechanism 48 depending on the driving speed of the cleaning robot 1 , so that it can absorb new dirt at any time.

Der Reinigungsroboter 1 wird bei Nichtbenutzung in eine Dockingstation 33 abgestellt, wie dies in der Fig. 12 dargestellt ist. Während dieser Zeit werden mittels automatisch beim Einlegen schließender Kontakte die Akkus des Reinigungsroboters 1 wieder aufgeladen. Eine elektronische Ladezustandsüberwachung beendet den Ladevorgang, sobald die Akkus vollgeladen sind. Befindet sich der Reinigungsroboter 1 in der Dockingstation 33, so wird der kleine Reinigungsmediumtank 5 mit Flüssigkeit aus dem größeren Vorratsbehälter 34 der Dockingstation 33 aufgefüllt. Zusätzlich kann in größeren regelmäßigen Abständen die gesamte Reinigungskartusche 7 ausgetauscht und/oder das Mikrofasertuch erneuert werden. When not in use, the cleaning robot 1 is placed in a docking station 33 , as shown in FIG. 12. During this time, the batteries of the cleaning robot 1 are recharged by means of automatically closing contacts. An electronic charge status monitor ends the charging process as soon as the batteries are fully charged. If the cleaning robot 1 is located in the docking station 33 , the small cleaning medium tank 5 is filled with liquid from the larger storage container 34 of the docking station 33 . In addition, the entire cleaning cartridge 7 can be replaced and / or the microfiber cloth replaced at larger regular intervals.

Bei Einsatz eines Reinigungsmoduls 7 ohne Reinigungstank, bei dem Feuchtetücher 36 verwendet werden, wird durch den Benutzer jeweils ein neues Feuchtetuch 36 in das Reinigungsmodul 7 eingespannt. When using a cleaning module 7 without a cleaning tank, in which wet wipes 36 are used, the user clamps a new wet wipe 36 into the cleaning module 7 .

Der in diesem Ausführungsbeispiel vorgestellte autonome Reinigungsroboter kann im Haushalt alle glatten, vertikalen und horizontalen Flächen reinigen. Zu reinigende Flächen sind bspw. Fensterscheiben innen und außen, Kachelwände bzw. Kachelböden, insbesondere im Bad und in der Küche, Glasfassaden oder Wintergärten. Der Roboter lässt sich mit geringen Außenabmessungen und geringem Gewicht realisieren und reinigt selbständig die entsprechenden Flächen, so dass keine manuellen Reinigungstätigkeiten mehr erforderlich sind. Durch die mögliche einfache Bedienung kann er von jeder Person zu täglichen Reinigungsaufgaben oder zu größeren Hausputzaktionen eingesetzt werden. The one presented in this embodiment autonomous cleaning robots can do everything in the household Clean smooth, vertical and horizontal surfaces. Areas to be cleaned are, for example, window panes on the inside and outside, tile walls or tile floors, in particular in the bathroom and in the kitchen, glass facades or Conservatories. The robot can be used with little Realize external dimensions and low weight and cleans the corresponding surfaces independently, so that no manual cleaning work required are. Due to the possible simple operation, it can be operated by to every person for daily cleaning tasks or larger house cleaning campaigns are used.

