DE19633336A1 - Reinigungsroboter mit wahlweise automatischer oder manueller Lenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstfahrenden Reinigungsroboter mit wahlweise automatischer oder manueller Lenkung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Selbstfahrende Reinigungsroboter, die auch als autonome Reini­ gungsmaschinen bezeichnet werden, sind mit Sensoren und Steue­ rungen versehen, die es ihnen ermöglichen, ohne menschlichen Eingriff Räume eines Gebäudes unter Umgehung von Hindernissen abzufahren und dabei eine gewünschte Reinigungsfunktion aus zu­ führen. Beim autonomen Fahren des Reinigungsroboters wird der Antrieb und die Lenkstellung der Räder durch die Steuerungen autonomisch gesteuert. Um die Flexibilität der Einsatzweise des Reinigungsroboters zu erhöhen, ist auch die Möglichkeit vor­ gesehen, daß eine Bedienungsperson die Lenkung des Reinigungs­ roboters übernimmt, beispielsweise in Raumbereichen, in denen Hindernisse sehr kompliziert stehen. Die Bedienungsperson geht dabei hinter dem angetriebenen Reinigungsroboter her und greift an einem Lenkergriff an und verschwenkt ihn, um die Soll-Signale für die Lenkung des Reinigungsroboters zu erzeugen. Ein derarti­ ger Lenker weist einen Lenkhebel auf, der in Fahrtrichtung hin­ ten aus dem Gehäuse des Reinigungsroboters hinausragt und an dem hinausragendem Ende den Lenkergriff trägt. Mit seinem gegenüber­ liegenden Ende ist der Lenkhebel in einer Lagerung im Gehäuse des Reinigungsroboters schwenkbar in einer Ebene parallel zur Fahrebene gelagert. Die Bedienungsperson steuert durch Einstel­ len der Stellung des Lenkhebels zur Längsachse des Reinigungs­ roboters die Lenkstellung der gelenkten Räder.

Im Hinblick auf eine ergonomisch günstige Gestaltung ist es wünschenswert, daß der Lenkergriff in einigem Abstand hinter dem in Fahrtrichtung hinten liegenden Ende des Reinigungsroboters liegt, damit die Bedienungsperson bequem hinter dem selbstfah­ renden Reinigungsroboter hergehen und dabei den Lenkergriff gefaßt halten kann, ohne dabei beim Gehen an das Gehäuse des Reinigungsroboters anzustoßen oder dadurch behindert zu werden. Der Lenkergriff dient einerseits zum Lenken des Reinigungsrobot­ ers, weist darüber hinaus aber auch in einem Bedienungsfeld Steuerschalter für weitere Funktionen des Reinigungsroboters auf.

Beim automatischen Betrieb des Reinigungsroboters steuert dieser mit Hilfe von Sensoren und Steuerungsprogrammen seinen Antrieb selbständig. Bei diesem sogenannten autonomen Fahren behindert der hinten über dem Reinigungsroboter hinausragende Lenker die Manövrierfähigkeit des Reinigungsroboters, da er bei engen Kur­ venfahrten ausschwenkt und so an Hindernissen anstoßen kann. Da Reinigungsroboter zum Fahren sehr enger Kurven, im Extremfall zum Drehen auf der Stelle, ausgelegt sein müssen, ist der Schwenkbereich des Lenkers beim autonomen Fahren sehr nachtei­ lig.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reinigungsro­ boter für wahlweise automatische oder manuelle Lenkung so aus­ zubilden, daß einerseits eine ergonomisch günstige Bedienbarkeit beim manuellen Lenken erreicht wird und andererseits eine mög­ lichst gute Manövrierfähigkeit bei automatischer Lenkung ermög­ licht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen aufgeführt.

Der Reinigungsroboter hat einen Lenker, der in seiner Arbeits­ position für manuelles Lenken soweit hinten übersteht, daß eine Bedienungsperson den Lenkergriff gut greifen und bequem hinter dem Reinigungsroboter hergehen kann. Weiterhin ist der Lenkhebel aus seiner Stellung für manuelles Lenken lösbar, und eine in Längsrichtung des Reinigungsroboters verlaufende Führung vor­ gesehen, in die der Lenkhebel nach Lösung aus seiner Lagerung am Drehpunkt einschiebbar ist und in einer Ruheposition für automa­ tisches Lenken arretierbar ist. In der Ruheposition liegt der Lenkerhebel mit den an seinem hinteren Ende liegenden Lenker­ griff näher am Fahrwerk als in der Arbeitsstellung für manuelles Lenken, so daß der Schwenkbereich des Lenkers beim automatischen Fahren vermindert ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Lenkhebel und Lenkergriff in der Ruheposition für auto­ matisches Lenken soweit in oder so nahe an das Heck des Reini­ gungsroboters eingezogen, daß der Lenker bei maximaler Kurven­ fahrt des Reinigungsroboters vollständig innerhalb des Schwenk­ bereichs des Hecks des Reinigungsroboters liegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels in den Zeichnungen näher beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht des Reinigungsroboters zeigt;

