DE4323332A1 - Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare Arbeitsgeräte - Google Patents
Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare ArbeitsgeräteInfo
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- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrroboter für
über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare Arbeitsgerä
te, vorzugsweise für Fußbodenreinigungsvorrichtungen,
wie Staubsauger und dergleichen, die auf einer aus einem
Traggestell mit Lenk- und Laufrollen und einer Antriebs
einrichtung gebildeten Bewegungseinheit angeordnet sind.
Geräte zur Fußbodenreinigung in geschlossenen Räumen,
beispielsweise zur Anwendung im Haushalt, in Büroräumen,
Hotels und ähnlichen Einrichtungen werden üblicherweise
von Hand über die zu reinigende Fläche bewegt. Der Zeit
aufwand und die Arbeitsintensität bei solcherart durchge
führten Reinigungs- und Fußbodenpflegearbeiten sind
außerordentlich hoch.
Daneben sind Reinigungsgeräte, wie Kehrmaschinen, Staub
sauger, Schrubbmaschinen und dgl., mit einem mit dem
Boden in Eingriff stehenden Reinigungswerkzeug, das
zwischen vorderen und hinteren, an einem Maschinenrahmen
oder Traggestell gehalterten Sätzen von Laufrollen ange
bracht ist, bekannt, wobei ein Satz der Laufrollen ange
trieben und die Reinigungsmaschine vom Benutzer über
um eine vertikale Achse schwenkbare hintere Laufrollen
führbar ist.
Auch zum Betreiben dieser motorgetriebenen Vorrichtungen
ist mithin eine Bedienungsperson erforderlich, so daß
der Arbeitsaufwand zwar verringert, der Zeitaufwand
jedoch unverändert hoch ist.
Des weiteren werden fahrbare, sehr große Reinigungsma
schinen mit angetriebenen Laufrollen beschrieben, bei
denen die Laufrollen durch eine auf der Reinigungsmaschi
ne mitfahrende Bedienungsperson um eine vertikale Achse
gedreht werden, um auf diese Weise die Bewegungsrichtung
der Maschine zu steuern. Abgesehen davon, daß derartige
Vorrichtungen nur im Freien und für große Flächen ein
setzbar sind, ist neben dem hohen technischen Aufwand
auch hier die ständige Bedienung durch einen Menschen
erforderlich.
Daneben werden in vielen Industriezweigen selbsttätig
arbeitende Maschinen, insbesondere Roboter, eingesetzt,
um wiederholbare Aufgaben, Arbeiten in gefährlicher
Umgebung oder Arbeiten mit hohen Genauigkeitsanforderun
gen, die manuell nicht erreichbar sind, auszuführen.
Solche an sich bereits bekannten Roboter und Handhabungs
geräte werden jedoch immer in feststehenden Positionen
verwendet bzw. sind bestenfalls an Führungen gelagert,
die begrenzte Bewegungen zwischen gegebenen Stellungen
erlauben.
Schließlich sind bereits selbstfahrende Transportwagen
bekannt geworden, die selbsttätig einer Anzahl von Spuren
oder Gleisen folgen können, die entlang der zu befahren
den Bahn festgelegt sind, und die so programmiert werden
und somit unabhängig entscheiden können, welcher Spur
oder welchem Gleis sie - in Abhängigkeit von der zu
erfüllenden Aufgabe - folgen sollen. Eine derartige
Spur, die aus einem unter dem Boden verlegten Draht
oder auf dem Boden aufgezeichneten Linie besteht, die
von dem Transportwagen optisch festgestellt, erfühlt
oder anderweitig detektiert wird, ist zur Anwendung
in Wohnungen, Büros und dgl. aufgrund des technischen
Aufwandes oder rein optisch schwerlich realisierbar,
zumal die Anordnung auf dem Fußboden aufgestellter Gegen
stände geändert werden und in diesem Fall der Transport
wagen ohnehin nicht mehr der im Boden verlegten Spur
folgen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahr
bare Arbeitsgeräte, wie Fußbodenreinigungsmaschinen
und dgl. zu schaffen, der die Fußbodenreinigungs- und
pflegearbeiten im Haushalt, in Büros und ähnlichen
Einrichtungen erleichtert und automatisiert und zudem
technisch nicht aufwendig ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Fahrroboter
gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung geht somit von einem mit Lauf- und Lenkrol
len versehenen Traggestell mit auf diesem angeordneten
Arbeitsgerät aus, das mit einem durch einen Antriebsmotor
drehbaren und einen Lenkmotor schwenkbaren Antriebsorgan,
beispielsweise einem Antriebsrad, versehen ist, dem
zur Feststellung seiner jeweiligen Bewegungen Meßsensoren
in Form von Drehgebern oder Sensoren zum Lokalisieren
bzw. Analysieren von Objekten - zum Beispiel Ultraschall
sensoren - zugeordnet sind, wobei die Meßsensoren zusam
men mit einem Computer mit einer Auswerteinheit und
einem Datenspeicher sowie einer Leistungseinheit zur
Kopplung des Informations- und Leistungskreises eine
Steuerungseinheit zum Programmieren der Fahrbewegungen
und zum späteren selbsttätigen Abfahren der derart vorge
gebenen Fahrwege bilden.
