EP3485783B1 - Bodensauggerät, sowie verfahren zum steuern eines bodensauggeräts - Google Patents
Bodensauggerät, sowie verfahren zum steuern eines bodensauggeräts Download PDFInfo
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- EP3485783B1 EP3485783B1 EP18203154.2A EP18203154A EP3485783B1 EP 3485783 B1 EP3485783 B1 EP 3485783B1 EP 18203154 A EP18203154 A EP 18203154A EP 3485783 B1 EP3485783 B1 EP 3485783B1
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- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/20—Means for cleaning filters
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- A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
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- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
Definitions
- the invention relates to the optimization of suction power on a floor vacuum cleaner.
- the invention relates to the optimization of an autonomous vacuum cleaning robot.
- a vacuum cleaning robot is set up to operate autonomously on a floor surface and to remove dirt from the floor by means of an air flow. Dirt is held back from the air flow by a filter system and the cleaned air flow is released into the environment. If the filter system is loaded with a large amount of dirt, the suction power of the floor vacuum cleaner may decrease. A user is then usually prompted to clean the filter system or to empty a dirt container of the filter system.
- a floor suction device comprises a fan for sucking in an air flow near the floor; a dirt container, in the upper part of which the air flow is directed; a filter disposed at a top of the dirt bin, the filter configured to retain debris from the airflow and allow a cleaned airflow to pass; and a controller.
- a method of controlling the vacuum cleaner includes the steps of controlling the fan to reduce or stop the flow of air and causing the vacuum cleaner to move.
- JP 2006 - 095 106 A relates to a canister vacuum cleaner whose dust filter, when clogged, can be rotated to remove accumulated dust.
- DE 10 2012 200 765 A1 proposes a vacuum cleaner with a vacuum cleaner motor and a dust collector.
- An electric power consumption of the vacuum cleaner motor can be controlled based on a pressure difference of suction air pressures upstream and downstream of the dust collector.
- EP 1 547 512 A2 refers to a robot vacuum cleaner whose suction power can be controlled depending on a distance from a bottom of the robot vacuum cleaner to a floor.
- DE 10 2010 000 573 A1 shows an electrically driven suction/sweeping device.
- the power of a brush drive can be increased and the blower power can be reduced at the same time.
- the filter tends to become clogged with dirt even before the dirt container is filled.
- the dirt first accumulates on the filter and is held there by the passing air flow. Areas of the filter that are not covered by dirt are therefore flown through more intensively. Accordingly Dirt accumulates in these places as well, until the filter can be covered with a layer of dirt on one side, which is held on the filter by the passing air flow and reduces the overall air flow. If the air flow is reduced even further, for example by switching the fan to a low power or deactivating it, the movement of the vacuum cleaner can cause the dirt to be shaken off the filter and fall into the dirt container. This allows the filter to be cleaned with on-board tools, so that the suction power is improved again.
- an autonomous floor cleaning device for example in the form of a vacuum cleaning robot, can clean the floor better and require less user intervention to clean the filter or empty the dirt container.
- the method carried out by the control device can, for example, be initiated periodically or in an event-controlled manner.
- the energy consumption of the blower can be reduced by the overall weaker or less frequently clogged filter, so that the floor vacuum cleaner can work for longer or on a larger floor area.
- An event that can be used to perform the method is determining reduced suction power.
- the suction power can be determined by comparing the air pressure before and after the filter. If a pressure difference across the filter exceeds a predetermined threshold value, it can be assumed that the suction power has decreased. This procedure is already carried out on conventional floor vacuum devices. The method can advantageously make use of a corresponding measuring or processing device.
- the movement is controlled as jerkily as possible.
- the movement can take place in horizontal, in vertical or in both directions.
- acceleration or deceleration can be controlled in the horizontal direction.
- a series of short acceleration and/or deceleration pulses can also be controlled.
- the vacuum cleaner can be used in a household in which uneven floors such as a threshold, a carpet edge or a joint can be driven over by the vacuum cleaner.
- the floor suction device is usually set up to map the soil it is working on itself. A detected unevenness in the floor can be recorded and actively searched for while the method is running. Alternatively, a longer movement of the vacuum cleaner in the horizontal direction can also be controlled in order to exploit uneven floors that are not detected or mapped.
- the unevenness of the ground can preferably be driven over at high speed. A known unevenness in the ground or one detected when driving over it can therefore be driven over again, for example, at increased speed.
- the unevenness of the ground can also be driven over in different directions.
- the uneven ground can be driven over alternately forwards and backwards.
- Other directions of travel for example at an angle or perpendicular to the initial direction of travel, are also possible. This can cause non-uniform vibrations of the floor vacuum cleaner, which can cause dirt to be knocked off the filter particularly efficiently.
- the floor vacuum device includes a drive motor which is coupled to a drive wheel.