Selbstverständlich kann der vorliegende Kletterroboter neben der in diesen Beispielen dargestellten Reinigungsaufgabe auch mit anderen Aufgaben betraut werden, indem bspw. die Reinigungskartuschen durch eine Inspektionseinheit oder eine Bearbeitungseinheit zur Überwachung oder zur Bearbeitung entsprechender Oberflächen vorgesehen werden. Ein Einsatz zum Streichen oder Spritzen von glatten Flächen lässt sich hierbei ebenfalls realisieren. Bezugszeichenliste 1 Kletterroboter, bspw. Reinigungsroboter
2 Infrarot-Sensorstrahl
3 Aufnahmebereich für Reinigungsmodul
4 Bereich für Raupenantrieb
5 Reinigungstank mit Sichtfenster
6 Bedienfeld bzw. Startknopf
7 Reinigungsmodul
8 Raupenantrieb
9 Hubsauger
10 Sensoren, z. B. Mikrotaster
11 Federelement
12 Saugelemente des Raupenantriebs
12a vorderes Saugelement
13 Druckfeder
14 Hebelmechanismus
15 drehbare Hinterachsaufhängung
16 Abstützmittel
17 Trägerrahmen
18 Stützelemente/Beine des Hub- und Saugmechanismus
19 hinteres Umlenkelement
19a weiteres Umlenkelement
20 vorderes Umlenkelement
20a weiteres Umlenkelement
21 Endlostransportelement, z. B. Zahnriemen
22 Grundblock des Saugelements
23 Gelenk bzw. Achse
24 Saugnapf
25 Federelement
26 Saugmodul
27 Führungsschiene oberhalb des Moduls
28 Führungsschiene unterhalb des Moduls
29 Belüftungsventil
30 Untergrund, z. B. Scheibe
31 Rahmen
32 Hindernis
33 Dockingstation
34 Vorratsbehälter für Reinigungsflüssigkeit
35 Rahmen des Reinigungsmoduls
36 Feuchtetuch
37 elastischer Füllblock
38 Abziehlippe/Gummilippe
39 Mikrofasertuch
40 Bewässerungsschlauch
41 federnde Lagerung bzw. Aufhängung
42 Klettband
43 Bewässerungstuch
44 Bewässerungseinheit
45 hinteres Mikrofasertuch
46 vorderes Mikrofasertuch
47 Düse für Reinigungsflüssigkeit
48 Auf-/Abrollmechanismus
Of course, in addition to the cleaning task shown in these examples, the present climbing robot can also be entrusted with other tasks, for example by providing the cleaning cartridges by an inspection unit or a processing unit for monitoring or processing corresponding surfaces. It can also be used for painting or spraying smooth surfaces. LIST OF REFERENCES 1 climbing robot, for example. Cleaning robot
2 infrared sensor beam
3 Recording area for cleaning module
4 area for track drive
5 cleaning tank with viewing window
6 Control panel or start button
7 cleaning module
8 caterpillar drive
9 suction cups
10 sensors, e.g. B. micro button
11 spring element
12 suction elements of the caterpillar drive
12 a front suction element
13 compression spring
14 lever mechanism
15 rotatable rear axle suspension
16 support means
17 support frames
18 support elements / legs of the lifting and suction mechanism
19 rear deflection element
19 a further deflecting element
20 front deflecting element
20 a further deflecting element
21 endless transport element, e.g. B. timing belt
22 Basic block of the suction element
23 joint or axis
24 suction cup
25 spring element
26 suction module
27 Guide rail above the module
28 guide rail below the module
29 ventilation valve
30 underground, e.g. B. disc
31 frames
32 obstacle
33 docking station
34 Storage container for cleaning liquid
35 Frame of the cleaning module
36 wet wipe
37 elastic filling block
38 pull-off lip / rubber lip
39 microfiber cloth
40 irrigation hose
41 resilient mounting or suspension
42 Velcro
43 irrigation cloth
44 irrigation unit
45 rear microfiber cloth
46 front microfiber cloth
47 Cleaning liquid nozzle
48 Roll-up / roll-off mechanism

Claims

1. climbing robot for movement on a smooth surface, with a caterpillar drive ( 8 ) suspended on a support frame ( 17 ), in which at least one endless transport element ( 21 ) guided via a front ( 20 ) and a rear deflecting element ( 19 ) holds adhesive ( 12 ) are provided for adhesion to the subsurface ( 30 ), characterized in that the caterpillar drive ( 8 ) is rotatably mounted in the carrier frame ( 17 ) and can be rotated with a rotary drive about an axis running at least approximately perpendicular to the subsurface ( 30 ), and a Lifting and suction device is attached to the support frame ( 17 ), via which the support frame ( 17 ) with the caterpillar drive ( 8 ) can be lifted off the base ( 30 ) and placed back on the base ( 30 ).

2. Climbing robot according to claim 1, characterized in that the adhesive means are suction elements ( 12 ) and a ventilation mechanism is provided for simultaneous ventilation of all suction elements ( 12 ) of the endless transport element ( 21 ) adhering to the ground ( 30 ).

3. climbing robot according to claim 1 or 2, characterized in that the caterpillar drive ( 8 ) with the rotary drive is rotatable by at least ± 180 °.

4. Climbing robot according to claim 2 or 3, characterized in that the lifting and suction device comprises a plurality of support elements ( 18 ) with further suction elements ( 9 ) which can be placed on the substrate ( 30 ) via a drive in the support frame ( 17 ).

5. Climbing robot according to claim 4, characterized in that the lifting and suction device comprises a vacuum pump, via which the further suction elements ( 8 ) can be suctioned or ventilated.

6. Climbing robot according to one of claims 2 to 5, characterized in that a controller is provided which controls the caterpillar drive ( 8 ), the lifting and suction device, the ventilation mechanism and the rotary drive for a change of direction of the climbing robot.

7. Climbing robot according to claim 6, characterized in that sensors ( 10 ), via which a lateral boundary ( 31 ) of the subsurface ( 30 ) and / or an obstacle ( 32 ) on the subsurface ( 30 ) are recognized, for movement control of the Climbing robot arranged on the support frame ( 17 ) and connected to the controller.

8. Climbing robot according to one of claims 2 to 7, characterized in that the suction elements ( 12 ) of the endless transport element ( 21 ) are designed as passive suction elements with ventilation valves ( 29 ) and a second ventilation mechanism is provided which the suction elements ( 12 ) at The forward movement of the caterpillar drive ( 8 ) is ventilated shortly before it is lifted off the ground ( 30 ).

9. climbing robot according to claim 8, characterized in that the second ventilation mechanism comprises one or more rigid elements in the region of the rear deflecting element ( 19 ), which come into engagement with actuating means of the ventilation valves ( 29 ) and open them briefly when the suction elements ( 12 ) move past them during the advance movement.

