EP4404811A1 - Reinigungsroboter - Google Patents

Reinigungsroboter

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EP4404811A1
EP4404811A1 EP22772964.7A EP22772964A EP4404811A1 EP 4404811 A1 EP4404811 A1 EP 4404811A1 EP 22772964 A EP22772964 A EP 22772964A EP 4404811 A1 EP4404811 A1 EP 4404811A1
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EP
European Patent Office
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cleaning
pressing
cleaning robot
cleaning element
rotation
Prior art date
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Application number
EP22772964.7A
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English (en)
French (fr)
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EP4404811B1 (de
Inventor
Frank Schnitzer
Kristina Daniel
Stefan Hassfurter
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Publication of EP4404811A1 publication Critical patent/EP4404811A1/de
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Publication of EP4404811B1 publication Critical patent/EP4404811B1/de
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Definitions

  • the invention relates to a cleaning robot.
  • the invention relates to a cleaning robot with a cleaning element for cleaning a floor surface.
  • a typical cleaning robot is set up to drive autonomously over a floor area in a household and to clean the floor area in the process.
  • a suction mechanism is provided in order to clean the floor surface pneumatically.
  • a rotating broom or brush roller can also be provided to clean the floor surface.
  • Another type of cleaning robot uses a movable cleaning element, such as a pad or disc, that is moved relative to the floor surface to pick up debris. Cleaning is often carried out using a cleaning liquid.
  • a cleaning robot includes a body; a flat cleaning element and a pressing device.
  • the cleaning element is configured to be moved along a floor surface; wherein a portion of the cleaning element protrudes over an outline of the housing and the cleaning element is flexible to be deformed vertically upon collision with an obstacle.
  • the pressing device is set up to press a section of the cleaning element located under the housing against the floor surface.
  • the cleaning robot according to the invention can use a relatively large cleaning element, so that its track width with regard to cleaning can be large. A predetermined floor area can therefore be completely cleaned with relatively few movements of the cleaning robot. In addition, improved cleaning of the floor surface can be achieved thanks to the large cleaning element.
  • the cleaning member is flexible, a portion protruding beyond the outline of the housing can be vertically deformed and folded out of the way upon collision with an obstacle. Neither the cleaning element nor the obstacle can be damaged.
  • a control device for controlling the cleaning robot does not have to be adapted to the section of the cleaning element that protrudes beyond the outline of the housing. The controls of the cleaning robot can be unchanged when used with or without the cleaning element.
  • the cleaning robot can improve the cleaning of the floor surface even in small corners or angles.
  • a vertical pressure on the cleaning element can be maintained by the pressing device, so that the cleaning of the floor surface is effective.
  • the cleaning robot preferably includes a drive for moving the cleaning element relative to the housing.
  • the drive can be set up to drive the cleaning element, for example, in a cyclic, oscillating or linear movement. This allows the cleaning element to move faster over the floor surface than the cleaning robot. A cleaning effect can be enhanced.
  • the pressing device includes a pressing plate.
  • the pressure plate is above the cleaning element and is opposite Housing of the cleaning robot supported.
  • the pressure plate can be rigid or flexible in itself. It can cover the entire section of the cleaning element lying below the housing or only part of it. A surface of the pressure plate can form a low coefficient of friction with the cleaning element.
  • the pressing device can comprise one or more pressing elements, each of which can be rotated about a substantially horizontal axis of rotation.
  • a pressing element can be flexible and can be made of polyurethane foam, for example.
  • the pressing element can also be elastic and can be produced from a rubber or a polymer, for example.
  • the pressing member is rigid. Energy consumption of the drive can be reduced due to the reduced friction.
  • the cleaning element is set up to be rotated about an essentially vertical axis of rotation relative to the housing.
  • the horizontal axis of rotation of a pressing element is essentially perpendicular to the vertical axis of rotation of the cleaning element.
  • the cleaning element preferably has the shape of a circular area or sweeps over a circular area when it is rotated about the vertical axis of rotation.
  • one or more horizontal axes of rotation can be provided, on each of which one or more pressing elements can be provided.
  • Pressure elements adjacent to a horizontal axis of rotation can take into account the different peripheral speeds of the cleaning element rotating about the vertical axis of rotation.
  • a possible width of a pressing element can be in the range of approx. 0.5 to 2 cm.
  • a pressing element can also be wider and, in extreme cases, can extend over the entire radius of the cleaning element. In this case, the pressing element can be cylindrical.
  • the pressing element has the shape of a truncated cone.
  • a first end of the truncated cone faces the vertical axis of rotation of the cleaning element and a second end faces away from it.
  • a scope of Pressing element at the first end to be smaller than at the second end.
