EP3563740A1 - Reinigungsroboter mit seitenbürste - Google Patents

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EP3563740A1
EP3563740A1 EP19171614.1A EP19171614A EP3563740A1 EP 3563740 A1 EP3563740 A1 EP 3563740A1 EP 19171614 A EP19171614 A EP 19171614A EP 3563740 A1 EP3563740 A1 EP 3563740A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output
cleaning robot
coupling unit
cleaned
side brush
Prior art date
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Granted
Application number
EP19171614.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3563740B1 (de
Inventor
Stefan Hassfurter
Markus Kühnel
Piotr Cyran
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3563740A1 publication Critical patent/EP3563740A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3563740B1 publication Critical patent/EP3563740B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning robot according to the preamble of claim 1.
  • the invention has the object of developing an improved cleaning robot of the type described in more detail so that above all disadvantages of said cleaning robot can be overcome.
  • a cleaning robot is to be provided, which can be used flexibly and can clean a contaminated soil and in particular its corners and edge areas in a particularly efficient and reliable manner.
  • the cleaning robot comprises a housing, an electric motor, which drives a first output, wherein the first output is movably connected by means of a fastening means relative to the housing of the cleaning robot, so that the first output is set in a first operating position of the fastening means, a second To couple output by means of a coupling unit; and the first output in a second operating position of the Fastening means is adapted to decouple the second output by means of the coupling unit, wherein the first output is a means of transport for moving the cleaning robot on the surface to be cleaned.
  • the means of locomotion would be the full torque of the electric motor to overcome an obstacle available when the first output is in the second operating position of the fastener.
  • the coupling unit By means of the coupling unit multiple outputs can be connected to each other, with only a single drive, such as an electric motor must be used. By saving on components, the complexity and weight of the cleaning robot can be reduced or thereby the required energy for moving the cleaning robot can be reduced.
  • a second output can be connected or disconnected in dependence on an operating position of the fastening means. For example, when overcoming an obstacle, the fastening means can be moved such that the second output is decoupled from the first output and thus the entire drive power of the electric motor - acting here as a drive - the first output is available, the obstacle thereby overcome easier can be.
  • the fastening means of the second output can be selectively coupled, for example, if edge areas and corners of a floor to be cleaned, or decoupled, if only the floor itself should be cleaned. Due to the possibility of coupling the second output, it is not necessary to provide a further electric motor for the second output. As a result, the electric motor of the cleaning robot can be used particularly efficiently and flexibly.
  • Drive is understood to mean a technical device which drives something or which sets something in motion, for example an electric motor.
  • the means of transport for moving the cleaning robot on the surface to be cleaned is a wheel or track drive. Both wheel and track drive can be used very flexibly.
  • the caterpillar drive By means of the caterpillar drive, the surface pressure is reduced to the ground to be cleaned, without losing the friction between the caterpillar drive and the ground, which is required for locomotion on the ground to be cleaned. As a result, an easy and reliable movement of the cleaning robot can be ensured on particularly smooth or soft floors.
  • the first output is designed as a brush roller for receiving dirt particles from the surface to be cleaned.
  • the brush roller can assist the advancement of the robot on the ground when used in addition to another downforce for the vehicle.
  • the means of transport for moving the cleaning robot and the brush roller for receiving dirt particles from the bottom is formed integrally.
  • a one-piece embodiment, wherein means of movement and brush roller are combined, allows a particularly compact design.
  • the fastening means is designed as a rocker, a shock absorber, a lifting unit or a linear guide.
  • a rocker which is designed as a pivotable connecting member with a bearing on the cleaning robot or a shock absorber, in the broadest sense a represents damped spring, very easy to be realized technically.
  • the fixing means for the first output can be formed as a lifting unit or linear guide.
  • cleaning robots that have such a high weight are mainly used for cleaning factory halls or large-scale and heavily contaminated floor surfaces.
  • the second output is designed as a side brush.
  • the side brush allows easy and reliable cleaning in corner and edge areas of the floor to be cleaned.
  • the cleaning robot can have one or more side brushes, whereby the flexibility in the use of the cleaning robot can be improved.
  • the second output is arranged in a direction of travel of the cleaning robot before the first output.
  • Such an embodiment makes it possible to sweep, for example by means of a side brush dissolved and moving dirt particles in the direction of a main brush, the dirt particles can then be further transported by the main brush in the direction of a suction nozzle of the cleaning robot.
  • an advantageous embodiment has at least one further output, which can be coupled to the first output via a further coupling unit.
  • the further output can, for example, be a further side brush which is driven by a bristle configuration different from the first side brush or via a different transmission ratio of the coupling unit.
  • the coupling unit of the second output and / or the further output is a friction gear.
  • a friction gear provides a simpler gearbox solution for coupling the first output to the second output.
  • the friction wheel can be pressed with a defined force on a friction surface of the first output to set a slip. This will allow slippage if the second output is blocked.
  • a drive control of the traction drive can compensate for torque fluctuations on the side brush.
  • Friction gear also referred to as friction gear
  • Friction gear in addition to the mentioned, continuously variable power transmission further advantages.