Climbing robot according to one of claims 2 to 9, characterized in that the carrier frame ( 17 ) or the caterpillar drive ( 8 ) has support means ( 16 ) on a rear region in the direction of advance, which bear against the ground ( 30 ) during the advance movement, and in that the caterpillar drive ( 8 ) is designed and suspended in the carrier frame ( 17 ) in such a way that the endless transport element ( 21 ) is guided closer to the ground ( 30 ) during the forward movement on the front deflecting element ( 20 ) than in the area between the front ( 20 ) and the rear deflection element ( 19 ).

11. Climbing robot according to claim 10, characterized in that the support means ( 16 ) comprise at least two spaced supports which are attached to the support frame ( 17 ).

12. Climbing robot according to claim 10 or 11, characterized in that the support means ( 16 ) are rounded on surfaces coming into contact with the subsurface ( 30 ).

13. Climbing robot according to claim 10 or 11, characterized in that the support means ( 16 ) have rotatably mounted rolling elements for rolling on the ground ( 30 ).

14. Climbing robot according to one of claims 10 to 13, characterized in that the caterpillar drive ( 8 ) in the region of the front deflecting element ( 20 ) is pressed against the substrate ( 30 ) by at least one spring element ( 13 ) attached to the support frame ( 17 ).

15. Climbing robot according to one of claims 10 to 14, characterized in that the support elements ( 18 ) of the lifting and suction device via a lever mechanism ( 14 ) are connected to the support means ( 16 ) such that the support means ( 16 ) when the Support elements ( 18 ) are lifted onto the substrate ( 30 ) from the substrate ( 30 ).

16. Climbing robot according to one of claims 2 to 15, characterized in that one or more endless transport elements ( 21 ) designed as a belt or chain are provided, on or between which the suction elements ( 12 ) are fastened in several rows.

17. Climbing robot according to one of claims 2 to 16, characterized in that the suction elements ( 12 ) via joints ( 23 ) are attached to the endless transport element ( 21 ), which folds over the suction elements ( 12 ) in the direction of movement of the endless transport element ( 21 ) Allow angles of approx. 90 ° and are provided with a spring element ( 25 ) that supports folding.

18. Climbing robot according to claim 17, characterized in that the suction elements ( 12 ) in an area between the deflection elements ( 19 , 20 ) on the ground ( 30 ) via guide elements ( 27 , 28 ) are prevented from folding over.

19. Climbing robot according to one of claims 2 to 16, characterized in that the suction elements ( 12 ) are rotatable about axes ( 23 ) running perpendicular to the direction of advance on the endless transport element ( 21 ) and are guided such that they are in any position of the endless transport element ( 21 ) are aligned in the direction of the subsurface ( 30 ) during the advance movement.

20. Climbing robot according to one of claims 1 to 19, characterized in that a processing or inspection module is attached to the support frame ( 17 ).

21. Climbing robot according to claim 20, characterized in that the processing module is a cleaning module ( 7 ) for cleaning the surface.

22. Climbing robot according to claim 21, characterized in that the cleaning module ( 7 ) has a device for applying a liquid to the subsurface and a microfiber cloth ( 39 , 45 , 46 ) arranged behind the device for applying a liquid and a pull-off lip ( 38 ) that lie on the ground ( 30 ) during the advance movement.

23. Climbing robot according to claim 22, characterized in that the device for applying a liquid is a wet wipe ( 36 ).

24. Climbing robot according to claim 22, characterized in that the device for applying a liquid has a perforated irrigation chamber or a perforated irrigation hose ( 40 ) which is covered with an irrigation cloth ( 43 ) towards the ground ( 30 ) and via a Liquid pump is supplied with liquid from a liquid tank ( 5 ).

25. Climbing robot according to claim 22, characterized in that the device for applying a liquid has a spray device ( 47 ) which is supplied with liquid from a liquid tank ( 5 ) via a liquid pump.

26. Climbing robot according to one of claims 22 to 25, characterized in that the microfiber cloth ( 39 ) is attached to the cleaning module ( 7 ) via a Velcro fastener ( 42 ).

27. Climbing robot according to one of claims 22 to 25, characterized in that the microfiber cloth ( 39 ) is wound on a roll in the cleaning module ( 7 ) and is guided over a roll-up or roll-off mechanism ( 48 ) over the surface ( 30 ).

28. Climbing robot according to claim 27, characterized in that the roll-up or roll-off mechanism ( 48 ) is controlled as a function of the speed of advance of the caterpillar drive ( 8 ).

29. Climbing robot according to one of claims 21 to 28, characterized in that the cleaning module ( 7 ) is resiliently attached to the support frame ( 17 ) and is pressed with a spring force against the ground ( 30 ).

30. Climbing robot according to one of claims 1 to 29, characterized in that an accumulator for the energy supply on the support frame ( 17 ) is provided, which can be recharged by inserting the climbing robot into a charging station ( 33 ).