DE10311299B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche - Google Patents

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    • A47L11/40Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
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    • A47L2201/04Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit der eine effizientere und vollständige Bearbeitung insbesondere von Flächen mit eingeschränkter Bewegungsfreiheit zu erreichen ist. DOLLAR A Die Aufgabe wurde gelöst, indem die Fronträder der Vorrichtung einen Schwenkantrieb aufweisen und die Vorrichtung um eine in Schwerkraftrichtung weisende Hochachse drehbar ist, die im Schwerpunkt des von den drei Schwenkachsen der Räder gebildeten Dreiecks angeordnet ist. Die Aufgabe wurde ferner mit einigen Verfahrensschritten gelöst, die insbesondere mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche mit einer im wesentlichen umlaufenden Flächenbegrenzung, insbesondere einer Boden-, Teppich-, Rasenfläche od. dgl., wobei die Vorrichtung mit wenigstens zwei Fronträdern und einem mit einem Schwenkantrieb sowie einem Fahrantrieb versehenen Zentralrad versehen ist, mit einer Einrichtung zum Bearbeiten der Fläche, mit einer automatischen Steuerungseinrichtung, mit Elementen zum Erfassen der Flächenbegrenzungen sowie mit einer Einrichtung zur Aufnahme der zurückgelegten Wegstrecke.
  • Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der US 5,720,077 . Der dargestellte Staubsauger weist einen länglichen Saugarm auf, der beweglich am Staubsauger angeordnet ist. Zudem sind alle Räder lenkbar. Auf diese Weise kann eine Fläche größtenteils gereinigt werden, ohne den Staubsauger zu drehen. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die bewegliche Ausbildung des Saugarmes relativ aufwendig ist.
  • Aus der US 2002/0189045 A1 ist ein Staubsaugerroboter bekannt, der die Grenzen der zu bearbeitenden Fläche zunächst umfährt und den verbliebenen Innenraum dann schlangenlinienförmig bearbeitet. Dieser Stand der Technik wird insbesondere im Hinblick auf die Genauigkeit der Reinigung in Eckbereichen und in den Wendebereichen der Fläche als verbesserungswürdig angesehen.
  • Eine solche Vorrichtung ist ebenfalls bekannt, aus der DE 2 251 271 A Das hier offenbarte, einen Staubsauger darstellende Bodenbearbeitungsgerät besitzt ein Dreipunkt-Fahrwerk welches zwei starr gelagerte nicht angetriebene Räder sowie ein auf einem Drehschemel angeordnetes, angetriebenes Rad aufweist. Über Front- und Seitensensoren werden Hindernisse erfasst und entsprechende Steuerimpulse an die Antriebsteuerung weitergegeben. Die Wegsteuerung enthält ein Bewegungsprogramm, bei dem die gesamte Fläche streifenweise bearbeitet wird. Bei Auftreten eines Hindernisses, wird eine stochastische Entscheidung über die Fortsetzung der Bewegung getroffen, wobei die über Sensoren erfaßte Bewegungsfreiheit berücksichtigt wird.
  • Ein wesentlicher Nachteil der Vorrichtung besteht darin, dass aufgrund der Ausgestaltung des Fahrwerks und der Anordnung des Arbeitsgeräts die Manövrierfähigkeit der Vorrichtung eingeschränkt ist. Die Bearbeitung von Bereichen mit geringem Bewegungsspielraum für die Vorrichtung ist deshalb in bestimmten Fällen nur schwer oder gar nicht möglich. Das Wenden in der Nähe von Flächenbegrenzungen oder Hindernissen ist, ohne Teilbereiche unbearbeitet zu lassen, nur bei ausreichender Bewegungsfreiheit möglich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine effizientere und vollständige Bearbeitung insbesondere von Flächen mit eingeschränkter Bewegungsfreiheit zu erreichen ist.
  • Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere aus dem Kennzeichenteil, wonach die Fronträder einen Schwenkantrieb aufweisen und die Vorrichtung um eine in Schwerkraftrichtung weisende Hochachse drehbar ist, die im Schwerpunkt des von den drei Schwenkachsen der Räder gebildeten Dreiecks angeordnet ist.
  • Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass aufgrund der zusätzlichen Lenkmöglichkeit der Fronträder ein Wenden um die Hochachse auf kleinem Raum ermöglicht wird und die Vorrichtung somit auch bei geringem Bewegungsspielraum die Flächen nahezu vollständig bearbeiten kann.
  • In einer ersten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche zwischen den beiden Fronträdern angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche direkt an die Flächenbegrenzung heranzuführen. Beim Anstoßen der Räder an einer Flächenbegrenzung befindet sich nämlich auch die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche direkt an der Flächenbegrenzung. Die gesamte Fläche kann somit vollständig bearbeitet werden. Ebenso kann die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche aber auch in Fahrtrichtung vor den Fronträdern angeordnet sein. Das hat den Vorteil, das die Bürstenbreite nicht durch den Abstand der Fronträder beschränkt ist und insbesondere bei Kurvenfahrten eine vollständigere Reinigung durchgeführt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung als Staubsauger und die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche als rotierende Bürste zum Aufwirbeln des Schmutzes ausgebildet ist. Die Achse einer solchen Bürste kann dann von einer die Fronträder verbindenden Achse in einem Abstand angeordnet sein, der mindestens dem Bürstendurchmesser entspricht. Damit die Lenkbarkeit der Vorrichtung immer gewährleistet ist, kann der Durchmesser der Fronträder mindestens dem Durchmesser der Bürste betragen. Auf diese Weise wird verhindert, dass beispielsweise bei Teppichböden der Bodenkontakt der Fronträder durch ein Aufsetzen der Bürste verschlechtert wird.
  • Ebenfalls ist es auch möglich, dass die Vorrichtung als Staubsauger und die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche als Saugeinrichtung oder als eine Kombination aus Bürste und Saugeinrichtung ausgebildet ist.
  • Zum Aufnehmen der Schmutzpartikel ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Aufnahmeraum vorgesehen. Ein solcher Aufnahmeraum kann beispielsweise in Form eines Staubsaugerbeutels oder aber in Form eines entleerbaren Faches in oder an der Vorrichtung angeordnet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Elemente zum Erfassen von Flächenbegrenzungen als mechanische Taster ausgebildet. Solche mechanischen Taster sind kostengünstig auf dem Markt erhältlich. Ebenso ist es aber möglich, die Elemente zum Erfassen von Flächenbegrenzungen als elektronische Abstandssensoren auszubilden, die sich durch berührungsloses Erkennen und hohe Genauigkeit auszeichnen.
  • Die Fronträder sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Messelementen zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit versehen. Durch Abgleich der Rotationsgeschwindigkeit der Fronträder mit der des Zentralrades ist es der Steuerung auf diese Weise möglich zu erkennen, ob und wie schnell die Vorrichtung sich bewegt. Wird beispielsweise am Zentralrad eine Rotationsgeschwindigkeit gemessen, an den Fronträdern dagegen nicht, hat das Zentralrad keinen ausreichenden Kontakt zum Boden und weist somit Schlupf auf.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche mit einer im Wesentlichen umlaufenden Flächenbegrenzung.
  • Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE 43 07 125 A1 . Bei diesem Verfahren bewegt sich die Vorrichtung zunächst entlang der Flächenbegrenzung der Fläche und ermittelt somit die zu bearbeitende Fläche. Anschließend wird ein schlangenlinienförmiges Bewegungsmuster des Reinigungsgerätes innerhalb dieses Reinigungsbereiches berechnet, und das Reinigungsgerät auf dieser Bahn entlang gesteuert. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass nicht sofort mit der Reinigung begonnen werden kann, sondern zunächst der Reinigungsbereich umfahren werden muss, was die Reinigungszeit wesentlich verlängert.
