DE2251271A1

DE2251271A1 - Bodenbearbeitungsgeraet

Info

Publication number: DE2251271A1
Application number: DE19722251271
Authority: DE
Inventors: Geb Daeufer Gerlind Feuerstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-19
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1974-05-02

Description

Bodenbearbeitungsgerät Die Erfindung betrifft ein sich selbst steuerndes Bodenbearbeitungsgerät, welches aus einem Antriebsaggregat, einem Geräteträger, dem eigentlichen Bearbeitungsgerät sowie einem Fahrwerk und einer Steuerung besteht0 Es ist bekannt, ein Bodenbearbeitungsgerät derart zu steuern, daß es die zu bearbeitende Fläche selbsttätig abfährt, Hierzu werden im Boden verlegte Leiteinrichtungen vorgesehen, welche von dem Gerät abgefahren werden, Ein solches Verfahren ist umständlich und auch nicht für alle Anwendungszwecke geeignete Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, ein Gerät zu schaffen, das unabhängig von im Boden verlegten Leiteinrichc.
tungen selbsttätig die zu bearbeitende Fläche abfährt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Fahrwerksteuerung vorgeschlagen, die aus einer vorgegebenen und/oder einer lernfähigen Programmsteuerung mit festen Unterprogrammen für ständig wiederkehrende Bewegungsabläufe besteht, Auch eine stochastisch entscheidende Hindernis-UmgehungsSteuerung, wobei die Steuerungs-Logik durch Annäherungs-Sensoren Umgebungs-Informationen aufnimmt, vervollständigen die Einsatzfähigkeit.
Die vorgegebene Weg-Programmsteuerung kann vorzugsweise ein Befl wegungsmuster aufweisen, das die ganze Fläche streifenweise, jedoch im Mittel wiederholungsfrei, abdeckt, Zweckmäßiger ist es jedoch, einen Programmspeicher vorzusehen, der ein einmal abgefahrenes Bewegungsprogramm reproduzierbar speichert. Dies kann über eine Zeit- und/oder Zählschaltung auf einem Magnetband geschehen. Hindernisse können durch eine stochastische Entscheidung über die Fortsetzung der Bewegung getroffen werden, wobei über Annaherungs-Sensoren eine sensierte Bewegungsfreiheit berücksichtigt wird. Ein vorgegebenes Grundprogramm kann für immer wiederkehrende Bewegungsfolgen unter Benutzung fester Unterprogramme ablaufen.
Ausführungsbeispiele mit weiteren Merkmalen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein Bodenbearbeitungsgerät in Se i tenans i cli t und Fig. 2 ein derartiges Gerät in Djnaursictit, Fig. 3 die Fahrwerksanordnung, Fig. 4 die Sensoranordnung, Fig. 5 einen programmierten und Fig. 6 einen stochastischen Bewegungsablauf, Fig. 7 a bis 7 c verschiedene Standard-dnterprogramme.
Das Antriebsaggregat 1 für ein auswecnselbares Arbeitsgerät 2 (z. B. Staubsauger oder Rasenmäher) ist auf dem Geräteträger 3 montiert, der mit dem Fahrwerk 4 ausgestattet ist.
Das Fahrwerk 4 (Fig. 3) ist ein Dreipunkt-Fahrwerk und besteht aus den beiden starr gelagerten ungetriebenen Rädern 5 , deren Starr-Achsen 6 geringfügig gegeneinander beschränkt sind und auf einem Drehschemel 7 angeordneten angetriebenen Rad 8 Front-Sensoren 9 und Seiten-Sensoren 10 erfassen Hindernisse und geben entsprechende Steuerimpulse an die Antriebssteuerung weiter. Zweckmäßig sind an den Geräteecken zwei zueinander annähernd senkrecht stehende unabhängige Abstands-Sensoren 11 vorhanden. Das Anordnungsprinzip der Sensoren zeigt Fig. 4 In Fig. 5 ist ein programmierter Bewegungsablauf prinzipiell dargestellt. Vom Startpunkt 12 aus bis zum Endpunkt 13 ist eine streifenförmige Bahn 14 innerhalb der Raumwände 15 festgelegt, welche die Möbel 16 berücksichtigt. Die Fig. 6 zeigt dagegen einen stochastischen Bewegungsablauf für einen anderen Raum, der mit der Braun'schen Bewegung der Moleküle vergleichbar ist.
Verschiedene Standard-Unterprogramme sollen die Fig. 7 a, b und c darstellen. Ein Bahnwechsel rechts ist in Fig. a schematisiert dargestellt. Er besteht aus folgenden Schritten: 1. Stop 2. 90 ° rechts drehen 3. Bahnversatz 4. 90 ° links drehen 5. Rückfahrt Fig. 7 b zeigt einen behinderten Bahnwechsel links. Die Einzelschritte sind folgende: 1. Stop 2. 90 ° links drehen 3. Hindernis stop 4. Drehen auf Ausgangslage 5. 90 0 rechts drehen 6. bis Hindernis stop 7. zurück um Bahnbreite 8. 90 ° links drehen 9. Rückfahrt Die Umgehung eines Hindernisses 17 rechts zeigt Fig. 7 c: 1. Stop 2. 90 ° rechts drehen 3. zurück bis s 1 4. zurück um Bahnbreite 5. 90 ° links drehen 6. bis s 2 7. 90 ° rechts drehen 8. vor um Versatz 9. zurück um Versatz und Bahn 10. 90 ° links drehen 11. bis s 3 12. 90 ° rechts drehen 13. vor um Versatz 14. 90 ° links. drehen.
Ein auf diese Weise gesteuertes Bodenbearbeitungsgerät läßt sich vielseitig einsetzen, ohne daß die zu bearbeitende Fläche besonders vorbereitet werden muß.