- the drive motor can be controlled to accelerate the vacuum cleaner in such a way that a section of the vacuum cleaner lying in the direction of travel of the drive wheel is lifted off the floor.
- This driving technique is also known as a wheelie.
- the section of a conventional floor vacuum cleaner can be lifted a few millimeters up to more than one centimeter from the floor. Both when lifting it and later when it falls back to the ground, vibrations can affect the filter, knocking the dirt off it.
- the floor suction device is braked when the section has reached a maximum vertical distance from the floor.
- This can be determined, for example, by means of an inclination sensor, or a suitable acceleration duration is determined on the basis of driving tests and is permanently specified. This form of acceleration can also be repeated several times.
- a suspension of a chassis of the floor vacuum cleaner can be used to the hitting the floor Lift the section off the ground again with another burst of acceleration.
- the floor suction device can be driven in a horizontal direction at a predetermined speed against an obstacle.
- a predetermined obstacle can be selected for this purpose, for example a charging station, which can be designed not to be damaged during this maneuver. The greater the impact speed and the harder the impact, the stronger the vibrations affecting the filter can be. It is advisable to limit the speed to a predetermined level to avoid damage to the vacuum cleaner.
- control device can include, in particular, a processing device which is embodied, for example, as a programmable microcomputer or microcontroller.
- the method described can be present in whole or in part in the form of a computer program product with program code means and can in particular run on the processing device. Additional features or advantages of the method can be transferred to the vacuum cleaner and vice versa.
- the floor vacuum device can comprise a first pressure sensor for determining a pneumatic pressure upstream of the filter and a second pressure sensor for determining a pneumatic pressure downstream of the filter.
- the control device is set up to determine a reduced suction power if a difference in the pneumatic pressures at the pressure sensors exceeds a predetermined threshold value. If so, the cleaning of the filter described herein can be performed.
- the floor-vacuum device 100 is set up to travel over a floor 105, preferably automatically, and to clean it in the process.
- the floor vacuum cleaner 100 can be used for cleaning in particular in a household, for example on a predetermined living space.
- the floor 105 can be divided into different sections, with an uneven floor 110 being able to be present on or between the sections.
- the floor vacuum device 100 comprises a blower 115 for sucking in an air flow near the floor 105, and a dirt container 120 into which the air flow is directed.
- the dirt container 120 is preferably closed off at its top by means of a filter 130 through which the air flow has to pass in order to leave the dirt container 120 again.
- the filter 125 can in particular comprise a fleece, a sieve or another mechanical pore filter. The air flow can be released from the filter 125 in an area surrounding the floor vacuum cleaner 100 .
- the floor vacuum cleaner 100 also includes a control device 130, which is preferably set up both to control the cleaning function and to control the movement of the floor vacuum cleaner 100.
- the floor vacuum cleaner 100 can include one or more drive motors 135, which preferably each act on a drive wheel 140. In the illustrated embodiment, two drive wheels 140 are provided which can be driven independently of one another with respective hub drive motors 135. Other embodiments are also possible.
- a first pressure sensor 145 is provided upstream of the filter 125 and a second pressure sensor 150 is provided downstream of the filter 125 .
- the control device 130 is set up to determine on the basis of a pressure difference determined by means of the pressure sensors 145, 150 whether a suction power of the floor vacuum cleaner is reduced. This can be the case in particular when the pressure difference exceeds a predetermined threshold value over a predetermined time.
- the floor vacuum cleaner usually includes other components, for example for navigation, for collision avoidance or for power supply, which are 1 are not shown.
- control device 130 be set up to automatically clean a filter 125 clogged with dirt by reducing the power of the blower 115 or switching it off and setting the floor suction device 100 in motion in such a way that it is exposed to vibrations. which encourage dirt to be knocked off the filter 125.
- This process can be triggered in particular if a reduced suction power has been determined beforehand.
- the cleaning can also be controlled, for example, periodically or based on another event.
- FIG 2 shows a side view of the floor vacuum cleaner 100 of FIG 1 .
- the vacuum cleaner 100 can be accelerated or decelerated in the horizontal direction.
- it can be driven at a predetermined speed against an obstacle, in particular a stationary one.
- the unevenness of the floor can be driven over. The speed, direction and frequency of the movements can be varied in each case.
- the drive motors 135 can be controlled to accelerate the floor vacuum cleaner 100 so much that a section is lifted off the floor 105 .
- the floor suction device 100 comprises an inlet 205 through which the air flow and possibly dirt from the area of the floor 105 are to be sucked in.
- the inlet 205 can be slid along the floor 105 or guided a predetermined distance across the floor 105 by means of a wheel, slide or other device.
- a focus 210 is as close as possible to the drive wheel 140 in the horizontal direction. The focus 210 is between the drive wheel 140 and the inlet 205 or the described, corresponding support element.