  • Weiterhin ist ein solches Verfahren aus der DE 2 251 271 A bekannt. Hier bewegt sich die Bearbeitungsvorrichtung entweder stochastisch innerhalb der durch Wände begrenzten Bearbeitungsfläche oder aber fährt streifenförmige Bahnen ab. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist die Art und Weise des Wendens an Flächenbegrenzungen oder Hindernissen, die keine vollständige Bearbeitung dieser Grenzbereiche zulässt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es auch hier, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine effizientere und vollständige Bearbeitung insbesondere von Flächen mit eingeschränkter Bewegungsfreiheit zu erreichen ist.
  • Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 11, wonach folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    • a) Bearbeitung eines bahnförmigen Streifens bei linearer Bewegung der Vorrichtung in x-Richtung, bis zu einer Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen;
    • b) Spurversatz durch Rückwärts-Seitwärtsfahrt in y-Richtung vorzugsweise im 45°-Winkel zu der vorherigen Bearbeitungsbahn, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist;
    • c) Bewegung der Vorrichtung in x-Richtung, entlang des zuvor bearbeiteten bahnförmigen Streifens unter Überlappung desselben bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen;
    • d) Bewegung in y-Richtung, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist;
    • e) Drehung der Vorrichtung etwa um 180° um die Hochachse, sobald ausreichender Abstand zur Flächenbegrenzung vorhanden ist und bis Fronträder in y-Richtung weisen;
    • f) Bewegung in y-Richtung entlang der zuvor bearbeiteten Bahn unter Überlappung derselben, bis zum Erreichen der gegenüberliegenden Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen;
    • g) Spurversatz durch Rückwärts-Seitwärtsfahrt in x-Richtung, vorzugsweise im 45°-Winkel zu der vorherigen Bearbeitungsbahn, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist;
    • h) Bewegung in y-Richtung, entlang des zuvor bearbeiteten bahnförmigen Streifens unter Überlappung desselben bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen;
    • i) Bewegung in x-Richtung, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist;
    • j) Drehung der Vorrichtung etwa um 180° um die Hochachse, sobald ausreichender Abstand zur Flächenbegrenzung vorhanden ist und bis Fronträder in x-Richtung weisen;
    • k) Bewegung in x-Richtung entlang der zuvor bearbeiteten Bahn unter Überlappung derselben, bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen
    • l) Mehrfaches Wiederholen der Verfahrensschritte c) bis l)
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ohne eine vorherige Aufnahme der Flächenbegrenzungen der Fläche sofort mit der Bearbeitung gestartet werden kann und ein vollständiges Bearbeiten auch von Flächen möglich ist, in denen die Vorrichtung im Bewegungsspielraum eingeschränkt ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit auch eine schnelle Bearbeitung der Fläche gewährleistet.
  • Eine erste Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass dem Verfahrensschritt a) folgende Verfahrensschritte vorhergehen:
    • – Absetzen der Vorrichtung innerhalb der umgrenzten Fläche
    • – Lineare Bewegung der Vorrichtung bis zum Auftreffen auf eine Flächenbegrenzung.
    • – Richtungsänderung derart, dass die Fahrtrichtung der Vorrichtung im wesentlichen rechtwinklig zur Flächenbegrenzung verläuft.
    • – Ausführen der Verfahrensschritte d) und e) bzw. i) und j).
  • Mit Hilfe dieser Verfahrensschritte ist es möglich, die Vorrichtung einfach irgendwo innerhalb der Flächenbegrenzung abzusetzen. Die Vorrichtung richtet sich dann nach dem Auftreffen auf eine Flächenbegrenzung an dieser aus, wendet und beginnt mit dem normalen Bearbeitungsablauf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist dem Verfahrensschritt a) der folgende Verfahrensschritt vorgeordnet:
    • – Absetzen der Vorrichtung mit einer zu der Flächenbegrenzung parallelen Fahrtrichtung.