  • the circumferences are preferably selected in such a way that the pressing element can engage at both ends without slipping into the cleaning element rotating about the vertical axis of rotation.
  • the pressing element does not have to cover the full radius of the cleaning element. If several pressing elements are provided on different horizontal axes of rotation, they can cover different radius sections of the cleaning element.
  • the axis of rotation of the pressing element is usually not exactly horizontal, but encloses a small angle with the ground due to its conicity. The angle between the axis of rotation of the pressing member and the axis of rotation of the cleaning member may therefore deviate slightly from a right angle.
  • the movements of the drive and a pressing element can be coupled to one another.
  • the drive acts on the cleaning element via a pressing element.
  • a force for moving the cleaning element can thus be introduced into the cleaning element over a relatively large area.
  • the drive acts on the cleaning element, with the cleaning element driving the pressing element.
  • the flexible cleaning member can be prevented in an improved manner from being deformed under the action of a driving force or being lifted off the floor surface. An engagement between the pressing element and the cleaning element can take place in a non-positive or positive manner.
  • the pressing element can be structured on a surface facing the cleaning element.
  • the surface can be roughened, for example, or have regular or irregular bodies extending in the direction of the cleaning element.
  • An engagement between the pressing element and the cleaning element can be improved as a result.
  • a pressing force of the pressing element on the cleaning element can also be modulated.
  • the cleaning element is structured on a surface assigned to the pressing element.
  • the embodiments can also be combined with one another, so that the cleaning element and the Pressing element have mutually corresponding structured surfaces. These can interlock in a form-fitting manner in order to improve the transmission of force between them.
  • FIGS. 1 and 2 a cleaning robot with movable cleaning elements
  • FIGS. 3 and 4 a cleaning robot in the event of a collision with an obstacle
  • FIGS. 5 to 11 further embodiments of a cleaning robot
  • Figures 12 to 14 represent embodiments of pressing elements.
  • FIG. 1 shows the cleaning robot 100 from above and FIG. 2 from below.
  • the cleaning robot 100 is set up to drive over a floor surface 105 and to clean it.
  • An outline of the cleaning robot 100 is defined by a housing 110 .
  • a sensor 115 for contactless scanning of an environment for example a LiDAR sensor, can be provided on an upper side of the housing 110 .
  • a conventional cleaning device 120 is optionally provided on an underside of the housing 110 and can include a suction mechanism and/or a brush roller.
  • a cleaning element 125 is also provided, which can be moved relative to the housing 110 by means of a drive 130 .
  • Several cleaning elements 125 can also be provided. In FIG. 1, two cleaning elements 125 are provided by way of example, which are attached to the housing 110 in such a way that they touch one another or overlap slightly. This results in a processing width 135 of the cleaning robot 100 on the floor surface 105, indicated in FIG.
  • the cleaning element 125 lies on a first section 140 below the housing 110 and projects on a second section 145 beyond the housing 110 .
  • the sections 140, 145 are marked with different hatchings in FIG.
  • the cleaning element 125 is preferably flat, for example plate-shaped, more preferably flexible, and can be made of silicone, polymer or textile, for example.
  • a pressing device 150 is provided in the area of the first section 140 in order to press the cleaning element 125 against the floor surface 105 .
  • the pressing device 150 can act on the entire first section 140 or only on part of it.
  • a drive wheel 155 can be provided for moving the cleaning robot 100 over the floor surface 105 .
  • one or more support wheels 160 can optionally be provided.
  • the drive wheel 155 can be controlled by a control device (not shown), which is set up to guide the cleaning robot 100 systematically over the floor surface 105 depending on a scan by the sensor 115 .
  • the control device can control the cleaning device 120 and/or a movement of the cleaning element 125 .
  • a moistening device of a cleaning element 125 or of a section in front of the cleaning robot 100 can be controlled by the control device.
  • FIGS. 3 and 4 show a cleaning robot 100 in the event of a collision with an obstacle 165.
  • the obstacle 165 can, for example, comprise a piece of furniture, another object in a household, a person or a wall.
  • the first section 140 of the cleaning element 125 lying below the housing 110 is protected against contact with the obstacle 165 .
  • the flexible cleaning element 125 can be deflected upwards and deformed to such an extent that it gives way upwards and lies between the cleaning robot 100 and the obstacle 165 in the horizontal direction. Since the cleaning element 125 is made of a flat, preferably thin material, the cleaning robot 100 can move practically right up to the obstacle 165 despite the cleaning element 125 protruding beyond its outline.
  • the flexible or soft material of the cleaning element 125 preferably prevents damage to the obstacle 165 .