Die Programmierung des Fahrroboters erfolgt bei an dem
Antriebsorgan angeordneten Drehgebern zur Feststellung
der Dreh- und Lenkbewegung des Antriebsorgans mittels
Steuerknüppel bzw. Richtungstasten oder Handrädern über
die Leistungseinheit zur Schaltung der Lenk- und An
triebsmotoren, wobei die während des Bewegungsablaufs
in der Anlernphase von den Drehgebern erzeugten Signale
in der Auswerteinheit in zur Speicherung im Datenspeicher
brauchbare Daten umgewandelt werden. Während des vollau
tomatischen Wiedergabebetriebs des mit dem Fahrroboter
versehenen Arbeitsgerätes werden die abgelegten Daten
in der eingegebenen zeitlichen Reihenfolge direkt über
die Auswerteinheit zur Schaltung der Antriebs- und Lenk
motoren über die Schalter der Leistungseinheit benutzt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zur automati
schen Programmierung des Fahrroboters Meßsensoren, zum
Beispiel Ultraschallsensoren, zur Feststellung und Analyse
von Objekten im Bereich der zu behandelnden Fläche vorge
sehen. Die dabei erzeugten Signale werden in der Aus
werteinheit aufbereitet und mit Hilfe von Algorithmen
- unter Fortfall der manuellen Anlernphase mittels eines
Steuerknüppels - im on-line-Betrieb entweder direkt
zur Steuerung der Schalter der Leistungseinheit für
die Antriebs- und Lenkmotoren oder im off-line-Betrieb
unter Zwischenschaltung der Drehgeber und des Datenspei
chers verwendet.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die
Steuerungseinheit mit dem Datenspeicher und der Auswert
einheit getrennt von dem fahrbaren Arbeitsgerät unterge
bracht, d. h. stationär angeordnet, und sowohl der mobile
als auch der stationäre Teil mit einer Telemetrie zur
Datenübertragung per Funk und einem Empfänger ausgerü
stet. Die Signale der Meßsensoren bzw. die Steuerbefehle
des stationären Teils werden von der Telemetrie für
eine Funkübertragung moduliert und im jeweiligen Empfan
ger wieder demoduliert, um entweder im stationären Teil
ausgewertet und gespeichert zu werden oder im mobilen
Teil als Steuersignale für die Leistungseinheit zum
Schalten der Antriebs- und Lenkmotoren verwendet zu
werden.
Weitere Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein für die Reini
gung, Pflege und sonstige Behandlung von Fußböden mit
den verschiedensten Arbeitsgeräten einsetzbarer Fahrrobo
ter zur Verfügung gestellt, mit dem der hohe körperliche
und zeitliche Aufwand für die Reinigungs- und Pflegear
beiten im Haushalt, in Büros, Gaststätten, Hotels und
zahlreichen ähnlichen Einrichtungen wesentlich verringert
und speziell das sich häufig wiederholende Staubsaugen,
das einen großen Teil der Hausarbeiten beansprucht,
nahezu vollständig automatisiert wird. Durch die Möglich
keit einer exakten Programmierung ist zudem eine gleich
mäßige Fußbodenreinigung, die menschliche Fehler aus
schließt, erreichbar. Die mit dem erfindungsgemäßen :
Fahrroboter vorgeschlagene Reinigungs- und Pflegevor
richtung für Fußböden ist einfach aufgebaut und leicht
zu bedienen und kommt insbesondere ohne eine besondere
Ausbildung des Fußbodens aus.