  • Auf diese Weise kann vorherbestimmt werden, an welchen Flächenbegrenzungen sich die Vorrichtung ausrichtet. Die Vorrichtung kann beispielsweise unmittelbar neben der Flächenbegrenzung abgesetzt werden. Der Startpunkt, an welchem die Vorrichtung mit dem Bearbeiten beginnt ist auf diese Weise derart wählbar, dass ein optimales Abfahren und Bearbeiten des Flächenbereichs möglich ist.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens beträgt die Überlappung der zuvor abgefahrenen Bearbeitungsbahn in etwa ein Zehntel der Bürstenbreite. Es wird somit sichergestellt, dass alle Bereiche der Fläche vollständig bearbeitet werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
  • 1a eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Reinigung einer Fläche mit zwischen den Fronträdern angeordneter Bürste,
  • 1b eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß 1 mit in Fahrtrichtung vor den Fronträdern angeordneter Bürste,
  • 2a eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1a ,
  • 2b eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1b ,
  • 3a eine Frontansicht der Vorrichtung gemäß 1a,
  • 3b eine Frontansicht der Vorrichtung gemäß 1b ,
  • 4 eine Heckansicht der Vorrichtung,
  • 5 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Startposition für den Reinigungsvorgang,
  • 6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, beim Auftreffen auf eine Flächenbegrenzung,
  • 7. a) bis f) detaillierte schematische Darstellungen der Verfahrensschritte nach dem Auftreffen der Vorrichtung auf ein Hindernis oder eine Flächenbegrenzung,
  • 8 a) bis c) schematische Darstellungen des Reinigungsverlaufs der Vorrichtung,
  • 9 a) bis f) schematische Darstellungen der Reinigung von Grenzbereichen, die nicht rechtwinklig zur Fahrtrichtung der Vorrichtung angeordnet sind und
  • 10 a) bis d) eine schematische Darstellung der Vorrichtung in willkürlicher Position beim Suchen der Startposition zur Reinigung der Fläche.
  • In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
  • Eine solche Vorrichtung 10 umfasst gemäß 1a im Wesentlichen zwei lenkbare Fronträder 11a und 11b, ein lenkbares und angetriebenes Zentralrad 12, eine Bürstenwalze 13, Sensorleisten 14a, b, c, einen Modulschacht 15 (siehe 2a) sowie ein Gehäuse 16. Aufgrund der Lenkbarkeit der Fronträder 11a und 11b sowie des Zentralrads 12 lässt sich die Vorrichtung 10 um eine Hochachse h drehen, welche sich im Schwerpunkt S des von den Schwenkachsen a1,2,3 der Fronträder 11a, b (siehe 1a) sowie des Zentralrades 12 gebildeten Dreiecks befindet. Die Vorrichtung 10 hat aus diesem Grunde einen sehr kleinen Wendekreis.
  • Mit Hilfe der Bürstenwalze 13 werden gemäß 2a Schmutzpartikel in einen nicht dargestellten, im Modulschacht 15 angeordneten Auffangbehälter befördert. Der Auffangbehälter kann auf einfache Weise aus dem Modulschacht 15 entnommen und geleert werden. Mittels der Sensorleisten 14a, b und c, die mit nicht dargestellten optischen Sensoren bestückt sind, können in einem bestimmten Abstand zur Vorrichtung 10 Hindernisse bzw. Flächenbegrenzungen erkannt werden. In dem Modulschacht 15 ist außer dem Auffangbehälter auch eine aufladbare Batterie angeordnet, die ebenfalls nicht dargestellt ist.
  • In 2a ist die Anordnung der Bürstenwalze 13 der Vorrichtung 10 aus einer anderen Perspektive dargestellt. Beim Heranfahren der Fronträder 11a, b der Vorrichtung an eine Flächenbegrenzung, kann, wie aus 2 hervorgeht, die Bürste 13 den flächenbegrenzungsnahen Bereich vollständig reinigen.
  • Aus 3a wird deutlich, dass die Breite I1 der Bürste 13 und somit auch einer Reinigungsbahn 18 nahezu gleich der Breite 12 der gesamten Vorrichtung 10 ist. Zusätzlich zu der Bürstenwalze 13 kann die Vorrichtung 10 mit einer nahe der Bürstenwalze 13 angeordneten Saugvorrichtung versehen sein, welche die aufgewirbelten Schmutzpartikel absaugt und in den nicht dargestellten Auffangbehälter befördert.