  • Their design is simple and comes with few moving parts, resulting in a weight reduction, ease of use and less wear on a wheel for locomotion or a coating of the friction wheel and also lower maintenance.
  • an overload only leads to a "slipping" of the friction wheel, which usually causes no consequential damage.
  • designed as a friction gear coupling unit is particularly easy to maintain.
  • the cleaning robot comprises an electric accumulator which feeds the electric motor.
  • the cleaning robot can move freely and autonomously in the room or on the surface to be cleaned and clean them.
  • the present invention makes it possible to use a flexible cleaning robot with simple structural and cost-effective means.
  • FIG. 2 shows a plan view of a cleaning robot 10 according to an advantageous embodiment.
  • Fig. 1 is intended to illustrate only the compactness of the cleaning robot 10 and serves to illustrate the sectional areas AA and BB, in the following FIGS. 2 and 3 are described in detail under naming essential elements of the cleaning robot 10.
  • the section AA perpendicular to the plane of the plan view of the cleaning robot 10 in Fig. 1 a sectional view of the cleaning robot 10 according to Fig. 2 in which a coupling unit 3 couples a first output 1 and a second output 2 in a first operating position of a fastening means 4.
  • the cleaning robot 10 comprises a housing 5 with an electric motor - not shown here.
  • the electric motor serves as a drive for the first output 1 and or a Brush roller 6, which is used by the cleaning robot 10 for dissolving dirt particles on a floor to be cleaned.
  • the brush roller 6 can be driven by the same electric motor of the cleaning robot 10 or by a specially provided further drive. If only one electric motor is used, which serves to drive the first output 1 and to drive the brush roller 6, this must be chosen more powerfully. The use of only one electric motor in the cleaning robot 10 allows a compact and space-saving design.
  • Fig. 2 is the first output as a means of transport, such as a wheel or a caterpillar drive for moving the cleaning robot 10 formed on the floor to be cleaned.
  • the first output 1 is movably connected via a fastening means 4 relative to the cleaning robot 10.
  • the fastening means 4 is designed as a rocker, which allows the first output 1 to be pivoted about a fixed center of rotation in the cleaning robot 10.
  • the first output 1 is shown in a first operating position of the fastening means 4, in which a second output 2 is coupled by means of a coupling unit 3.
  • the second output 2 is in the embodiment of Fig.
  • both the first output 1 and the second output 2 can be driven by means of the drive of the electric motor.
  • the side brush 2 is driven by means of the coupling unit 3 via the wheel 1, wherein at the same time both a process of the cleaning robot 10 on the floor to be cleaned takes place as well as a sweeping of the bottom or corners and edge regions of the floor by means of the second output 2, the is designed here as a side brush 2. Consequently, no additional electric motor in the cleaning robot 10 must be provided for the use or drive of the side brush, whereby space in the housing 5 of the cleaning robot 10 is saved and thus the cleaning robot 10 itself can be made more compact.
  • the cleaning action of the cleaning robot 10 can be extended to areas outside of the brush roller 6 or main brush of the cleaning robot 10, ie, outside the housing. In particular, corners and edge regions of the floor to be cleaned can thus be cleaned particularly effectively.
  • the coupling unit 3 is designed as a friction gear.
  • the first output 1 is designed as a wheel of the means of locomotion for moving the cleaning robot 10 on the floor to be cleaned
  • the second output 2 is designed as a side brush and the coupling unit 3 as a friction gear with a friction wheel.
  • Such an embodiment is particularly advantageous because the drive of the side brush 2 via the friction wheel 3, which is connected to the wheel 1 of the means of locomotion.
  • the torque transmission is particularly efficient by means of a simple transmission.
  • the friction wheel 3 is pressed with a defined force on the wheel 1 of the means of locomotion. The defined force is selected such that slippage is possible if the side brush 2 blocks.
  • a drive control of the electric motor can compensate for torque fluctuations on the side brush 2.
  • a frictional gear designed as a friction wheel 3 allows a particularly simple extraction or decoupling between the first output 1 - the wheel of the means of locomotion - and the second output 2 - the side brush.
  • Fig. 3 is in a further view of a section along a section line BB perpendicular to the plane of the plan view of the cleaning robot 10 in Fig. 1 shown.
  • the coupling unit 3 in a second operating position of a fastening means 4, wherein the first output 1 and the second output 2 are coupled out from each other.
  • Such decoupling occurs, for example, in overcoming an obstacle 7 on a surface of the soil to be cleaned.
  • the fastening means 4 which connects the wheel 1 to the housing 5 or the cleaning robot 10 for moving the cleaning robot 10 on the floor to be cleaned, is pivotally designed as a rocker.
  • the obstacle 7 is shown as a step.
  • the rocker 4 a relative rotation of the first output or the wheel 1 and the housing 5 of the cleaning robot 10 from each other, so that a decoupling of the coupling unit or the friction wheel 3, the wheel 1 and the side brush 2 can be done.
  • the friction wheel 3 loses contact with the wheel 1, so that the side brush is no longer driven and the full torque of the electric motor is the wheel 1 and the first output available.
  • the brush roller 6 can assist in the process of cleaning robot 10 on the floor to be cleaned or the overcoming of an obstacle 7.