- a torque acts on the center of gravity 210 about the axis of rotation of the drive wheel 140.
- a section of the floor vacuum cleaner 100 lying in the direction of travel can be lifted off the floor in the vertical direction 105 is lifted. This section then usually falls back onto the floor 105 again. Falling back can be promoted or reinforced by braking the drive wheel 140 accordingly.
- FIG 3 shows a longitudinal section through a floor vacuum cleaner 100 in a further exemplary embodiment.
- the blower 115 is located downstream of the filter 125.
- the air flow is sucked in here in the area of the inlet 205 and guided into an upper area of the dirt container 120.
- the introduction preferably takes place in such a way that the air flow can perform a circular or spiral movement in the dirt container 120 . This can result in areas with a reduced flow velocity, into which dirt can fall from the air flow and collect in the lower area of the dirt container 120 .
- the air flow leaves the dirt container 120 through the filter 125 arranged in the upper area.
- FIG 4 shows an exploded view of an exemplary filter system 400, in particular for the vacuum cleaner 100 in the embodiment of FIG 3 .
- the contaminated air flow enters the dirt container 120 on a side facing the viewer, then passes through it, as indicated, preferably on a circular or spiral path, then runs vertically through the filter 125 and leaves the filter system 400 in an area facing away from the viewer.
- the filter 125 is preferably designed as a fan or pleated filter to maximize its surface area. Other embodiments are also possible.
- FIG. 4 shows another view of the filter system 400 of FIG 4 .
- a view of the upper section of the dirt container 120 is shown from the side on which the dirt is intended to collect.
- the illustrated part of the dirt container 120 is turned upside down.
- the incoming air flow is shown in the illustration from figure 5 ie initially directed upwards and can later leave the dirt container 120 vertically downwards through the filter 125 again.
- FIG. 6 10 shows a flowchart of a method 600 for controlling a floor-vacuum device 100.
- the method presented within the scope of this document can interrupt normal operation of the floor-vacuum device 100. Normal operation can, but does not have to, be counted towards method 600.
- the floor vacuum device 100 is in normal operation.
- a step 605 it can be determined that the suction power of the floor vacuum cleaner 100 has decreased to a predetermined extent.
- this measure can be defined by a threshold value that a pressure difference between an upstream and a downstream side of the filter 125 exceeds. If no decrease in suction power was determined, operation can be continued. In other embodiments, whether to clean the filter 125 may also be determined in a different manner.
- a step 615 the power of the fan 115 can be reduced or, in particular, switched off.
- a step 620 a movement of the floor vacuum cleaner 100 can be controlled, which is preferably suitable for knocking off dirt adhering to the underside of the filter 125. Falling dirt can accumulate in the lower area of the dirt container 120 in particular. After the dirt has been removed, the usual operation of the floor vacuum cleaner 100 can be continued in an optional step 625 .
- the cleaning after cleaning the filter 125, it can be determined whether the cleaning was successful. This can be the case in particular when the pressure difference described has fallen below the predetermined threshold value. If the cleaning was unsuccessful, it can be determined that the dirt container 120 is no longer able to hold it. In this case, for example, a user can be asked to empty the dirt container 120 .
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft die Saugleistungsoptimierung an einem Bodensauggerät. Insbesondere betrifft die Erfindung die Optimierung an einem autonomen Staubsaugroboter.
- Ein Staubsaugroboter ist dazu eingerichtet, auf einer Bodenfläche autonom zu operieren und Schmutz mittels eines Luftstroms vom Boden zu entfernen. Schmutz wird mittels eines Filtersystems aus dem Luftstrom zurückgehalten und der gereinigte Luftstrom in die Umgebung entlassen. Ist das Filtersystem durch eine größere Menge Schmutz belastet, so kann die Saugleistung des Bodensauggeräts abnehmen. Üblicherweise wird dann ein Benutzer dazu aufgefordert, das Filtersystem zu reinigen bzw. einen Schmutzbehälter des Filtersystems auszuleeren.
- Es hat sich gezeigt, dass die Saugleistung eines Bodensauggeräts bereits signifikant abnehmen kann, bevor das Filtersystem mit Schmutz gesättigt bzw. der Schmutzbehälter gefüllt ist. Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Aufrechterhaltung der Saugleistung an einem Bodensauggerät anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
- Ein Bodensauggerät umfasst ein Gebläse zum Ansaugen eines Luftstroms in Bodennähe; einen Schmutzbehälter, in dessen oberen Bereich der Luftstrom geleitet wird; einen Filter, der an einer Oberseite des Schmutzbehälters angeordnet ist, wobei der Filter dazu eingerichtet ist, Schmutz aus dem Luftstrom zurückzuhalten und einen gereinigten Luftstrom passieren zu lassen; und eine Steuervorrichtung. Ein Verfahren zum Steuern des Bodensauggeräts umfasst Schritte des Ansteuerns des Gebläses, um den Luftstrom zu verringern oder zu unterbrechen und des Herbeiführens einer Bewegung des Bodensauggeräts.
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JP 2006 - 095 106 A -
DE 10 2012 200 765 A1 schlägt einen Staubsauger mit einem Staubsaugermotor und einem Staubfangbehälter vor. Eine elektrische Leistungsaufnahme des Staubsaugermotors kann auf der Basis einer Druckdifferenz von Saugluftdrücken stromaufwärts und stromabwärts des Staubfangbehälters gesteuert werden. -
EP 1 547 512 A2 bezieht sich auf einen Staubsaugroboter, dessen Saugkraft in Abhängigkeit eines Abstands einer Unterseite des Staubsaugroboters zu einem Untergrund gesteuert werden kann. -
DE 10 2010 000 573 A1 zeigt ein elektrisch angetriebenes Saug-/Kehrgerät. In Abhängigkeit einer bestimmten Beschaffenheit einer zu saugenden Fläche können die Leistung eines Bürstenantriebs erhöht und eine Gebläseleistung zugleich abgesenkt werden. - Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Filter dazu neigt, mit Schmutz zugesetzt zu werden, noch bevor der Schmutzbehälter gefüllt ist. Der Schmutz sammelt sich zunächst am Filter an und wird durch den passierenden Luftstrom dort festgehalten. Nicht durch Schmutz abgedeckte Stellen des Filters werden daher verstärkt durchströmt. Dementsprechend sammelt sich an diesen Stellen ebenfalls Schmutz an, bis der Filter einseitig mit einer Schicht Schmutz bedeckt sein kann, die durch den passierenden Luftstrom am Filter gehalten wird und den Luftstrom insgesamt verringert. Wird der Luftstrom nun noch weiter verringert, beispielsweise indem das Gebläse auf eine niedrige Leistung geschaltet oder deaktiviert wird, so kann die Bewegung des Bodensauggeräts dazu führen, dass der Schmutz vom Filter abgeschüttelt wird und in den Schmutzbehälter fällt. Dadurch kann der Filter mit Bordmitteln gereinigt werden, sodass die Saugleistung wieder verbessert ist. Dadurch kann insbesondere ein autonom agierendes Bodensauggerät, beispielsweise in Form eines Staubsaugroboters, den Boden verbessert reinigen und seltener einen Eingriff eines Benutzers zum Reinigen des Filters bzw. zum Ausleeren des Schmutzbehälters erfordern. Das durch die Steuervorrichtung durchgeführte Verfahren kann beispielsweise periodisch oder ereignisgesteuert eingeleitet werden. Insbesondere bei regelmäßiger Durchführung des Verfahrens kann eine Energieaufnahme des Gebläses durch den insgesamt schwächer oder seltener verstopften Filter verringert sein, sodass das Bodensauggerät länger oder auf einer größeren Bodenfläche arbeiten kann.
- Ein Ereignis, das zum Durchführen des Verfahrens benutzt werden kann, besteht im Bestimmen einer verringerten Saugleistung. Die Saugleistung kann bestimmt werden, indem Luftdrücke vor und nach dem Filter miteinander verglichen werden. Überschreitet eine Druckdifferenz über den Filter einen vorbestimmten Schwellenwert, so ist davon auszugehen, dass die Saugleistung nachgelassen hat. Diese Vorgehensweise wird bereits an üblichen Bodensauggeräten durchgeführt. Vorteilhaft kann das Verfahren von einer entsprechenden Mess- oder Verarbeitungseinrichtung Gebrauch machen.
- Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Bewegung möglichst ruckartig gesteuert wird. Dabei kann die Bewegung in unterschiedlichen Ausführungsformen in horizontaler, in vertikaler oder in beiden Richtungen erfolgen. Beispielsweise kann in horizontaler Richtung eine Beschleunigung oder Verzögerung gesteuert werden. Es kann auch eine Serie kurzer Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsimpulse gesteuert werden.
- Für eine Bewegung in vertikaler Richtung kann ein Fahren des Bodensauggeräts über eine Bodenunebenheit gesteuert werden. Das Bodensauggerät kann in einem Haushalt verwendet werden, in welchem Bodenunebenheiten wie eine Schwelle, eine Teppichkante oder eine Fuge durch das Bodensauggerät überfahren werden können. Das Bodensauggerät ist üblicherweise dazu eingerichtet, den von ihm zu bearbeitenden Boden selbst zu kartographieren. Dabei kann eine erfasste Bodenunebenheit festgehalten und zur Laufzeit des Verfahrens aktiv aufgesucht werden. Alternativ dazu kann auch eine längere Bewegung des Bodensauggeräts in horizontaler Richtung gesteuert werden, um Bodenunebenheiten auszunutzen, die nicht detektiert oder nicht kartographiert sind. Das Überfahren der Bodenunebenheit kann bevorzugt mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Eine bekannte oder beim Überfahren detektierte Bodenunebenheit kann daher beispielsweise mit gesteigerter Geschwindigkeit erneut überfahren werden.