  • Gemäß der 1b bis 3b kann die Bürstenwalze 13 auch in Fahrtrichtung vor den Fronträdern 11a, b angeordnet sein. Das hat den Vorteil, dass die Breite I1 der Bürstenwalze nicht durch den Abstand der Fronträder 11a, b beschränkt ist, sondern, wie in 3b dargestellt, ebenso breit wie die gesamte Vorrichtung oder auch breiter sein kann. Der Abstand der Mittelachse mB der Bürstenwalze 13 von der Mittelachse mF der Fronträder 11a, b beträgt dabei mindestens dem Durchmesser DB der Bürstenwalze 13 (siehe 2b). Insbesondere bei dem Durchfahren von Kurven treten auf diese Weise keine ungereinigten Bereiche auf.
  • Wie aus 4 hervorgeht, ist das Zentralrad 12 größer als die Fronträder 11a, b und weist auch eine größere Breite auf, um einen guten Bodenkontakt zu gewährleisten. Darüber hinaus lässt sich die Anordnung des Zentralrades 12 mittig der beiden Fronträder 11a und 11b erkennen. Der Durchmesser DF der Fronträder 11a, b ist gemäß 2b gleich dem Durchmesser DB der Bürstenwalze 13, er kann aber auch größer sein. Die Fronträder haben somit immer einen guten Bodenkontakt. Ein zu geringer Durchmesser der Fronträder 11a, b würde beispielsweise bei Teppichböden die Lenkbarkeit beeinträchtigen, da die Bürstenwalze 13 auf dem Teppichboden aufliegen könnte, wodurch der Bodenkontakt der Fronträder 11a, b verringert wird.
  • Das Reinigungsverfahren wird nun wie folgt durchgeführt:
    Gemäß 5 wird die Vorrichtung 10 in einem Eckbereich einer von den Wänden 17a, b, c und d begrenzten Bodenfläche B abgesetzt. Das Frontrad 11b befindet sich unmittelbar neben der Flächenbegrenzung 17a. Auf diese Weise lässt sich die Bewegungsrichtung der Vorrichtung 10 festlegen. Die Bodenfläche B wird streifenartig gereinigt, wobei sich die Vorrichtung 10 parallel zu den Flächenbegrenzungen 17a und 17c bewegt und an den Flächenbegrenzungen 17b und 17d jeweils „z-förmige" Wendungen durchführt.
  • Gemäß 6 bewegt sich die Vorrichtung 10 entlang der Flächenbegrenzung 17a, bis sie auf die Flächenbegrenzung 17b auftrifft. Dabei ergibt sich eine von der Breite der Bürstenwalze 13 vorgegebene Reinigungsbahn 18a. In 6 lässt sich erkennen, dass die Fronträder 11a und 11b und auch die dazwischen angeordnete Bürstenwalze 13 bis unmittelbar an die Flächenbegrenzung 17b heranbewegt werden können.
  • Das anschließende Wenden der Vorrichtung ist in den 7a bis 7f dargestellt. 7a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 6. In 7b bewegt sich die Vorrichtung 10 nach dem Auftreffen auf die Flächenbegrenzung 17b diagonal zurück in y-Richtung, wobei ein Bahnversatz durchgeführt wird. Nach dem Bahnversatz wird die Reinigungsbahn 18a um ein Zehntel der Breite I1 (siehe 2) der Bürstenwalze 13 überlappt. Anschließend bewegt sich die Vorrichtung 10, wie in 7c dargestellt, wieder in x-Richtung bis an die Flächenbegrenzung 17b heran.