Fig. 2 eine Teilansicht des Reinigungsroboters im Bereich des Lenkers in dessen Arbeitsposition für manuelles Lenken zeigt;

Fig. 3 die Teilansicht wie in Fig. 2, aber mit dem Lenker in Ruhestellung für automatisches Lenken zeigt; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 2 im Bereich des Lenkhebels zeigt.

Fig. 1 zeigt den Reinigungsroboter in schematischer Gesamtan­ sicht. Der Reinigungsroboter hat ein Fahrwerk mit zwei Achsen für Vorder- und Hinterräder 1 und 2 und eine Lenkung, die einen Lenkhebel 10 aufweist, der von dem in Fahrtrichtung hinten lie­ genden Ende des Gehäuses 4 des Reinigungsroboters hervorsteht, wenn er in der dargestellten Arbeitsstellung für manuelles Len­ ken ist. Der Lenkerhebel 10 trägt an seinem hinten liegenden Ende einen Lenkergriff 20, den eine Bedienungsperson fassen kann, um die Lenkstellung der gelenkten Räder des Reinigungs­ roboters durch Schwenken des Lenkhebels 10 zu steuern. Der Len­ kergriff 20 ragt soweit vom hinteren Ende des Reinigungsroboters hervor, daß die Bedienungsperson den Lenker bequem greifen und hinter dem Reinigungsroboter hinterhergehen kann, ohne beim Gehen an das Gehäuse 4 im Bereich des Hecks des Reinigungsrobo­ ters und dem Saugfuß 5 anzustoßen oder dadurch behindert zu werden.

Fig. 2 zeigt eine Teilansicht des Reinigungsroboters aus Fig. 1, die im Bereich des Lenkhebels 10 teilweise geschnitten ist. Der Lenkhebel 10 ist durch ein U-förmiges Führungsteil 30 ge­ führt, das mit einem darunter liegenden Zahnkranz 43 durch Stif­ te 42 verbunden ist, die in entsprechende Bohrungen 44 (vgl. Fig. 4) im Zahnkranz 40 eingreifen und so für eine drehfeste Verbindung zwischen Führungsteil 30 und Zahnkranz 40 sorgen. Der Zahnkranz 40 ist schwenkbar im Gehäuse des Reinigungsroboters gelagert und schenkt mit dem Führungsteil 30 und dem Lenkhebel 10 mit jeder Lenkbewegung. Der Zahnkranz 40 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 44, das mit einem Potentiometer 46 gekoppelt ist, um ein der Lenkstellung des Lenkhebels 10 entsprechendes elektrisches Signal zu liefern, das an eine Steuerung für die Lenkstellung der Lenkräder weitergegeben wird. Die Art des Fahr­ werks und die Art seiner Steuerung zur Lenkung ist hier nicht von Bedeutung, es kann sich um ein drei- oder vierrädriges Fahr­ zeug handeln, bei dem einzelne oder alle Räder gelenkt werden oder eine Lenkung nach dem Prinzip der Differenzgeschwindigkeit (Panzerlenkung) eingesetzt wird.

In dem Reinigungsroboter sind Steuereinrichtungen und damit verbundene Sensoren vorhanden, die einen autonomen oder manuel­ len Betrieb erlauben. Soll der Reinigungsroboter im autonomen Betrieb eingesetzt werden, wird seine Einrastung in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Arbeitsstellung gelöst und der Lenkhebel 10 in eine in Längsrichtung des Reinigungsroboters 10 darin vorgesehene Führung eingeschoben. Die Führung ist als Linearführung 50 ausgebildet und mit Wälzlägern 52 versehen (vgl. Fig. 4).