Außer der Fußbodenbehandlung liegen weitere Anwendungs
möglichkeiten des Fahrroboters bei Arbeitsgeräten für
die Bodenbearbeitung im Freien.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Fahrroboters in schematischer Darstellung
für einen Staubsauger;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1
für einen Fahrroboter, dem ein beliebiges,
zur Fußbodenbehandlung geeignetes Arbeitsgerät
zugeordnet sein kann; und
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit dem entsprechenden
Informationsfluß zur Programmierung des Fahr
roboters.
Der erfindungsgemäße Fahrroboter, der mit den verschie
densten Arbeitsgeräten - im vorliegenden Ausführungsbei
spiel einem Staubsauger 1 - ausgerüstet sein kann, be
steht aus einem Traggestell 2 mit an dessen Unterseite
angeordneten Laufrollen 3 und Lenkrollen 4.
Das Teleskoprohr 5 des Staubsaugers 1 ist am Traggestell
2 über ein zur Regulierung der Federkraft nachstellbares
Federelement (nicht dargestellt), zum Beispiel eine
Torsionsfeder, befestigt, so daß die Staubsaugerbürste
6 gleichmäßig auf die zu reinigende Oberfläche gedrückt
wird und gegebenenfalls auch Unebenheiten im Boden folgen
kann und gleichzeitig eine Verstellmöglichkeit für die
Anpreßkraft des Arbeitswerkzeugs, im vorliegenden Fall
der Staubsaugerbürste 6, besteht. Die Energieversorgung
für den Staubsauger 1 erfolgt über die am Traggestell
angeordneten Akkumulatoren 7, vorzugsweise Blei-Gel-
Akkumulatoren, des Fahrroboters.
Der erfindungsgemäße Fahrroboter ist zur Ausführung
der Fahrbewegungen mit einer durch ein Antriebssystem
und ein Lenksystem gebildeten Bewegungseinheit ausgerü
stet, das Antriebssystem weist ein in einer Radgabel
8 drehbar gelagertes Antriebsrad 9 auf, dessen in einem
Radialkugellager 26 gelagerter Radachse 11 über ein
Kardangelenk 10 ein Antriebsmotor 12 zugeordnet ist.
Die Radachse 11 des Antriebsrades 9 ist andererseits
über eine Kupplung 13 mit einem Drehgeber 14 zur Erfas
sung der Drehbewegung des Antriebsrades 9 verbunden.
An der Radgabel 8 ist eine Lenkachse 15, die an dem
Traggestell 2 des Fahrroboters über Axialkugellager
17 gehalten und in einer im Traggestell 2 angeordneten
Führungsbuchse 16 geführt ist, befestigt, so daß das
Antriebsrad 9 zur Ausführung der Lenkbewegung des Fahr
roboters um eine senkrechte Achse (Lenkachse 15) ver
schwenkbar ist. Die Lenkachse 15 ist zwischen der Radga
bel 8 und dem Traggestell 2 in einer zwischen Aufnahme
stücken 18 abgestützten Schraubendruckfeder 19 aufgenom
men, um dadurch eine gleichbleibende Anpreßkraft des
Antriebsrades 9 an die Bodenfläche zu gewährleisten.
Die Federvorspannung ist außerdem über eine Stellmutter
20 zur Einstellung der Anpreßkraft des Antriebsrades
9 regulierbar. Die Lenkachse 15 ist schließlich über
eine Kupplung 21 mit einem Drehgeber 22 zur Erfassung
der Drehbewegung des Antriebsrades 9 verbunden. Am Trag
gestell 2 ist ein als Gleichstrom-Kleinstgetriebemotor
ausgebildeter Lenkmotor 23 angeordnet, dessen Antriebs
welle über einen Winkelhebel 24 und ein Lenkgestänge
25, das an der Radgabel 8 exzentrisch angelenkt ist,
mit dem Antriebsrad 9 zur Erzeugung der Lenkbewegung
in Wirkverbindung steht.
Wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Fahrrobo
ters für auf diesem angeordnete Arbeitsgeräte ist weiter
hin eine Steuerungseinheit, die aus einem IBM-kompatiblen
Computer 27 mit in diesen eingebundener, hardwaretech
nisch oder softwaretechnisch realisierter Auswerteinheit
zum Umwandeln der von den Drehgebern 14 und 22 aufgenom
menen Sensorsignale in abspeicherbare Signale und einem
Floppy-Laufwerk als Datenspeicher zum Speichern aller
für eine genaue Reproduzierbarkeit der Bewegungen des
Antriebsrades 9 notwendigen Bewegungsinformationen be
steht.
Die Steuerungseinheit des Fahrroboters kann aber auch
von dem Traggestell 2 und dem mit diesem verbundenen
Antriebs- und Lenksystem getrennt, d. h. stationär unter
gebracht sein. In diesem in der Zeichnung nicht darge
stellten Fall sind sowohl der stationäre Teil als auch
der mobile Teil mit einer Telemetrie zur Datenübertragung
per Funk sowie einem Empfänger für die von der Telemetrie
übertragenen Daten versehen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind eine als Relais-
Interfacekarte 28 ausgebildete Leistungseinheit mit
je einem Relais 29 für jede Dreh- und Lenkbewegungsrich
tung des Antriebsrades 9 bzw. des Antriebs- und des
Lenkmotors 12, 23 des Fahrroboters ebenso Bestandteil
der Steuerungseinheit wie die Drehgeber 14, 22. Die
Relais-Interfacekarte ist einerseits mit dem Computer
27 verbunden, und die Relais′ 29.1 für die Vorwärtsbewe
gung und 29.2 für die Rückwärtsbewegung des Antriebsrades
9 sowie die Relais′ 29.3 und 29.4 für die Lenkbewegung
des Antriebsrades 9 nach links oder rechts sind jeweils
an den Antriebsmotor 8 bzw. den Lenkmotor 23 geschaltet,
während die jeweiligen Drehgeber 14 und 22 wieder an
den Computer 27 angeschlossen sind.
Der in der oben beschriebenen Weise aufgebaute Fahrro
boter, der gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem Staubsauger 1 als Arbeitsgerät ausgerüstet
ist, muß zunächst für den jeweiligen Anwendungsfall,
beispielsweise die Fußbodenreinigung (Saugvorgang), pro
grammiert werden.
Bei der sogenannten Teach-in-Programmierung werden in der
Anlernphase alle gewünschten Bewegungsabläufe über
einen Steuerknüppel 30 zum Antriebsmotor 12 und
zum Lenkmotor 23 geleitet, wobei die Steuersignale in
den Relais′ 29.1 bis 29.4 der Relais-Interfacekarte
28 so umgewandelt werden, daß der Antriebs- und der
Lenkmotor 12, 23 direkt auf das eingegebene Signal rea
gieren. Die an der Lenkachse 15 bzw. der Radachse 11
angeordneten Drehgeber 22 bzw. 14 registrieren die Lenk
bewegungen der Lenkachse 22 bzw. der Radachse 11. Die
entsprechenden Signale der Drehgeber werden in der Aus
werteinheit in ein für die Datenerfassung auswertbares
Signal bzw. Format gewandelt und in dem Datenspeicher
gespeichert.
Die derart im Teach-in-Verfahren zeitlich und geometrisch
abgelegten Daten werden in der Wiedergabephase, d. h.
während des vollautomatischen Betriebs des Fahrroboters
und des diesem zugeordneten Arbeitsgerätes, in zeitlich
gleicher Reihenfolge aus dem Datenspeicher ausgelesen.
Die Daten gelangen in die Auswerteinheit, in der das
Datenformat so geändert wird, daß die aus der Relais-
Interfacekarte 28 gebildete Leistungseinheit damit steu
erbar wird. Wenn das abgespeicherte Datenformat direkt
zur Steuerung benutzt werden kann, entfällt der Umweg
über die Auswerteinheit. Über die Relais-Interfacekarte
28 werden der Antriebsmotor 12 und der Lenkmotor 23
in Betrieb gesetzt und damit auch das Antriebsrad 9
in eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung versetzt, um den
Fahrroboter fortzubewegen. Die dabei von den Drehgebern
14, 23 gelieferten Impulse werden von der Auswerteinheit
verarbeitet, und die Zahl der in der Wiedergabephase
gezählten Impulse wird an einer Vergleichsstelle mit
der in der Anlernphase erreichten Impulszahl des jeweili
gen Bewegungsabschnitts verglichen.