- Die Bodenunebenheit kann auch in wechselnden Richtungen überfahren werden. Insbesondere kann die Bodenunebenheit abwechselnd vorwärts und rückwärts überfahren werden. Andere Fahrtrichtungen, beispielsweise schräg oder senkrecht zur initialen Fahrtrichtung, sind ebenfalls möglich. Dadurch können ungleichförmige Erschütterungen des Bodensauggeräts bewirkt werden, die ein besonders effizientes Abklopfen von Schmutz vom Filter bewirken können.
- Das Bodensauggerät umfasst einen Antriebsmotor, der mit einem Antriebsrad gekoppelt ist. Der Antriebsmotor kann dazu angesteuert werden, das Bodensauggerät so zu beschleunigen, dass ein in Fahrtrichtung des Antriebsrads liegender Abschnitt des Bodensauggeräts vom Boden abgehoben wird. Diese Fahrtechnik ist auch unter der Bezeichnung Wheelie bekannt. Je nach Lage eines Schwerpunkts und einer Fahrwerksgeometrie des Bodensauggeräts sowie einer Leistungsfähigkeit des Antriebsmotors kann der Abschnitt eines üblichen Bodensauggeräts einige Millimeter bis zu mehr als einem Zentimeter vom Boden abgehoben werden. Sowohl beim Anheben als auch später beim Zurückfallen auf den Boden können Erschütterungen auf den Filter wirken, die den Schmutz von ihm abklopfen.
- Das Bodensauggerät wird erfindungsgemäß abgebremst, wenn der Abschnitt einen maximalen vertikalen Abstand vom Boden erreicht hat. Dies kann beispielsweise mittels eines Neigungssensors bestimmt werden oder eine geeignete Beschleunigungsdauer wird auf der Basis von Fahrversuchen ermittelt und fest vorgegeben. Auch diese Form der Beschleunigung kann mehrmals wiederholt werden. In einer Ausführungsform kann eine Federung eines Fahrwerks des Bodensauggeräts ausgenutzt werden, um den auf den Boden aufschlagenden Abschnitt mit einem weiteren Beschleunigungsstoß erneut vom Boden abzuheben.
- In einer weiteren Ausführungsform kann das Bodensauggerät in horizontaler Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gegen ein Hindernis gefahren werden. Dazu kann ein vorbestimmtes Hindernis gewählt werden, beispielsweise eine Ladestation, die dazu ausgebildet sein kann, bei diesem Manöver keinen Schaden zu nehmen. Je größer die Aufprallgeschwindigkeit und je härter der Aufprall, desto stärker können die auf den Filter wirkenden Erschütterungen sein. Es ist ratsam, die Geschwindigkeit auf ein vorbestimmtes Maß zu begrenzen, um einen Schaden am Bodensauggerät zu vermeiden.
- Das hierin beschriebene Verfahren kann insbesondere mittels der Steuervorrichtung des Bodensauggeräts gesteuert werden. Dazu kann die Steuervorrichtung insbesondere eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die beispielsweise als programmierbarer Mikrocomputer oder Mikrocontroller ausgebildet ist. Das beschriebene Verfahren kann ganz oder teilweise in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen und insbesondere auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufen. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf das Bodensauggerät übertragen werden und umgekehrt.
- Das Bodensauggerät kann einen ersten Drucksensor zur Bestimmung eines pneumatischen Drucks stromaufwärts des Filters und einen zweiten Drucksensor zur Bestimmung eines pneumatischen Drucks stromabwärts des Filters umfassen. Dabei ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, eine verringerte Saugleistung zu bestimmen, wenn eine Differenz der pneumatischen Drücke an den Drucksensoren einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Ist dies der Fall, so kann das hierin beschriebene Reinigen des Filters durchgeführt werden.
- Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung eines beispielhaften Bodensauggeräts;
- Figur 2
- eine seitliche Ansicht des Bodensauggeräts von
Figur 1 ; - Figur 3
- einen Längsschnitt durch ein Bodensauggerät in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform;
- Figur 4
- eine Explosionsdarstellung eines exemplarischen Filtersystems für das Bodensauggerät von
Figur 3 ; - Figur 5
- eine weitere Ansicht des Filtersystems von
Figur 4 ; und - Figur 6
- ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Bodensauggeräts
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Bodensauggeräts 100. Das Bodensauggerät 100 ist dazu eingerichtet, bevorzugt selbsttätig einen Boden 105 zu befahren und dabei zu reinigen. Das Bodensauggerät 100 kann insbesondere in einem Haushalt, beispielsweise auf einer vorbestimmten Wohnfläche, zur Reinigung eingesetzt werden. Der Boden 105 kann in unterschiedliche Abschnitte unterteilt werden, wobei auf oder zwischen den Abschnitten eine Bodenunebenheit 110 vorliegen kann. - Das Bodensauggerät 100 umfasst ein Gebläse 115 zum Ansaugen eines Luftstroms in der Nähe des Bodens 105, und einen Schmutzbehälter 120, in den der Luftstrom geleitet wird. Der Schmutzbehälter 120 ist bevorzugt an seiner Oberseite mittels eines Filters 130 abgeschlossen, durch den der Luftstrom passieren muss, um den Schmutzbehälter 120 wieder zu verlassen. Der Filter 125 kann insbesondere ein Vlies, ein Sieb oder einen anderen mechanischen Porenfilter umfassen. Aus dem Filter 125 kann der Luftstrom in einer Umgebung des Bodensauggeräts 100 entlassen werden.
- Das Bodensauggerät 100 umfasst ferner eine Steuervorrichtung 130, die bevorzugt sowohl zur Steuerung der Reinigungsfunktion als auch zur Steuerung der Bewegung des Bodensauggeräts 100 eingerichtet ist. Das Bodensauggerät 100 kann einen oder mehrere Antriebsmotoren 135 umfassen, die bevorzugt jeweils auf ein Antriebsrad 140 wirken. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Antriebsräder 140 vorgesehen, die unabhängig voneinander mit jeweils zugeordneten Naben-Antriebsmotoren 135 angetrieben werden können. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich.
- In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein erster Drucksensor 145 stromaufwärts des Filters 125 und ein zweiter Drucksensor 150 stromabwärts des Filters 125 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 130 ist dazu eingerichtet, auf der Basis einer mittels der Drucksensoren 145, 150 bestimmten Druckdifferenz zu bestimmen, ob eine Saugleistung des Bodensauggeräts verringert ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Druckdifferenz über eine vorbestimmte Zeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Das Bodensauggerät umfasst üblicherweise noch weitere Komponenten, beispielsweise zur Navigation, zur Kollisionsvermeidung oder zur Energieversorgung, die in
Fig. 1 nicht dargestellt sind. - Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung 130 dazu eingerichtet ist, einen durch Schmutz zugesetzten Filter 125 selbsttätig dadurch zu reinigen, dass das Gebläse 115 in seiner Leistung reduziert oder abgeschaltet wird und das Bodensauggerät 100 derart in Bewegung versetzt wird, dass es Vibrationen ausgesetzt ist, die ein Abklopfen von Schmutz aus dem Filter 125 begünstigen. Dieser Vorgang kann insbesondere dann ausgelöst werden, wenn zuvor eine verringerte Saugleistung bestimmt wurde. In anderen Ausführungsformen kann das Reinigen auch beispielsweise periodisch oder auf der Basis eines anderen Ereignisses gesteuert werden.
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Fig. 2 zeigt eine seitliche Ansicht des Bodensauggeräts 100 vonFig. 1 . Es stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, das Bodensauggerät 100 derart zu bewegen, dass der Filter 125 möglichst effizient gereinigt wird. In einer Ausführungsform kann das Bodensauggerät 100 in horizontaler Richtung beschleunigt oder abgebremst werden. In einer weiteren Ausführungsform kann es mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gegen ein insbesondere stehendes Hindernis gefahren werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Bodenunebenheit überfahren werden. Geschwindigkeit, Richtung und Häufigkeit der Bewegungen lassen sich jeweils variieren. - Erfindungsgemäß können die Antriebsmotoren 135 dazu angesteuert werden, das Bodensauggerät 100 so stark zu beschleunigen, dass ein Abschnitt vom Boden 105 abgehoben wird. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Bodensauggerät 100 einen Einlass 205, durch den der Luftstrom und ggf. Schmutz vom Bereich des Bodens 105 eingesaugt werden soll. Der Einlass 205 kann auf dem Boden 105 entlanggleiten oder mittels eines Rads, eines Gleitelements oder einer anderen Einrichtung in einem vorbestimmten Abstand über den Boden 105 geführt werden. Ein Schwerpunkt 210 liegt in horizontaler Richtung möglichst nahe an dem Antriebsrad 140. Dabei liegt der Schwerpunkt 210 zwischen dem Antriebsrad 140 und dem Einlass 205 oder dem beschriebenen, korrespondierenden Abstützelement. Beschleunigt der Antriebsmotor 135 das Antriebsrad 140, so wirkt ein Drehmoment auf den Schwerpunkt 210 um die Drehachse des Antriebsrads 140. Bei ausreichender Leistung des Antriebsmotors 135 und passender Geometrie kann erreicht werden, dass ein in Fahrtrichtung liegender Abschnitt des Bodensauggeräts 100 in vertikaler Richtung vom Boden 105 abgehoben wird. Üblicherweise fällt dieser Abschnitt anschließend wieder auf den Boden 105 zurück. Das Zurückfallen kann durch ein entsprechendes Abbremsen des Antriebsrads 140 begünstigt bzw. verstärkt werden.