Nach Einschieben des Lenkhebels 10 in die Führung im Gehäusein­ neren des Reinigungsroboters erreicht der Lenkhebels die in Fig. 3 dargestellte Ruhestellung für automatisches Lenken, in der er arretiert wird. In dieser Ruhestellung liegt der Lenker­ griff 20 an der Rückseite des Gehäuses 4 des Reinigungsroboters an. In alternativen Ausführungsformen könnten auch Ausnehmungen in dem Gehäuse 4 vorgesehen sein, so daß Lenkhebel und Lenker­ griff 20 vollständig in das Gehäuseinnere geschoben werden könn­ ten. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Lenker­ griff 20 jedoch mit einer Bedienungseinheit mit einem Bedie­ nungsfeld auf der Oberseite versehen, auf den durch Eintasten Funktionen des Reinigungsroboters gesteuert werden können. Auf­ grund der Größe der Bedienungseinheit wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Lenkergriff 20 mit seiner Bedienungsein­ heit nur bis in Anlage an die Rückwand des Gehäuses 4 des Reini­ gungsroboters gebracht, und es ist nicht vorgesehen, daß er vollständig in das Gehäuseinnere einschiebbar ist.

Durch Einschieben des Lenkhebels 10 in die in Fig. 3 darge­ stellte Ruheposition für automatisches Fahren wird der Lenker­ griff näher an das Fahrwerk des Reinigungsroboters gebracht, wodurch kein Schwenken von Lenkhebel 10 und Lenkergriff 20 bei Kurvenfahrten möglich ist. Dadurch kann der Reinigungsroboter beim automatischen Fahren besser manövrieren, ohne Gefahr zu laufen, daß der ausschwenkende Lenkergriff an Hindernisse stößt.

In der Führung ist ein Schalter vorgesehen, der bei Erreichen der Ruheposition durch den Lenkhebel betätigt wird und den Be­ triebsmodus automatisches Fahren freigibt. Sobald der Lenker aus seiner Ruheposition herausgezogen wird, unterbricht der Schalter den automatischen Betriebsmodus.

Claims (5)

1. Selbstfahrender Reinigungsroboter mit wahlweise automati­ scher oder manueller Lenkung, wobei die manuelle Lenkung mittels eines Lenkers erfolgt, der einen Lenkhebel (10) aufweist, welcher in einer Arbeitsposition für manuelles Lenken mit einem Ende über das in Fahrtrichtung hinten lie­ gende Ende des Gehäuses (4) Reinigungsroboters hinausragt und an dem hinausragenden Ende einen Lenkergriff (20) trägt und mit seinem gegenüberliegenden Ende in einer Lagerung mit einem im Reinigungsroboter liegenden Drehpunkt schwenkbar in einer Ebene parallel zur Fahrebene gelagert ist und welcher mit Wandlereinrichtungen (40, 46) gekoppelt ist, die für die Winkelstellung des Lenkhebels bezüglich der Längsachse des Reinigungsroboters charakteristische Signale zur Steuerung der Lenkstellung der gelenkten Räder des Reinigungsroboters liefern, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkhebel (10) aus seiner Lage für manuelles Lenken lösbar ist und in eine in Längsrichtung des Reinigungsroboters verlaufende Führung (50, 52) einschiebbar und in einer Ruheposition für automa­ tisches Lenken arretierbar ist, in der der Lenkergriff (20) näher an den Rädern (1, 2) des Reinigungsroboters liegt als in der Arbeitsstellung für manuelles Lenken.

2. Reinigungsroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkhebel (10) und Lenkergriff (20) in der Ruheposi­ tion für automatisches Lenken soweit in oder so nahe an das Gehäuse (4) am Heck des Reinigungsroboters eingezogen liegt, daß der Lenker bei maximaler Kurvenfahrt des Reinigungsrobo­ ters vollständig innerhalb des Schwenkbereichs des Hecks des Reinigungsroboters liegt.

3. Reinigungsroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lenkergriff (20) ein Bedienungsfeld integriert ist, an dem verschiedene Funktio­ nen des Reinigungsroboters eingestellt werden können.

4. Reinigungsroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse des Reinigungsrobo­ ters ein Schalter vorgesehen ist, der bei Bewegung des Lenk­ hebels aus der Ruheposition für automatisches Lenken ausge­ löst wird und ein Signal an Steuereinheiten des Reinigungs­ roboters abgibt, um den Betriebsmodus automatisches Lenken zu beenden.

5. Reinigungsroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkhebel (10) in seiner Arbeitsposition für manuelles Lenken im Bereich des Dreh­ punkts mit einem Zahnkranz (40) ineinandergreift, der wie­ derum über ein Zahnrad (44) mit einem Potentiometer (46) verbunden ist, um ein der Schwenkstellung des Lenkhebels (10) zur Längsachse entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen.