DE2346582A1

DE2346582A1 - Window-cleaning robot controlled by mini-computer - has mechanical cleaning mechanism and position monitoring mechanism defining range of movement

Info

Publication number: DE2346582A1
Application number: DE19732346582
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Phys Dr Ing Schief
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1973-09-15
Filing date: 1973-09-15
Publication date: 1975-03-27

Abstract

The window cleaning robot comprises the standard mechanical mechanism with multi-sectioned arms, sponge, spray nozzles etc. and a sensing mechanism with optical or mechanical scanners which detect the dimensions and position of the window and whether or not it is shut and feed this information into the mini-computer which then produces a suitable path of motion for the arm of the robot. Further sensors can be provided to ensure that the window is not exposed to undue pressure during cleaning. A positioning device can move the robot into a suitable position in front of the window to be cleaned although a precise positioning of the robot on the window frame is not necessary.

Description

Window cleaning robot

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, die automatisch Fenster, vorwiegend vom außen, reinigt. Sie stellt im Sinne des Sprachgebrauchs der Fertigungstechnik einen Roboter dar, der weitgehend ohne Mitwirkung des Menschen arbeitet.The present invention relates to a device which automatically cleans windows, predominantly from the outside. she represents a robot in the sense of the linguistic usage of the manufacturing technology, which largely without the participation of the People works.

Industrieroboter, auch technische Handhabungssysteme genannt, sind im Bereich der Teilsfertigung und Montage sowie in Schweiß- und Lackieranlagen im Einsatz. Sie haben die Aufgabe, den Menschen von gefährlicher, anstrengender, monotoner oder gesundheitsschädlicher Arbeit zu entlasten. Sie dienen der Zufuhr von Werkstücken zu Bearbeitungsmaschinen und der anschließenden Entnahme oder zur Führung eines Werkzeuges, beispielsweise einer Schweißelektrode, einer Schleifmaschine oder einer Lackierdüse, entlang eines meist größeren Werkstückes.Industrial robots, also called technical handling systems, are used in the field of part production and assembly as well as in Welding and painting systems in use. You have the task of keeping people from dangerous, strenuous, monotonous or to relieve unhealthy work. They are used to feed workpieces to processing machines and the subsequent removal or for guiding a tool, for example a welding electrode, a grinding machine or a painting nozzle, along a mostly larger workpiece.

Roboter besitzen einen in mehreren Freiheitsgraden beweglichen und im Bewegungsablauf frei programmierbaren Arm, der eine Greifvorrichtung oder Aufnahmeeinrichtungen für Werkzeuge der verschiedensten Art besitzt. Die Bewegungen des Roboters werden durch Binen Kleinrechner gesteuert, der Eingangssignale von optischen, mechanischen, akustischen ader sonstigen Sensaren erhält. Im Gegensatz zu Werkzeugmaschinen besitzen somit Roboter Bine große Anpassungsfähigkeit an ihre Umgebung; die Bewegung ihrer Arme ist nicht auf gerade Bahnen in wenigen l/orzugsrichtungen beschränkt.Robots have an arm that can be moved in several degrees of freedom and freely programmable in the sequence of movements, which is a gripping device or holding devices for tools of various types. The movements of the robot will be Controlled by a small computer, the input signals from optical, mechanical, acoustic and other sensors receives. In contrast to machine tools, robots have great adaptability to their environment; the movement her arms are not on straight paths in a few preferred directions limited.

Beim Einsatz von Robotern zur Reinigung von Fenstern entfällt daher die Notwendigkeit, den Roboter durch am Gebäude angebrachte Schienen oder durch Führung am Fensterrahmen genau zu positionieren. Die beschriebene Flexibilität ermöglicht beispielsweise, den Roboter auf einem Kraftfahrzeug mit einem beweglichen Träger zu befestigen oder von einem Ort aus mehrere Fenster unter verschiedenen Richtungen zu erreichen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, mit einem auf einem Fahrzeug transportablen Roboter die Fenster verschiedener Gebäude zu reinigen.When robots are used to clean windows, there is no need for the robot to be attached to the building Rails or to be precisely positioned by guiding on the window frame. The flexibility described enables for example, to mount the robot on a motor vehicle with a movable carrier or several from one location Access to windows under different directions. This makes it possible, for example, to use one on a vehicle transportable robot to clean the windows of various buildings.

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In der US-Patentschrift 3,218,663 uird eine automatische Wascheinrichtung für Fenster beschrieben, die starr an den Fensterrahmen angeklemmt werden muß und nach einem starren Bewegungsprogramm die Reinigung durchführt. Diese Einrichtung besitzt somit keine der einen Roboter auszeichnenden Eigenschaften. Das gleiche gilt für die automatische FensteruiasGheinrichtung, die in der englischen Patentschrift 1,131,7^2 beschrieben ist; bei ihr wird ein Gestell in verschiedenen Lagen vor dem Fenster positioniert und die Reinigungsbewegung in festgelegten horizontalen Bewegungen durchgeführt.In U.S. Patent 3,218,663 an automatic Washing device for windows described, which must be rigidly clamped to the window frame and after a rigid Exercise program that performs cleaning. This facility therefore does not have any of the features that characterize a robot Properties. The same applies to the automatic window device, that is described in English patent specification 1,131,7 ^ 2; with her there is a frame in different positions Positioned in front of the window and the cleaning movement set in horizontal movements carried out.

Roboter zur Fensterreinigung werden vorwiegend bei Büro- oder Geschäftsgebäuden mit großen GlasflMchen oder bei Schaufenstern zum Einsatz kommen. Sie befreien dabei den Menschen von gefährlicher, anstrengender, monotoner und iditterungseinflüSBen ausgesetzter Arbeit.Robots for window cleaning are mainly used in office or Commercial buildings with large glass areas or shop windows come into use. You free people from dangerous, more strenuous, monotonous and exposed to the influences of dithering Job.