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Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein Bodensauggerät 100 in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform. Anders als bei der beispielhaften Ausführungsform derFiguren 1 und2 liegt hier das Gebläse 115 stromabwärts des Filters 125. Der Luftstrom wird hier im Bereich des Einlasses 205 angesaugt und in einen oberen Bereich des Schmutzbehälters 120 geführt. Bevorzugt erfolgt das Einleiten so, dass der Luftstrom eine Kreis- oder Spiralbewegung im Schmutzbehälter 120 vollführen kann. Dadurch können Bereiche mit verringerter Strömungsgeschwindigkeit entstehen, in welchen Schmutz aus dem Luftstrom fallen und sich am unteren Bereich des Schmutzbehälters 120 sammeln kann. Der Luftstrom verlässt den Schmutzbehälter 120 durch den im oberen Bereich angeordneten Filter 125. Anschließend passiert der Luftstrom das Gebläse 115 und wird unterhalb des Bodensauggeräts 100 ausgestoßen. -
Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines exemplarischen Filtersystems 400, insbesondere für das Bodensauggerät 100 in der Ausführungsform vonFig. 3 . An einer dem Betrachter zugewandten Seite tritt der verunreinigte Luftstrom in den Schmutzbehälter 120 ein, durchläuft diesen dann wie angedeutet bevorzugt auf einer Kreis- oder Spiralbahn, verläuft dann vertikal durch den Filter 125 und verlässt das Filtersystem 400 in einem vom Betrachter abgewandten Bereich. Der Filter 125 ist zur Maximierung seiner Oberfläche bevorzugt als Fächer- oder Faltenfilter ausgeführt. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. -
Fig. 5 zeigt eine weitere Ansicht des Filtersystems 400 vonFig. 4 . Dargestellt ist eine Ansicht auf den oberen Abschnitt des Schmutzbehälters 120 von der Seite aus, auf der sich der Schmutz sammeln soll. Bezüglich der Darstellung vonFig. 4 ist der dargestellte Teil des Schmutzbehälters 120 umgedreht. Der eintretende Luftstrom wird in der Darstellung vonFig. 5 also zunächst nach oben geleitet und kann den Schmutzbehälter 120 später vertikal nach unten durch den Filter 125 wieder verlassen. -
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Steuern eines Bodensauggeräts 100. Das im Rahmen dieses Dokuments vorgestellte Verfahren kann einen üblichen Betrieb des Bodensauggeräts 100 unterbrechen. Der übliche Betrieb kann, muss jedoch nicht zum Verfahren 600 gezählt werden. - In einem optionalen Schritt 605 befindet sich das Bodensauggerät 100 in einem üblichen Betrieb. In einem Schritt 605 kann bestimmt werden, dass die Saugleistung des Bodensauggeräts 100 in einem vorbestimmten Maß abgenommen hat. Dieses Maß kann insbesondere durch einen Schwellenwert definiert sein, den eine Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Seite des Filters 125 übersteigt. Wurde keine Abnahme der Saugleistung bestimmt, so kann der Betrieb fortgesetzt werden. In anderen Ausführungsformen kann auch auf eine andere Weise bestimmt werden, ob der Filter 125 gereinigt werden soll.
- Zur Reinigung kann in einem Schritt 615 das Gebläse 115 in seiner Leistung reduziert oder insbesondere abgeschaltet werden. Gleichzeitig oder anschließend kann in einem Schritt 620 eine Bewegung des Bodensauggeräts 100 gesteuert werden, die bevorzugt dazu geeignet ist, Schmutz, der an der Unterseite des Filters 125 anhaftet, abzuklopfen. Abfallender Schmutz kann sich insbesondere im unteren Bereich des Schmutzbehälters 120 ansammeln. Nach Abschluss des Schmutzlösens kann der übliche Betrieb des Bodensauggeräts 100 in einem optionalen Schritt 625 fortgesetzt werden.
- In einer weiteren Ausführungsform kann nach dem Reinigen des Filters 125 bestimmt werden, ob die Reinigung erfolgreich war. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die beschriebene Druckdifferenz unter den vorbestimmten Schwellenwert abgefallen ist. War die Reinigung nicht erfolgreich, so kann bestimmt werden, dass der Schmutzbehälter 120 nicht weiter aufnahmefähig ist. In diesem Fall kann beispielsweise ein Benutzer zum Entleeren des Schmutzbehälters 120 aufgefordert werden.