  • the main brush may be arranged asymmetrically, so that support for moving the cleaning robot 10 to the floor to be cleaned on the side of the brush roller 6 is greater. Consequently, there would be a lower torque from the drive or electric motor needed than on a side facing away from it. Such a difference in the torque can be used by the side brush 2 and the second output 2.
  • the in the FIGS. 2 and 3 illustrated side brush 2 is arranged in a direction of travel of the cleaning robot 10 in front of the wheel
  • Such an embodiment allows, for example, sweeping and moving dirt particles in the direction of a main brush or brush roller 6 by means of the side brush 2, wherein the dirt particles can then be conveyed further by the brush roller 6 in the direction of a suction nozzle of the cleaning robot 10.
  • the cleaning robot 10 and its side brush 2 is particularly easy to maintain and replace. In addition, the coupling out automatically when driving over obstacles 7, without the need for sensors or software would be necessary. If the cleaning robot 10, then the side brush 2 does not move, ie that no loss of energy occurs.
  • the first output 1 or the wheel for the process of the cleaning robot 10 is constructed in one piece with the main brush or brush roller 6.
  • a further output can be coupled to the first output 1 in addition to the second output 2.
  • a coupling of this further output to the first output 1 can also take place via a further coupling unit, which is designed as a friction gear.
  • a cleaning robot 10 does not have to rotate about its yaw axis if it wants to clean a certain corner or edge area of the floor to be cleaned.
  • the fastener 4 is formed as a shock absorber, lifting unit or linear guide.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter (10) umfassend: ein Gehäuse (5), einen Elektromotor, der einen ersten Abtrieb (1) antreibt, wobei der erste Abtrieb (1) mittels eines Befestigungsmittels (4) relativ zu dem Gehäuse (5) des Reinigungsroboters (10) bewegbar verbunden ist, so dass der erste Abtrieb (1) in einer ersten Betriebsposition des Befestigungsmittels (4) eingerichtet ist, einen zweiten Abtrieb (2) mittels einer Kopplungseinheit (3) anzukoppeln; und der erste Abtrieb (1) in einer zweiten Betriebsposition des Befestigungsmittels (4) eingerichtet ist, den zweiten Abtrieb (2) mittels der Kopplungseinheit (3) abzukoppeln, wobei der erste Abtrieb (1) ein Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters (10) auf einer zu reinigenden Oberfläche ist. Die Kopplungseinheit (3) ist bevorzugt als Reibgetriebe ausgestaltet und kann dadurch besonders einfach und flexibel eingesetzt und gewartet werden.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • STAND DER TECHNIK
  • Seit längerer Zeit wird die Entwicklung von autonomen Saugreinigungsgeräten, d. h. Reinigungsrobotern vorangetrieben. Während anfänglich Reinigungsroboter lediglich zur Reinigung von hindernisfreien Flächen eingesetzt wurden, sind sie nun aufgrund der Weiterentwicklung der Reinigungsroboter auch in der Lage, Hindernisse zu überwinden und in schwer zugänglichen Bereichen eines zu reinigenden Bodens, beispielsweise Ecken und Randbereichen von Flächen, effektiv eingesetzt zu werden. Dazu kommen zusätzlich zu den herkömmlichen Bürstenwalzen beispielsweise seitlich angeordnete Bürsten zum Einsatz, die in der Lage sind, in Eckbereichen zu reinigen.
  • Ursprünglich wurden zum Antrieb eines Fortbewegungsmittels des Reinigungsroboters und zum Antrieb der Bürstenwalze und der Seitenbürste jeweils eigene Elektromotoren eingesetzt. Beim Einsatz leistungsstarker Motoren im Reinigungsroboter konnten das Fortbewegungsmittel und einzelne Bürsten mittels einer Kopplungseinheit verbunden und damit die Anzahl der Elektromotoren verringert werden. Aus dem Stand der Technik sind diverse Alternativen zur Kopplung bekannt. In der Druckschrift US 2005 / 0 155 169 A1 wird beispielsweise als Lösung ein Riemenantrieb vorgeschlagen, der die Achse der Räder mit davon beabstandeten Seitenbürsten des Reinigungsroboters verbindet. Eine dazu ähnliche Lösung schlägt ebenfalls die Druckschrift US 4 701 969 A vor.
  • Alternativ zum Einsatz eines Riemenantriebs wird in der Druckschrift EP 2 907 437 A2 ein Zahnradgetriebe vorgeschlagen, mit dessen Hilfe eine Bürstenwalze mit einer daran anschließenden Seitenbürste gekoppelt wird. Dazu ist allerdings ein leistungsstarker Antriebsmotor im Reinigungsroboter erforderlich. Leistungsstärkere Antriebsmotoren erfordern mehr Platz und weisen ein größeres Gewicht auf, das der Reinigungsroboter auch bewegen muss. Darüber hinaus neigen Zahnräder dazu, sich zu blockieren, wenn Verunreinigungen ins Getriebe gelangen. Ein weiterer Nachteil von Zahnradgetrieben ist deren frühzeitiger Verschleiß aufgrund der auftretenden Reibungskräfte. Die genannten Beispiele stehen nur stellvertretend für eine Vielzahl von Antriebsvarianten der unterschiedlichen Bürsten und Fortbewegungsmitteln eines Reinigungsroboters. Die Lösungen verfolgen das Ziel, eine zuverlässige und effiziente Reinigung eines verunreinigten Bodens sicherzustellen und gleichzeitig die Lebensdauer des Reinigungsroboters zu erhöhen sowie den Einsatz von Ressourcen zu minimieren.
    • DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGENDE AUFGABE
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Reinigungsroboter der eingangs näher beschriebenen Art so weiterzubilden, dass vor allem Nachteile der genannten Reinigungsroboter überwunden werden können. Insbesondere soll ein Reinigungsroboter bereitgestellt werden, welcher flexibel einsetzbar ist und besonders effizient und zuverlässig einen verunreinigten Boden und insbesondere deren Ecken und Randbereiche reinigen kann.
    • ERFINDUNGSGEMÄßE LÖSUNG
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Reinigungsroboter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Der erfindungsgemäße Reinigungsroboter umfasst dazu ein Gehäuse, einen Elektromotor, der einen ersten Abtrieb antreibt, wobei der erste Abtrieb mittels eines Befestigungsmittels relativ zu dem Gehäuse des Reinigungsroboters bewegbar verbunden ist, so dass der erste Abtrieb in einer ersten Betriebsposition des Befestigungsmittels eingerichtet ist, einen zweiten Abtrieb mittels einer Kopplungseinheit anzukoppeln; und der erste Abtrieb in einer zweiten Betriebsposition des Befestigungsmittels eingerichtet ist, den zweiten Abtrieb mittels der Kopplungseinheit abzukoppeln, wobei der erste Abtrieb ein Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters auf der zu reinigenden Oberfläche ist. Dadurch würde beispielsweise dem Fortbewegungsmittel das volle Drehmoment des Elektromotors zur Überwindung eines Hindernisses zur Verfügung stehen, wenn sich der erste Abtrieb in der zweiten Betriebsposition des Befestigungsmittels befindet.
  • Mittels der Kopplungseinheit können mehrere Abtriebe miteinander verbunden werden, wobei nur ein einzelner Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, eingesetzt werden muss. Durch die Einsparung von Bauteilen kann die Komplexität und das Gewicht des Reinigungsroboters reduziert bzw. dadurch auch die erforderliche Energie zur Fortbewegung des Reinigungsroboters vermindert werden. Insbesondere kann anhand des Befestigungsmittels, das eingerichtet ist, den ersten Abtrieb relativ zu dem Gehäuse des Reinigungsroboters zu bewegen, ein zweiter Abtrieb in Abhängigkeit einer Betriebsposition des Befestigungsmittels an- oder abgekoppelt werden. Beispielsweise kann dadurch bei der Überwindung eines Hindernisses das Befestigungsmittel derart bewegt werden, dass der zweite Abtrieb von dem ersten Abtrieb abgekoppelt wird und somit die gesamte Antriebsleistung des Elektromotors - hier als Antrieb wirkend - dem ersten Abtrieb zur Verfügung steht, wobei das Hindernis dadurch leichter überwunden werden kann. Auch kann mittels des Befestigungsmittels der zweite Abtrieb gezielt angekoppelt werden, wenn beispielsweise Randbereiche und Ecken eines Bodens gesäubert werden sollen, oder abgekoppelt werden, wenn lediglich der Boden selbst gereinigt werden soll. Aufgrund der Möglichkeit des Ankoppelns des zweiten Abtriebs ist es nicht erforderlich, einen weiteren Elektromotor für den zweiten Abtrieb vorzusehen. Dadurch kann der Elektromotor des Reinigungsroboters besonders effizient und flexibel eingesetzt werden.
  • Im Sinne der Erfindung wird als Abtrieb der Teil einer Einrichtung oder der Teil einer zu derselben Einrichtung gehörenden Kraft bezeichnet, der als Nutzen eines Antriebs der Einrichtung zur Verfügung steht. Häufig trennt eine Kupplungseinheit die Antriebs- und Abtriebsseite. Unter Antrieb wird eine technische Einrichtung verstanden, die etwas treibt bzw. die etwas in Bewegung versetzt, beispielsweise ein Elektromotor.