Claims

Patentans prüche

1. Bodenbearbeitungsgerät, sich selbst steuernd, bestehend aus einem Antriebsaggregat, Geräteträger, Bearbeitungsgerät» Fahrwerk und einer Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerksteuerung, welche die selbsttätige Bearbeitung einer vorgegebenen Fläche sicherstellt, aus einer vorgegeben nen und/oder einer lernfähigen Programmsteuerung mit festen Unterprogrammen für ständig wiederkehrende Bewegungsabläufe und/oder einer stochastisch entscheidenden Hindernis-Umgehungs-Steuerung besteht, wobei die Steuerungs-Logik durch Annäherungs-Sensoren Umgebungs-Informationen aufnimmt 2.

Bodenbearbeitungsgerät nach Ansp-ruch 1, gekennzeichnet durch eine vorgegebene WegProgrammsteuerung mit einem regelmäßig die ganze Fläche streifenweise, jedoch im Mittel wiederholungsfrei, überdeckenden Bewegungsmuster.

30 Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Programmspeicher, der ein der jeweiligen unveränderlichen Raumform angepaßtes einmal abgefahrenes Bewegungsprogramm reproduzierbar speichert0

4. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsprogramm, ausgehend von einem Bezugspunkt und einer Anfangsstellung, über eine Zeit-und/oder Zählschaltung auf einem Magnetband registriert wird.

5. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Hindernisses eine stochastische Entscheidung über die Fortsetzung der Bewegung getroffen und dabei die sensierte Bewegungsfreiheit berUckZ sichtigt wird.

6. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebenes Grundprogramm durch ein Lernprogramm systematisch ergänzt wird, unter Benutzung fester Unterprogramme abläuft und durch auftretende, sensierte, feste Hindernisse stoctlastlsch abgewandelt wird.

70 Programmsteuerung für ein Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis E, dadurch gekennzeictmet, daß die Verarbeitung der sensierten Umgebungs-Informationen elektronisc@ oder luft-fluidise-l erfolgt, wobei die Energie für letztere aus dem Kühlluftstrom des Antriebsrnotors abgezweigt wird.

8. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , daß für folgende Hewegungen eine einmal festgelegte Folge von Ausgangssignalen aus dem Programmgeber an das Steuerungswerk erge'lt: - 90 ° rechtsdre@end (1. Ordnung) - 90 ° linksdrehend (1. Ordnung) - reversieren (1. Ordnung) - linke Ecke (2. Ordnung) - rechte Ecke (2. Ordnung) - Ausrichten gegen Front oder Rückwand (3'. Ordnung) r Ausrichten gegen Seitenwand (3. Ordnung) - Umgehen eines begrenzten frontalen Hindernisses (4. Ordnung)

9. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Annaherungs-Sensoren (9, 10) an und für sich bekannte elektro-mechanische Schalter oder Luftfluidische Elemente eingesetzt werden, wobei die Energie für letztere aus dem Kühlluftstrom des Antriebsmotors abgezweigt wird,

10. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 92 gekennzeichnet durcil die Anordnung der Sensoren derart, daß in den normalen Fortbewegungsrichtungen Hindernisse über die gesamte Gerätebreite erfaßt werden und zwei an den Geräte-Ecken zueinander annähernd senkrecht stellende unabhängige Abstands-Sensoren (11) vornanden sind.

11. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Anordnung von Sensoren am angetriebenen Rad und am Drehschemel, damit sowohl zurückgelegter Weg als auch die Stellung des Drehschemels (7) zur Normalen durch eine Zählschaltung ausgewertet werden kann0

12. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die für den Betrieb der Arbeitsgeräte erforderliche Energie durch leicht lösbare Kupplungen von den auf dem Geräteträger (3) befindlichen Energiequellen auf die Arbeitsgeräte übertragen wird,

13. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Geräteträger (3) befindliche Antriebsaggregat (1) aus Elektromotor und leicht auswechselbarem elektrischen Akkumulator besteht,

14. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (1) aus gasbetriebenem Verbrennungsmotor und leicht auswechselbarem Gasbehälter besteht.

15. Bodenbearbeitungsgerät nach Anspruch 14, dadurch. gekennzeichnet, daß als Treibgas Propan oder Erdgas verwendet wird0

16. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlluftgebläse für den Antriebs~ motor gleichzeitig zur Erzeugung des zum Betrieb verschiedener Arbeitsgeräte erforderlichen Saugluftstromes dient.

17. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein an und für sich bekanntes Dreipunkt-Fahrwerk (4), bestehend aus zwei sich um starre Achsen (6) frei drenenden Rädern (5) und einem lenkbaren und angetriebenen Rad (8), verwendet wird und, daß je frei drellendes Rad eine unabhängig betätigbare Feststellbremse vorhanden ist,

18. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Starr-Achsen (6) geringfügig gegeneinander geschränkt sind.

19. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Rad (8) auf einem um mindestens 360 ° schwenkbaren Drehschemel (7) angeordnet ist, der wenigstens vier durch folgende Bedienungen gekennzeiohnete feste VorzugsJWinkelstellungen einnehmen kann, 1. Vorzugswinkelstellung = 0 ° Vorwärtsfahrt 2. Vorzugswinkelstellung P 180 O Rtlckwärtsfahrt 3. Vorzugswinkelstellung . + arc tg a/b Drehung nach rechts um A 4. Vorzugswinkelstellung = - arc tg a/b Drehung nach links tim B darüberhinaus aber in jeder abzählbaren Zwischenstellung arretiert werden kann.

20. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ubertragung der Arbeitsenergie auf das angetriebene Rad in der ubertragungsleitung eine Rutschkupplung angeordnet ist, die auf ein Ubertragungsmoment von ca. 2,5 MN eingestellt ist und im Falle des Durchrutschens ein in der Steuerungslogik auswertbares Signal liefert.

21. Bodenbearbeitungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an den Geräteträger (3) wahlweise an sich bekannte Arbeitsgeräte (2) angesetzt werden können.