-
- 100
- Bodensauggerät
- 105
- Boden
- 110
- Bodenunebenheit
- 115
- Gebläse
- 120
- Schmutzbehälter
- 125
- Filter
- 130
- Steuervorrichtung
- 135
- Antriebsmotor
- 140
- Antriebsrad
- 145
- erster Drucksensor
- 150
- zweiter Drucksensor
- 205
- Einlass
- 210
- Schwerpunkt
- 400
- Filtersystem
- 600
- Verfahren
- 605
- Betrieb
- 610
- Bestimmen Abnahme Saugleistung
- 615
- Abschalten Gebläse
- 620
- Steuern Bewegung
- 625
- Betrieb
Claims (8)
- Verfahren (600) zum Steuern eines Bodensauggeräts (100), wobei das Bodensauggerät (100) folgendes umfasst:- einen Antriebsmotor (135), der mit einem Antriebsrad (140) gekoppelt ist;- ein Gebläse (115) zum Ansaugen eines Luftstroms in Bodennähe;- einen Schmutzbehälter (120), in dessen, insbesondere oberen, Bereich der Luftstrom geleitet wird;- einen Filter (125), der am Schmutzbehälter (120), insbesondere an einer Oberseite des Schmutzbehälters (120), angeordnet ist,- wobei der Filter (125) dazu eingerichtet ist, Schmutz aus dem Luftstrom zurückzuhalten und einen gereinigten Luftstrom passieren zu lassen,wobei das Verfahren (600) folgende Schritte umfasst:- Ansteuern (610) des Gebläses (115), um den Luftstrom zu verringern; und- Herbeiführen (620) einer Bewegung des Bodensauggeräts (100),dadurch gekennzeichnet, dass- der Antriebsmotor (135) dazu angesteuert wird, das Bodensauggerät (100) so zu beschleunigen, dass ein in Fahrtrichtung des Antriebsrads (140) liegender Abschnitt (205) des Bodensauggeräts (100) vom Boden (105) angehoben wird, und- das Bodensauggerät (100) abgebremst wird, wenn der Abschnitt (205) einen maximalen vertikalen Abstand vom Boden (105) erreicht hat.
- Verfahren (600) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Bestimmen (610) einer verringerten Saugleistung.
- Verfahren (600) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bewegung ruckartig ist.
- Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Fahren des Bodensauggeräts (100) über eine Bodenunebenheit (110) gesteuert (620) wird.
- Verfahren (600) nach Anspruch 4, wobei die Bodenunebenheit (110) in wechselnden Richtungen überfahren (620) wird.
- Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bodensauggerät (100) in horizontaler Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gegen ein Hindernis gefahren wird.
- Bodensauggerät (100), insbesondere autonomer Staubsaugroboter, umfassend:- einen Antriebsmotor (135), der mit einem Antriebsrad (140) gekoppelt ist;- ein Gebläse (115) zum Ansaugen eines Luftstroms in Bodennähe;- einen Schmutzbehälter (120), in dessen, insbesondere oberen, Bereich der Luftstrom geleitet wird;- einen Filter (125), der am Schmutzbehälter, insbesondere an einer Oberseite des Schmutzbehälters (120), angeordnet ist,- wobei der Filter (125) dazu eingerichtet ist, Schmutz aus dem Luftstrom zurückzuhalten und einen gereinigten Luftstrom passieren zu lassen; und- eine Steuervorrichtung (130), die dazu eingerichtet ist, das Gebläse (115) anzusteuern, um den Luftstrom zu verringern und eine Bewegung des Bodensauggeräts (100) herbeizuführen,dadurch gekennzeichnet, dass- der Antriebsmotor (135) dazu angesteuert wird, das Bodensauggerät (100) so zu beschleunigen, dass ein in Fahrtrichtung des Antriebsrads (140) liegender Abschnitt (205) des Bodensauggeräts (100) vom Boden (105) angehoben wird, und- das Bodensauggerät (100) abgebremst wird, wenn der Abschnitt (205) einen maximalen vertikalen Abstand vom Boden (105) erreicht hat.
- Bodensauggerät (100) nach Anspruch 7, ferner umfassend einen ersten Drucksensor (145) zur Bestimmung eines pneumatischen Drucks stromaufwärts des Filters (125) und einen zweiten Drucksensor (150) zur Bestimmung eines pneumatischen Drucks stromabwärts des Filters (125), wobei die Steuervorrichtung (130) dazu eingerichtet ist, eine verringerte Saugleistung zu bestimmen, wenn eine Differenz der pneumatischen Drücke der Drucksensoren (145, 150) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
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