    • BEVORZUGE AUSGESTALTUNG DER ERFINDUNG
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Zweckmäßigerweise ist das Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters auf der zu reinigenden Oberfläche ein Rad- oder Raupenantrieb. Sowohl Rad- als auch Raupenantrieb sind sehr flexibel einsetzbar. Mittels des Raupenantriebs wird der Flächendruck auf den zu reinigenden Boden reduziert, ohne dass dabei die Reibung zwischen Raupenantrieb und Boden verloren geht, die zur Fortbewegung auf dem zu reinigenden Boden erforderlich ist. Dadurch kann eine leichte und zuverlässige Fortbewegung des Reinigungsroboters auf besonders glatten oder weichen Böden gewährleistet werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist der erste Abtrieb als Bürstenwalze zum Aufnehmen von Schmutzpartikeln von der zu reinigenden Oberfläche ausgebildet. Dadurch dass der erste Abtrieb als Bürstenwalze lediglich eine Funktion - Reinigung - erfüllen muss, kann diese leicht ausgetauscht bzw. gewartet werden. Darüber hinaus kann die Bürstenwalze das Vorwärtskommen bzw. Verfahren des Roboters auf dem Boden unterstützen, wenn sie zusätzlich zu einem weiteren Abtrieb für das Fortbewegungsmittel eingesetzt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters und die Bürstenwalze zum Aufnehmen von Schmutzpartikeln von dem Boden einstückig ausgebildet. Eine einstückige Ausführungsform, wobei Fortbewegungsmittel und Bürstenwalze zusammengefasst sind, erlaubt eine besonders kompakte Bauweise. Beispielsweise kann eine Bürstenwalze mit seitlich angeordneten Rädern, die als Fortbewegungsmittel dienen, auf derselben Achse angeordnet sein. Dadurch kann die Größe des Reinigungsroboters reduziert werden.
  • Vorteilhafterweise ist das Befestigungsmittel als eine Schwinge, ein Stoßdämpfer, eine Hebeeinheit oder eine Linearführung ausgebildet. Insbesondere ist eine Ausführungsform mittels einer Schwinge, die als schwenkbares Verbindungsglied mit einem Lager am Reinigungsroboter ausgebildet ist oder eines Stoßdämpfers, der im weitesten Sinne eine gedämpfte Feder darstellt, sehr einfach technisch realisiert werden. Bei Reinigungsrobotern, die ein hohes Gewicht aufweisen, kann das Befestigungsmittel für den ersten Abtrieb als Hebeeinheit oder Linearführung ausgebildet werden. Allerdings kommen Reinigungsroboter, die ein so hohes Gewicht aufweisen, hauptsächlich zur Reinigung von Fabrikhallen bzw. großflächigen und stark verunreinigten Bodenflächen zum Einsatz.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Abtrieb als Seitenbürste ausgebildet. Die Seitenbürste erlaubt eine einfache und zuverlässige Reinigung in Eck- und Randbereichen des zu reinigenden Bodens. Der Reinigungsroboter kann dabei eine oder mehrere Seitenbürsten aufweisen, wodurch die Flexibilität beim Einsatz des Reinigungsroboters verbessert werden kann.
  • Zweckmäßigerweise ist der zweite Abtrieb in einer Fortbewegungsrichtung des Reinigungsroboters vor dem ersten Abtrieb angeordnet. Eine solche Ausführungsform erlaubt es, beispielsweise mittels einer Seitenbürste gelöste und bewegte Schmutzpartikel in Richtung einer Hauptbürste zu kehren, wobei die Schmutzpartikel anschließend von der Hauptbürste in Richtung einer Saugdüse des Reinigungsroboters weiterbefördert werden können.
  • Um die Flexibilität des Einsatzes des Reinigungsroboters zu erhöhen, weist eine vorteilhafte Ausführungsform zumindest einen weiteren Abtrieb auf, der über eine weitere Kopplungseinheit an den ersten Abtrieb koppelbar ist. Der weitere Abtrieb kann beispielsweise eine weitere Seitenbürste sein, die eine von der ersten Seitenbürste unterschiedliche Borstenkonfigurationen oder über ein anderes Übersetzungsverhältnis der Kopplungseinheit angetrieben wird.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Kopplungseinheit des zweiten Abtriebs und/oder des weiteren Abtriebs ein Reibgetriebe. Ein Reibgetriebe bietet eine einfachere Getriebelösung zur Kopplung des ersten Abtriebs an den zweiten Abtrieb. Beispielsweise kann beim Überfahren von Hindernissen von dem ersten Abtrieb aus gekoppelt werden, ohne dass Sensoren oder Software dazu notwendig wären. Dabei kann zur Einstellung eines Schlupfes das Reibrad mit einer definierten Kraft auf eine Reibfläche des ersten Abtriebs gedrückt werden. Dadurch wird ein Durchschlupf möglich, falls der zweite Abtrieb blockiert. Beispielsweise würde beim Blockieren einer Seitenbürste der Reinigungsroboter nicht an einer Weiterfahrt gehindert. Durch Änderung der Position des Reinigungsroboters, kann das Blockieren eventuell wieder aufgehoben werden. Eine Antriebsregelung des Fahrantriebs kann Momentenschwankungen an der Seitenbürste ausgleichen. Sobald der erste Abtrieb mittels seines Befestigungsmittels ausgekoppelt, um z.B. ein Hindernis zu überwinden, verliert das Reibrad den Kontakt. Die Seitenbürste bzw. der zweite Abtrieb wird nicht mehr angetrieben und das volle Motormoment steht für das Fortbewegungsmittel bzw. den ersten Abtrieb zur Verfügung. Reibgetriebe, auch als Friktionsgetriebe bezeichnet, haben neben der erwähnten, stufenlos regulierbaren Kraftübertragung weitere Vorteile. So sind sie, verglichen mit anderen Getrieben, mit relativ kostengünstigen Mitteln herzustellen. Ihre Konstruktion ist einfach und kommt mit wenigen beweglichen Teilen aus, woraus eine Gewichtsreduktion, eine einfache Bedienung sowie ein geringerer Verschleiß bei einem Rad zur Fortbewegung oder einer Beschichtung des Reibrads und auch ein geringerer Wartungsaufwand resultieren. Zudem führt eine Überbelastung lediglich zu einem "Durchrutschen" des Reibrads, was in der Regel keine Folgeschäden nach sich zieht. Darüber hinaus ist eine als Reibgetriebe ausgestaltete Kopplungseinheit besonders einfach zu warten.