Damit ist eine genaue Wiedergabe des in der Teach-in-
Phase vorgegebenen und erlernten Bewegungsablaufs wäh
rend des eigengesteuerten Betriebs als Fahrroboter mög
lich.
Neben den oben beschriebenen, vorzugsweise als Winkelsen
soren ausgebildeten Drehgebern 14, 23 zur Registrierung
der Dreh- und Schwenkbewegung des Antriebsrades 9 des
Fahrroboters, können der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Steuerungseinheit weitere Meßsensoren in Form von Weg-
Drehmoment- oder Beschleunigungssensoren zugeordnet
sein, um dadurch die Steuerung des Fahrroboters weiter
zu vervollkommnen.
Die Programmierung des Fahrroboters kann unter Verzicht
auf den Steuerknüppel und damit die Handeingabe auch
automatisch mittels Sensoren (Ultraschallsensoren) erfol
gen, die entweder zu umfahrende oder zu bearbeitende
Objekte im Arbeitsbereich des Fahrroboters bzw. des
Arbeitsgerätes lokalisieren bzw. analysieren können.
In diesem Fall werden zur Steuerung Algorithmen verwen
det, die dem Bereich der künstlichen Intelligenz zuge
ordnet werden und in Soft- oder Hardware implementiert
sind.
Die Signale der Meßsensoren werden in der automatischen
Anlernphase in der Auswerteinheit in ein weiterverarbeit
bares Format gewandelt und von den Algorithmen ausgewer
tet. Die Algorithmen treffen dann die Entscheidungen zur
Steuerung des Fahrroboters. Mit Hilfe entsprechender
Signale an die Leistungseinheit wird nun das Antriebsrad
9 nach den Entscheidungen der Algorithmen gesteuert.
Bei entsprechend schneller Auswertung und Steuerung
ist ein on-line-Betrieb möglich, so daß auf die Speiche
rung von Daten zur späteren Reproduktion der Bewegungsab
läufe verzichtet werden kann. Bei on-line-Betrieb erfolgt
der Informationsfluß über die Ultraschallsensoren, die
Auswerteeinheit und die Leistungseinheit zur Bewegungs
einheit, und zwar unter Umgehung der Drehgeber und des
Datenspeichers. Wenn kein on-line-Betrieb vorgesehen
ist, werden die Signale der Ultraschallsensoren mittels
der Auswerteinheit zur Weiterverarbeitung aufbereitet,
und der Informationsfluß geht zusätzlich über die Drehge
ber und den Datenspeicher, wobei nun wie bei der Teach-
in-Programmierung alle für eine genaue Reproduktion
der Bewegungsabläufe notwendigen Daten in einem Daten
speicher abgelegt werden.
Bei der bereits erwähnten Trennung der Steuerungseinheit
vom Fahrroboter sind sowohl der mobile als auch der
stationäre Teil mit einer Telemetrie zur Datenübertragung
per Funk und einem Empfänger für die von der Telemetrie
übertragenen Daten ausgestattet. Die Lern- und Wiederga
bephase ist sowohl für die Teach-in-Programmierung als
auch die vollautomatische Programmierung jeweils iden
tisch mit den oben beschriebenen Verfahren. Die Signale
werden jedoch zur Funkübertragung einmal zusätzlich gewandelt.
Die von den Meßsensoren abgegebenen Signale werden von
der Telemetrie im mobilen Teil für die Funkübertragung
moduliert. Der Empfänger des stationären Teils empfängt
die Signale, demoduliert und filtert sie, während die
erhaltenen Signale von der Auswerteinheit zur Datenspei
cherung aufbereitet und anschließend abgespeichert wer
den.
In der Wiedergabephase sendet der stationäre Teil die
notwendigen Steuerbefehle über seine Telemetrie zum
Empfänger des Fahrroboters. Diese Signale erreichen
demoduliert und gefiltert - als Steuersignale die
als Relais-Interfacekarte 28 ausgebildete Leistungsein
heit. In der bereits beschriebenen Weise werden nun
die laufenden Meßsignale erfaßt und über die mobile
Telemetrie gesendet. Sind die erreichten Impulszahlen
bei der Wiedergabe mit den im Datenspeicher abgespeicher
ten identisch, sendet die Telemetrie des stationären
Teils den Steuerbefehl für die Leistungseinheit zum
Stoppen des Antriebsteils des Fahrroboters.