Roboter zur Fensterreinigung bestehen erfindungsgemäß aus einer mechanischen Einrichtung, einer sensarischen Einrichtung und einem Kleinrechner, der ihre Bewegungen kontrolliert. Die mechanische Einrichtung besitzt, wie bei Industrierobotern üblich, einen in mehreren Koordinaten beweglichen, mehrgliedrigen Arm, der in mehreren Arbeitsgängen Spritzdüsen für Waschlauge oder Lösungsmittel, einen rotierenden Schwamm, eine Abstreifvorrichtung, ähnlich einem Kfz-Scheibenwischer, eine Trockeneinrichtung und/oder eine PolierBlnrichtung über das zu reinigende Fenster führt. Die sensorische Einrichtung, bestehend z.B. aus optischen oder mechanischen Fühlern, erfaßt die Begrenzung des Fensters und gibt die Eingangsgrößen für einen Kleinrechner ab, der ein geeignetes Bewegungsmuster für den Arm des Roboters erzeugt. Dabei kann dem Kleinrechner die häufig einheitliche Größe der Fenster als Vorinformation eingegeben werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine sensarische Einrichtung am Arm selbst anzubringen. Weitere Sensoren, z.B. Kraftmesser, oder ein nachgiebig ausgebildetes Teilstück des Armes, sorgen dafür, daß das Fenster bei der Reinigung keinen unzulässig großen Kräften ausgesetzt wird.According to the invention, robots for window cleaning consist of one mechanical device, a sensory device and a small computer that controls their movements. The mechanical As is usual with industrial robots, the device has a multi-link arm that can be moved in several coordinates, the spray nozzles for washing lye or solvent, a rotating sponge, a wiper device, Similar to a car windshield wiper, a drying device and / or a polishing device over the material to be cleaned Window leads. The sensory device, consisting e.g. of optical or mechanical sensors, detects the limitation of the Window and outputs the input variables for a small computer, which generates a suitable movement pattern for the arm of the robot. The often uniform size of the window can be entered into the small computer as preliminary information. One It is possible to attach a sensory device to the arm itself. Other sensors, e.g. force gauge, or a resilient part of the arm, ensure that the window is not inadmissibly large when cleaning Forces is exposed.

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Die genannten oder andere Sensoren stellen zuaStzlich fest, ob das zu reinigende Fenster geschlossen ist.The mentioned or other sensors also determine whether the window to be cleaned is closed.

Der Robotßr wird durch eine Positioniereinrichtung in eine passende Lage vor dem zu reinigendan Fenster gebracht und dort während des Reinigungsvorganges festgehalten. Durch die beschriebenen Eigenschaften eines Roboters ist eine genaue Positionierung entbehrlich. Diese Positioniereinrichtung kann auf fest an der Außenseite von Gebäuden angebrachten Führungsschienen laufen; in diesem Fall ist es möglich, von einer Position des Roboters aus verschiedene umliegende Fenster unter verschiedenen Winkeln zu erreichen. Die Positionierung des Roboters kann aber auch auf einem ausfahrbaren beweglichen TrSger erfolgen, der auf einem Fahrzeug angebracht ist; mit einer solchen Einrichtung ist eine fortlaufende Nutzung der Anlage möglich, so daß Totzeiten von teuren Investitionen vermieden werden.The Robotßr is by a positioning device in a Appropriate location in front of the window to be cleaned and there held during the cleaning process. Due to the described properties of a robot, precise positioning is possible dispensable. This positioning device can run on guide rails permanently attached to the outside of buildings; in this case it is possible from one position of the robot to see different surrounding windows at different angles to reach. The positioning of the robot can also take place on an extendable movable carrier that is on mounted on a vehicle; With such a device, continuous use of the system is possible, so that dead times be avoided by expensive investments.

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Claims

PatentansprücheClaims

1.)Roboter mit einem in mehreren Koordinatenrichtungen beweglichen Arm und mit sensorischen Einrichtungen,1.) Robot with one in several coordinate directions movable arm and with sensory devices,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Bewegungsmusters für den Arm, der Spritzdüsen, Schwämme, eine Wasserabstreifvorrichtung, eine Trockeneinrichtung und/oder eine Poliereinrichtung trägt, ein Kleinrechner vorgesehen ist, der seine Eingangsgrößen von den sensorischen Einrichtungen in Form von mechanischen und/oder optischen Sensoren zur Erfassung der Begrenzungen und der Lage des Fensters erhält, welche Sensoren zugleich feststellen, ob das Fenster geschlossen ist.characterized in that to generate a movement pattern for the arm, the spray nozzles, sponges, a water wiping device, a drying device and / or a polishing device carries, a small computer is provided which its input variables from the sensory devices in the form of mechanical and / or optical sensors to detect the boundaries and the position of the window, which sensors determine at the same time whether the window is closed.

2, Roboter nach Anspruch 1,2, robot according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Sensoren am beweglichen Arm angebracht sind.that the sensors are attached to the movable arm.

3. Roboter nach den Ansprüchen 1 und 2,3. Robot according to claims 1 and 2,

dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren und/oder nachgiebig ausgebildete Teile des Armes vorgesehen sind, die den zulässigen Arbeitsdruck auf das zu reinigende Fenster kontrollieren.characterized in that sensors and / or resilient parts of the Armes are provided that control the permissible working pressure on the window to be cleaned.

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4. Robot according to claims 1 to 3 »

characterized , that a positioning device is provided for the purpose of pre-positioning the robot, which is attached to buildings Rails runs or is designed as an extendable and movable carrier on a vehicle.

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