  • Vorzugsweise umfasst der Reinigungsroboter einen elektrischen Akkumulator, der den Elektromotor speist. Dadurch kann der Reinigungsroboter sich vollkommen frei und autonom im Raum bzw. auf der zu reinigenden Fläche Fortbewegen und diese reinigen.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen Mitteln einen flexibel einsetzbaren Reinigungsroboter.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
  • Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht eines Reinigungsroboters gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform mit darin angedeuteten Schnittlinien A-A und B-B;
    Fig. 2
    eine Schnittansicht senkrecht zur Draufsicht des Reinigungsroboters entlang der Schnittlinie A-A;
    Fig. 3
    eine weitere Schnittansicht senkrecht zur Draufsicht des Reinigungsroboters entlang der Schnittlinie B-B, parallel versetzt zur Schnittlinie A-A.
    AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG ANHAND VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reinigungsroboters bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
  • In Fig. 1 wird eine Draufsicht eines Reinigungsroboters 10 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform gezeigt. Fig. 1 soll lediglich die Kompaktheit des Reinigungsroboters 10 veranschaulichen und dient der Darstellung der Schnittbereiche A-A und B-B, die in den folgenden Figuren 2 und 3 ausführlich unter Nennung wesentlicher Elemente des Reinigungsroboters 10 beschrieben sind.
  • Dabei zeigt der Schnitt A-A senkrecht zur Ebene der Draufsicht auf den Reinigungsroboter 10 in Fig. 1 eine Schnittansicht des Reinigungsroboters 10 gemäß Fig. 2, bei dem eine Kopplungseinheit 3 einen ersten Abtrieb 1 und einen zweiten Abtrieb 2 in einer ersten Betriebsposition eines Befestigungsmittels 4 angekoppelt.
  • Der Reinigungsroboter 10 umfasst ein Gehäuse 5 mit einem Elektromotor - hier nicht gezeigt. Der Elektromotor dient als Antrieb für den ersten Abtrieb 1 und oder eine Bürstenwalze 6, die vom Reinigungsroboter 10 zum Lösen von Schmutzpartikeln auf einem zu reinigenden Boden verwendet wird. Je nach Ausführungsform kann die Bürstenwalze 6 von demselben Elektromotor des Reinigungsroboters 10 angetrieben werden oder von einem extra dafür vorgesehenen weiteren Antrieb. Sofern nur ein Elektromotor eingesetzt wird, der zum Antrieb des ersten Abtriebs 1 und zum Antrieb der Bürstenwalze 6 dient, muss dieser leistungsstärker gewählt werden. Der Einsatz nur eines Elektromotors im Reinigungsroboters 10 erlaubt eine kompakte und platzsparende Bauweise.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der erste Abtrieb als Fortbewegungsmittel, beispielsweise ein Rad- oder ein Raupenantrieb zum Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf dem zu reinigenden Boden ausgebildet. Der erste Abtrieb 1 ist über ein Befestigungsmittel 4 relativ zum Reinigungsroboter 10 beweglich verbunden. Dabei ist das Befestigungsmittel 4 als Schwinge ausgebildet, die es dem ersten Abtrieb 1 erlaubt, um einen festen Drehpol im Reinigungsroboter 10 verschwenkt zu werden. In Fig. 2 ist der erste Abtrieb 1 in einer ersten Betriebsposition des Befestigungsmittels 4 dargestellt, bei der ein zweiter Abtrieb 2 mittels einer Kopplungseinheit 3 angekoppelt ist. Somit erfolgt eine Kraft- bzw. Moment Übertragung vom ersten Abtrieb 1 über die Kopplungseinheit 3 auf den zweiten Abtrieb 2. Der zweite Abtrieb 2 ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 als Seitenbürste ausgebildet. Dadurch kann mittels des Antriebs des Elektromotors sowohl der erste Abtrieb 1 als auch der zweite Abtrieb 2 angetrieben werden. Somit wird über das Rad 1 auch die Seitenbürste 2 mittels der Kopplungseinheit 3 angetrieben, wobei gleichzeitig sowohl ein Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf den zu reinigenden Boden erfolgt als auch ein Kehren des Bodens bzw. Ecken und Randbereichen des Bodens mittels des zweiten Abtriebs 2, der hier als Seitenbürste 2 ausgebildet ist. Folglich muss für den Einsatz bzw. Antrieb der Seitenbürste kein zusätzlicher Elektromotor im Reinigungsroboter 10 vorgesehen werden, wodurch Bauraum im Gehäuse 5 des Reinigungsroboters 10 eingespart wird und damit der Reinigungsroboter 10 selbst kompakter gestaltet werden kann. Mittels der Seitenbürste kann die Reinigungswirkung des Reinigungsroboters 10 auf Bereiche außerhalb der Bürstenwalze 6 bzw. Hauptbürste des Reinigungsroboters 10, d. h., außerhalb des Gehäuses erweitert werden. Insbesondere lassen sich Ecken und Randbereiche des zu reinigenden Bodens