Die Federkraft zum Andrücken der Staubsaugerbürste 6
über eine Torsionsfeder (nicht dargestellt) bzw. zum
Anpressen des Antriebsrades 9 über eine Schraubendruckfe
der 19 kann jeweils über einen Verstellmotor verändert
werden. Über den Verstellmotoren zugeordnete Sensoren
werden die Informationen über die jeweilige Anpreßkraft
entsprechend der Ausbildung der zu bearbeitenden Fläche
gespeichert und stehen während des normalen Staubsauger
betriebs zur automatischen Steuerung der Anpreßkraft
entsprechend der jeweiligen, gegebenenfalls wechselnden
Bodenbeschaffenheit zur Verfügung.
Bezugszeichenliste
1 Staubsauger
2 Traggestell
3 Laufrollen
4 Lenkrollen
5 Teleskoprohr
6 Staubsaugerbürste
7 Akkumulatoren
8 Radgabel
9 Antriebsrad
10 Kardangelenk
11 Radachse
12 Antriebsmotor
13 Kupplung
14 Drehgeber
15 Lenkachse
16 Führungsbuchse
17 Axialkugellager
18 Aufnahmestück
19 Schraubendruckfeder
20 Stellmutter
21 Kupplung
22 Drehgeber
23 Lenkmotor
24 Winkelhebel
25 Lenkgestänge
26 Radialkugellager
27 Computer
28 Relais-Interfacekarte
29 Relais
30 Steuerknüppel
2 Traggestell
3 Laufrollen
4 Lenkrollen
5 Teleskoprohr
6 Staubsaugerbürste
7 Akkumulatoren
8 Radgabel
9 Antriebsrad
10 Kardangelenk
11 Radachse
12 Antriebsmotor
13 Kupplung
14 Drehgeber
15 Lenkachse
16 Führungsbuchse
17 Axialkugellager
18 Aufnahmestück
19 Schraubendruckfeder
20 Stellmutter
21 Kupplung
22 Drehgeber
23 Lenkmotor
24 Winkelhebel
25 Lenkgestänge
26 Radialkugellager
27 Computer
28 Relais-Interfacekarte
29 Relais
30 Steuerknüppel
Claims (15)
1. Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche ver
fahrbare Arbeitsgeräte, vorzugsweise für Fußbodenrei
nigungsvorrichtungen wie Staubsauger und dgl., die
auf einer aus einem Traggestell mit Lenk- und Laufrol
len und einer Antriebseinrichtung bestehenden Bewegungsein
heit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Bewegungseinheit Meßsensoren vorgesehen sind
und die Meßsensoren mit einer stationär angeordneten
oder der Bewegungseinheit mobil zugeordneten Steu
erungseinheit, die aus einer Auswerteinheit zum Umwan
deln der von den Meßsensoren aufgenommenen Signale
in abspeicherbare Signale, einem Datenspeicher zum
Speichern der Signale für eine Reproduzierbarkeit
der Bewegungen der Bewegungseinheit und einer Lei
stungseinheit zur Übertragung der Steuersignale an
die Antriebseinrichtung besteht, verbunden sind.
2. Fahrroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Antriebsorgan als in einer am Traggestell
(2) gelenkig gelagerten Radgabel (8) aufgenommenes
Antriebsrad (9) mit diesem über ein Kardangelenk
(10) zugeordnetem Antriebsmotor (12) ausgebildet
ist und die Radgabel (8) über ein Lenkgestänge (25)
und einen Winkelhebel (24) mit einem Lenkmotor (23)
verbunden ist.
3. Fahrroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Radgabel (8) zur Erzeugung eines
gleichmäßigen Anpreßdruckes des Antriebsrades (9)
auf den Boden über eine Schraubendruckfeder (19)
im Traggestell (2) gelagert ist.
4. Fahrroboter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder (19)
über eine Stellmutter (20) regulierbar ist.
5. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Steuerungseinheit ein
Computer (27) mit in diesen eingebun
dener, soft- und hardwaretechnisch realisierter Aus
werteinheit, als Datenspeicher ein Floppy-Laufwerk
und als Leistungseinheit zur Übertragung der Steuer
signale der Meßsensoren an den Antriebs- und den
Lenkmotor (12, 23) des Antriebsrades (9) eine Relais-
Interfacekarte (28) mit Relais′ (29.1 bis 29.4) für
die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Antriebsra
des (9) sowie dessen Lenkbewegungen nach links bzw.
rechts eingesetzt ist.
6. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Radgabel (8) über eine Lenk
achse (15) und eine Kupplung (21) mit einem Drehgeber
(22) als Meßsensor zur Erfassung der Lenkbewegung
des Antriebsrades (9) und die Radachse (11) des An
triebsrades (9) über eine Kupplung (13) mit einem
Drehgeber (14) als Meßsensor zur Feststellung der
Drehbewegung des Antriebsrades (9) ausgerüstet ist,
wobei die Drehgeber (14, 22) andererseits mit dem
Computer (27) verbunden sind.
7. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuerungseinheit für die
Bewegung des Traggestells (2) zur Programmierung
im Teach-in-Verfahren zum Erlernen der Bewegungsabläu
fe mindestens ein über die Relais-Interfacekarte
(28) mit dem Antriebsmotor (12) und dem Lenkmotor
(23) schaltungsseitig verbundener Steuerknüppel (30)
zugeordnet ist.
8. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß für eine automatische Programmie
rung Meßsensoren zum Lokalisieren bzw. Analysieren
von Objekten vorgesehen sind, deren in der Auswertein
heit des Computers (27) in ein weiterverarbeitbares
Format gewandelte und von Algorithmen, die in Soft-
und /oder Hardware implementiert sind, ausgewertete
Signale - entweder direkt oder über die Speicherein
heit - auf die Relais-Interfacekarte (28) zur Steue
rung des Antriebsmotors (12) und des Lenkmotors (23)
geschaltet sind.
9. Fahrroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei vom Tragge
stell (2) getrennter, stationärer Anordnung des die
Auswerteinheit und den Datenspeicher verkörpernden
Computers (27) sowohl am stationären als auch am
mobilen Teil des Fahrroboters zur Modulierung und
Funkübertragung der Signale der Meßsensoren bzw.
der Steuerbefehle des Datenspeichers jeweils eine
Telemetrie und ein Empfänger angeordnet sind.
10. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das auf dem Traggestell (2)
montierte Arbeitsgerät mit der Steuerungseinheit
für die Bewegungsabläufe gekoppelt ist.
11. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 1 0, da
durch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit
zusätzlich mit Meßsensoren zur Feststellung des
zurückgelegten Weges, des Drehmoments oder der Be
schleunigung verbunden ist.
12. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß zur Energieversorgung
der Steuerungseinheit und der Antriebs- und Lenkmo
toren (12, 23) Akkumulatoren (7) vorgesehen sind,
wobei die Energiezufuhr zum Arbeitsgerät von den
Akkumulatoren (7) oder einer separaten Energiequelle
erfolgt.
13. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Lauf- und Lenkrollen
(3, 4) des Traggestells (2) als Antriebsorgan für
die Fahrbewegungen ausgebildet sind.
14. Fahrroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß seine sämtlichen Bauteile
in ein Gehäuse des Arbeitsgerätes (1) integriert
sind.
15. Fahrroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmutter (20)
zur Regulierung der Vorspannkraft der Schraubendruck
feder (19) des Antriebsrades (9) und der Torsionsfe
der zum Andrücken der Staubsaugerbürste (6) jeweils
ein mit Sensoren ausgerüsteter Verstellmotor zuge
ordnet ist, und die von den Sensoren aufgenommenen
Informationen über die Anpreßkraft des Antriebsrades
(9) bzw. der Staubsaugerbürste (6) entsprechend
der Bodenbeschaffenheit speicherbar und beim automa
tischen Betrieb wiederaufrufbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4323332A DE4323332C2 (de) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare Arbeitsgeräte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4323332A DE4323332C2 (de) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare Arbeitsgeräte |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4323332A1 true DE4323332A1 (de) | 1995-01-12 |
DE4323332C2 DE4323332C2 (de) | 1996-10-31 |
Family
ID=6492629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4323332A Expired - Fee Related DE4323332C2 (de) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Fahrroboter für über eine zu behandelnde Fläche verfahrbare Arbeitsgeräte |
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- 1993-07-08 DE DE4323332A patent/DE4323332C2/de not_active Expired - Fee Related
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