  • Nach dem erneuten Auftreffen auf die Flächenbegrenzung 17b erfolgt eine Rückwärtsbewegung in y-Richtung gemäß 7d bis ein ausreichender Abstand zu der Flächenbegrenzung 17b vorhanden ist, um eine Drehung um die Hochachse gemäß 7e durchführen zu können. Im Anschluss an die Wendung stehen die Fronträder 11a und 11b der Vorrichtung 10 gemäß 7f in y-Richtung und die Reinigung einer weiteren Bahn 18b kann vollzogen werden. Die Vorrichtung 10 bewegt sich parallel zur Reinigungsbahn 18a in y-Richtung bis zum Auftreffen auf die Flächenbegrenzung 17d, wie in 8a dargestellt, wo die zuvor beschriebene Wendung erneut durchgeführt wird.
  • Es erfolgt eine diagonale Rückwärtsbewegung in x-Richtung mit einem Bahnversatz, wobei die Reinigungsbahn 18b von der neuen Reinigungsbahn 18c wiederum um ein Zehntel der Bürstenbreite I1 überlappt wird. Nach der Wendung ergibt sich für die Vorrichtung 10 die in 8b dargestellte Position. Auf diese Weise werden Reinigungsbahnen 18a bis 18d erzeugt, bis die gesamte Bodenfläche B gereinigt ist, wie in 8c dargestellt.
  • In den 9a bis 9f ist dargestellt, welche Reinigungsbahnen 18 sich bei Flächenbegrenzungen oder Hindernissen 20 ergeben, die nicht rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Vorrichtung 10 verlaufen. In diesem Fall entstehen die nicht gereinigten Zwickel-Bereiche 19, die ggf. in einem gesonderten Schritt gereinigt werden müssen.
  • Abweichend von 5 lässt sich die Vorrichtung 10a zu Beginn der Reinigung auch willkürlich auf der Bodenfläche B absetzen. In diesem Fall wird eine lineare Bewegung bis zum Auftreffen auf die Flächenbegrenzung 17a durchgeführt, wie in 10b dargestellt. An dieser Flächenbegrenzung 17a richtet sich die Vorrichtung gemäß 10c aus. Anschließend wird eine Wendung gemäß der 7a bis 7f vollzogen, woraufhin die Vorrichtung 10 in zu der Flächenbegrenzung 17a rechtwinkliger Fahrtrichtung z gemäß 10d mit der Reinigung beginnt. Die Vorrichtung 10 bewegt sich nun parallel zu den Flächenbegrenzungen 17b und 17d und wendet jeweils an den Flächenbegrenzungen 17a und 17c.
  • Bei diesem willkürlichen Absetzen der Vorrichtung 10 dauert der Reinigungsprozess länger, da die Vorrichtung 10 an einer zufälligen Position der Flächenbegrenzung 17a mit der Reinigung beginnt und zunächst einen Teilbereich B1 der Bodenfläche B reinigt. Der verbleibende Teilbereich B2 muss im Anschluss gereinigt werden, wobei dafür der bereits gereinigte Teilbereich B1 überfahren werden muss.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten einer Fläche mit einer im wesentlichen umlaufenden Flächenbegrenzung, insbesondere einer Boden-, Teppich-, Rasenfläche od. dgl., wobei die Vorrichtung mit wenigstens zwei Fronträdern und einem mit einem Schwenkantrieb sowie einem Fahrantrieb versehenen Zentralrad versehen ist, mit einer Einrichtung zum Bearbeiten der Fläche, mit einer automatischen Steuerungseinrichtung, mit Elementen zum Erfassen der Flächenbegrenzungen sowie mit einer Einrichtung zur Aufnahme der zurückgelegten Wegstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass die Fronträder (11 a, b) einen Schwenkantrieb aufweisen und dass die Vorrichtung (10) um eine in Schwerkraftrichtung weisende Hochachse (h) drehbar ist, die im Schwerpunkt (S) des von den drei Schwenkachsen (a1,2,3) der Räder (11a, b, 12) gebildeten Dreiecks angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13) zur Bearbeitung der Fläche (B) zwischen den beiden Fronträdern (11a, b) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13) zur Bearbeitung der Fläche (B) in Fahrtrichtung vor den Fronträdern (11a, b) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Staubsauger und die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche (B) als rotierende Bürste (13) zum Aufwirbeln von Schmutzpartikeln ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Bürstenachse von einer die Fronträder (11a, b) verbindenden Achse mindestens dem Bürstendurchmesser entspricht.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Fronträder (11a, b) mindestens dem Durchmesser der Bürste entspricht.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Staubsauger und die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche (B) als Saugeinrichtung ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche (B) als Kombination einer Saugeinrichtung und einer Bürste (13) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bearbeitung der Fläche (B) zumindest teilweise außerhalb der Kontur der Vorrichtung angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeraum (15) zum Aufnehmen der Schmutzpartikel vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zum Erfassen von Flächenbegrenzungen (14a, b, c) als mechanische Taster ausgebildet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (14a, b, c) zum Erfassen von Flächenbegrenzungen von elektronischen Abstandssensoren gebildet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fronträder (11a,b) mit Messelementen zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit versehen sind.