damit besonders wirksam reinigen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kopplungseinheit 3 als Reibgetriebe ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Abtrieb 1 als Rad des Fortbewegungsmittels zum Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf dem zu reinigenden Boden ausgebildet, wobei der zweite Abtrieb 2 als Seitenbürste und die Kopplungseinheit 3 als Reibgetriebe mit einem Reibrad ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, weil der Antrieb der Seitenbürste 2 über das Reibrad 3 erfolgt, dass mit dem Rad 1 des Fortbewegungsmittels verbunden ist. Dadurch erfolgt die Momentübertragung besonders effizient mittels eines simplen Getriebes. Das Reibrad 3 wird mit einer definierten Kraft auf das Rad 1 des Fortbewegungsmittels gedrückt. Die definierte Kraft ist derart gewählt, dass ein Durchschlupfen möglich ist, falls die Seitenbürste 2 blockiert. Somit kann der Reinigungsroboter 10 trotz einer blockierten Seitenbürste 2 weiter auf dem zu reinigenden Boden verfahren werden. Bei einer hier nicht gezeigten Ausführungsform kann eine Antriebsregelung des Elektromotors Momentenschwankungen an der Seitenbürste 2 ausgleichen. Darüber hinaus erlaubt ein als Reibrad 3 gestaltetes Reibgetriebe eine besonders einfache Aus- bzw. Abkopplung zwischen dem ersten Abtrieb 1 - dem Rad des Fortbewegungsmittels - und dem zweiten Abtrieb 2 - der Seitenbürste.
  • In Fig. 3 wird in einer weiteren Ansicht eines Schnitts entlang einer Schnittlinie B-B senkrecht zur Ebene der Draufsicht auf den Reinigungsroboter 10 in Fig. 1 dargestellt. Bei der Schnittansicht des Reinigungsroboters 10 gemäß Fig. 3 befindet sich die Kopplungseinheit 3 in einer zweiten Betriebsposition eines Befestigungsmittels 4, wobei der erste Abtrieb 1 und der zweite Abtrieb 2 voneinander ausgekoppelt sind. Eine solche Auskopplung erfolgt beispielsweise bei der Überwindung eines Hindernisses 7 auf einer Fläche des zu reinigenden Bodens. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. drei ist das Befestigungsmittel 4, welches das Rad 1 zum Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf dem zu reinigenden Boden mit dem Gehäuse 5 bzw. dem Reinigungsroboter 10 verbindet, schwenkbar als Schwinge ausgebildet. In der Fig. 3 ist das Hindernis 7 beispielsweise als Stufe dargestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erlaubt die Schwinge 4 ein relatives Verdrehen des ersten Abtriebs bzw. des Rads 1 und des Gehäuses 5 des Reinigungsroboters 10 voneinander, sodass ein Auskoppeln der Kopplungseinheit bzw. des Reibrads 3 das Rad 1 und die Seitenbürste 2 erfolgen kann. Sobald das Rad 1 aufgrund seiner relativen Verschwenkung gegenüber dem Gehäuse 5 des Reinigungsroboters 10 von dem Reibrad 3 der Kopplungseinheit ausgekoppelt wird, verliert das Reibrad 3 den Kontakt zum Rad 1, sodass die Seitenbürste nicht mehr angetrieben wird und das volle Drehmoment des Elektromotors dem Rad 1 bzw. dem ersten Abtrieb zur Verfügung steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Bürstenwalze 6 beim Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf dem zu reinigenden Boden bzw. der Überwindung eines Hindernisses 7 unterstützend wirken. Bei einer weiteren hier nicht gezeigten Ausführungsform kann die Hauptbürste asymmetrisch angeordnet sein, sodass eine Unterstützung zum Verfahren des Reinigungsroboters 10 auf den zu reinigenden Boden auf der Seite der Bürstenwalze 6 größer ist. Folglich würde dort ein geringeres Drehmoment vom Antrieb bzw. Elektromotor benötigt als auf einer davon abgewandten Seite. Eine solche Differenz des Drehmoments kann von der Seitenbürste 2 bzw. dem zweiten Abtrieb 2 genutzt werden. Die in den Figuren 2 und 3 dargestellte Seitenbürste 2 ist in einer Fortbewegungsrichtung des Reinigungsroboters 10 vor dem Rad 1 angeordnet. Eine solche Ausführungsform erlaubt es beispielsweise mittels der Seitenbürste 2 gelöste und bewegte Schmutzpartikel in Richtung einer Hauptbürste bzw. Bürstenwalze 6 zu kehren, wobei die Schmutzpartikel anschließend von der Bürstenwalze 6 in Richtung einer Saugdüse des Reinigungsroboters 10 weiterbefördert werden können. Aufgrund des einfachen Aufbaus des Reibgetriebes lässt sich der Reinigungsroboter 10 und seine Seitenbürste 2 besonders einfach warten und Austauschen. Darüber hinaus erfolgt die Auskopplung automatisch beim Überfahren von Hindernissen 7, ohne dass dazu Sensoren oder Software notwendig wären. Steht der Reinigungsroboter 10, so bewegt sich auch die Seitenbürste 2 nicht, d. h., dass kein Energieverlust erfolgt.