  14. Verfahren zum Bearbeiten einer Fläche mit einer im wesentlichen umlaufenden Flächenbegrenzung, insbesondere mit einer Vorrichtung zum Bearbeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Verfahrensschritte: a) Bearbeitung eines bahnförmigen Streifens bei linearer Bewegung der Vorrichtung in x-Richtung, bis zu einer Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen; b) Spurversatz durch Rückwärts-Seitwärtsfahrt in y-Richtung vorzugsweise im 45°-Winkel zu der vorherigen Bearbeitungsbahn, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist; c) Bewegung der Vorrichtung in x-Richtung, entlang des zuvor bearbeiteten bahnförmigen Streifens unter Überlappung desselben bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen; d) Bewegung in y-Richtung, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist; e) Drehung der Vorrichtung etwa um 180° um die Hochachse, sobald ausreichender Abstand zur Flächenbegrenzung vorhanden ist und bis Fronträder in y-Richtung weisen; f) Bewegung in y-Richtung entlang der zuvor bearbeiteten Bahn unter Überlappung derselben, bis zum Erreichen der gegenüberliegenden Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen; g) Spurversatz durch Rückwärts-Seitwärtsfahrt in x-Richtung, vorzugsweise im 45°-Winkel zu der vorherigen Bearbeitungsbahn, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist; h) Bewegung in y-Richtung, entlang des zuvor bearbeiteten bahnförmigen Streifens unter Überlappung desselben bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen; i) Bewegung in x-Richtung, wobei das Zentralrad in Fahrtrichtung weist; j) Drehung der Vorrichtung etwa um 180° um die Hochachse, sobald ausreichender Abstand zur Flächenbegrenzung vorhanden ist und bis Fronträder in x-Richtung weisen; k) Bewegung in x-Richtung entlang der zuvor bearbeiteten Bahn unter Überlappung derselben, bis zum Erreichen der Flächenbegrenzung, wobei die Fronträder in Fahrtrichtung weisen l) Mehrfaches Wiederholen der Verfahrensschritte c) bis l)
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verfahrensschritt a) folgende Verfahrensschritte vorhergehen: – Absetzen der Vorrichtung innerhalb der umgrenzten Fläche – Lineare Bewegung der Vorrichtung bis zum Auftreffen auf eine Flächenbegrenzung. – Richtungsänderung derart, dass die Fahrtrichtung der Vorrichtung im wesentlichen rechtwinklig zur Flächenbegrenzung verläuft. – Ausführen der Verfahrensschritte d) und e) bzw. i) und j).
  16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verfahrensschritt a) der folgende Verfahrensschritt vorhergeht: – Absetzen der Vorrichtung mit einer zu der Flächenbegrenzung parallelen Fahrtrichtung
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung unmittelbar neben der Flächenbegrenzung abgesetzt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erreichen eines Hindernisses innerhalb der umlaufenden Flächenbegrenzung die Verfahrensschritte c) bis f) bzw. h) bis k) durchgeführt werden.
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DE (1) DE10311299B3 (de)

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