  • Bei einer weiteren hier nicht dargestellten Ausführungsform ist der erste Abtrieb 1 bzw. das Rad zum Verfahren des Reinigungsroboters 10 einstückig mit der Hauptbürste bzw. Bürstenwalze 6 aufgebaut. Eine solche Ausführungsform erlaubt eine noch kompaktere Bauweise und gegebenenfalls Einsparung eines weiteren Elektromotors zum Antrieb der Bürstenwalze 6. Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist an den ersten Abtrieb 1 noch zusätzlich zum zweiten Abtrieb 2 ein weiterer Abtrieb koppelbar. Eine Kopplung dieses weiteren Abtriebs an den ersten Abtrieb 1 kann auch über eine weitere Kopplungseinheit erfolgen, die als Reibgetriebe ausgebildet ist. Dadurch ist ein noch flexiblerer Einsatz des Reinigungsroboters 10 möglich. Beispielsweise muss ein solcher Reinigungsroboter 10 sich nicht um seine Gier-Achse drehen, wenn er einen bestimmten Eck- oder Randbereich des zu reinigenden Bodens reinigen will. Darüber hinaus kann bei einer erweiterten Ausführungsform der weitere Abtrieb als zusätzliche Seitenbürste mit von der Seitenbürste des zweiten Abtriebs 2 abweichenden Eigenschaften, beispielsweise Drehzahl, Material der Bürste ausgestaltet sein. Bei noch weiteren hier nicht erörterten Ausführungsformen ist das Befestigungsmittel 4 als Stoßdämpfer, Hebeeinheit oder Linearführung ausgebildet.
  • Die vorstehend beschriebene Kopplungseinheit 3 für einen Reinigungsroboter 10, die vorzugsweise als Reibgetriebe ausgebildet ist und in der Lage ist, zumindest einen ersten Abtrieb 1 und einen zweiten Abtrieb 2 miteinander zu verbinden, erlaubt eine besonders kompakte Bauweise und gleichzeitig einen flexiblen und annähernd ausfallsfreien Betrieb eines Reinigungsroboters 10.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    erster Abtrieb, Rad des Fortbewegungsmittels
    2
    zweiter Abtrieb, Seitenbürste
    3
    Kopplungseinheit, Reibgetriebe
    4
    Befestigungsmittel, Schwinge
    5
    Gehäuse
    6
    Bürstenwalze
    7
    Hindernis
    10
    Reinigungsroboter

Claims (10)

  1. Reinigungsroboter (10) umfassend:
    - ein Gehäuse (5),
    - einen Elektromotor, der einen ersten Abtrieb (1) antreibt, wobei der erste Abtrieb (1) mittels eines Befestigungsmittels (4) relativ zu dem Gehäuse (5) des Reinigungsroboters (10) bewegbar verbunden ist, wobei
    der erste Abtrieb (1) in einer ersten Betriebsposition des Befestigungsmittels (4) eingerichtet ist, einen zweiten Abtrieb (2) mittels einer Kopplungseinheit (3) anzukoppeln; und
    der erste Abtrieb (1) in einer zweiten Betriebsposition des Befestigungsmittels (4) eingerichtet ist, den zweiten Abtrieb (2) mittels der Kopplungseinheit (3) abzukoppeln,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Abtrieb (1) ein Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters (10) auf einer zu reinigenden Oberfläche ist.
  2. Reinigungsroboter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters (10) auf einer zu reinigenden Oberfläche ein Rad- oder Raupenantrieb ist.
  3. Reinigungsroboter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fortbewegungsmittel zum Verfahren des Reinigungsroboters (10) und eine Bürstenwalze (6) zum Aufnehmen von Schmutzpartikeln von der zu reinigenden Oberfläche einstückig ausgebildet sind.
  4. Reinigungsroboter (10) nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel eine Schwinge, ein Stoßdämpfer, eine Hebeeinheit oder eine Linearführung ist.
  5. Reinigungsroboter (10) nach einer der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abtrieb (2) als Seitenbürste ausgebildet ist.
  6. Reinigungsroboter (10) nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abtrieb (2) in einer Fortbewegungsrichtung des Reinigungsroboters (10) vor dem ersten Abtrieb (1) angeordnet ist.
  7. Reinigungsroboter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Abtrieb (1) zumindest ein weiterer Abtrieb koppelbar ist.
  8. Reinigungsroboter (10) nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (3) des zweiten Abtriebs (2) und/oder des weiteren Abtriebs ein Reibgetriebe ist.
  9. Reinigungsroboter (10) nach einer der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Abtrieb unterschiedlich von dem zweiten Abtrieb ist.
  10. Reinigungsroboter (10) nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsroboter einen elektrischen Akkumulator umfasst, der den Elektromotor speist.
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