  • Figure 5 shows another embodiment of a cleaning robot 100.
  • the cleaning element 125 is not rotatable about a vertical axis, but relative to the Housing 110 arranged parallel to the bottom surface 105 slidably.
  • the drive 130 can be set up, for example, to move the cleaning element 125 in an oscillating manner in the longitudinal or transverse direction.
  • the cleaning element 125 can also be guided, for example, on an ellipse or a circle.
  • the cleaning element 125 is essentially rectangular, but other shapes are also conceivable.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a cleaning robot 100 from its underside.
  • a cleaning element 125 has been removed so that the drive 130 can be seen, which is set up to rotate the cleaning element 125 about an axis of rotation, in particular a vertical one.
  • a pressing device 150 designed as a pressing plate is also visible. If the cleaning element 125 is connected to the drive 130, it can be pressed against the floor surface 105 in the first section 140 by the pressing plate 150.
  • a surface of the pressure plate 150 is preferably smooth in order to keep frictional forces to the cleaning element 125 as low as possible.
  • FIG. 7 shows yet another embodiment of a cleaning robot 100.
  • the cleaning element 125 is mounted such that it can rotate about a vertical axis of rotation 170.
  • a horizontal axis of rotation 175 runs perpendicular thereto, about which the pressing device 150 can be rotated.
  • the pressing device 150 comprises a plurality of pressing elements 180 which are arranged in an axially offset manner on the horizontal axis of rotation 175 .
  • all pressing elements 180 that lie on the same axis of rotation 175 have the same radius.
  • the individual pressing elements 180 are not connected to one another in a rotationally fixed manner, so that a pressing element 180 lying radially on the inside with respect to the vertical axis of rotation 170 can rotate more slowly than a pressing element 180 lying radially further outside when the cleaning element 125 is rotated about the vertical axis of rotation 170.
  • only one pressing element 180 can be provided, which can extend over a predetermined section of the radius of the cleaning element 125 .
  • FIG. 8 shows the embodiment of a cleaning robot 100 according to FIG. 7 in a view from below and with the cleaning element 125 removed. It can be seen here that several horizontal axes of rotation 175 are preferably provided, on each of which one or more pressing elements 180 are arranged. everyone is preferred horizontal axes of rotation 175 in a plane that usually runs parallel to the bottom surface 105, and are perpendicular to the vertical axis of rotation 170.
  • FIG. 9 shows yet another embodiment of a cleaning robot 100.
  • a pressing element 180 is provided here, which has the shape of a truncated cone, so that its circumference around the essentially horizontal axis of rotation 175 decreases as the distance from the vertical axis of rotation 170 decreases.
  • the pressing element 180 is designed to be drivable.
  • a shaft along the horizontal axis of rotation 175 is connected to a first gear wheel 185 which meshes with a second gear wheel 190 which is rotatable about the vertical axis of rotation 170 .
  • the drive 130 is set up to drive the second gear wheel 190 .
  • the cleaning element 125 can then be driven about the vertical axis of rotation 170 by the pressing element 180 .
  • the drive 130 is set up to drive the cleaning element 125 about the vertical axis of rotation 170, with the second gear wheel 190 being fixedly connected to the cleaning element 125 so that the first gear wheel 185 and thus the pressing element 180 rotate about the essentially horizontal axis Axis of rotation 175 drives.
  • FIG. 10 shows a cleaning robot 100 according to FIG. 9 in a view from below and with the cleaning element 125 removed.
  • the second toothed wheel 190 is also removed together with the cleaning element 125 .
  • FIG. 11 shows yet another embodiment of a cleaning robot 100.
  • a constellation of the embodiment of FIG. 9 with a pressing element 180 in the shape of a truncated cone is assumed here.
  • the cleaning element 125 has a structuring 195 on an upper side that faces the pressing element 180.
  • the pressing element 180 has a corresponding structuring 195, so that the pressing element 180 can engage in the cleaning element 125 in a form-fitting manner.
  • only the cleaning element 125 or only the pressing element 180 can have a structured surface.
  • FIGS. 12 to 14 show different embodiments of a structure 195 of a pressing element 180.
  • FIG. 12 shows essentially axially running webs corresponding to the embodiment shown in FIG.
  • the webs 195 are distributed at regular intervals around the horizontal axis of rotation 175 on the lateral surface of the pressing element 180 .
  • Each web 195 can be raised or provided as a depression.
  • FIG. 13 shows a structuring 195 in the form of pyramids which are regularly distributed on the lateral surface and extend radially away from the horizontal axis of rotation 175 .
  • this structuring 195 can also be designed as a depression.
  • FIG. 14 shows a further variant of the structuring 195 in the form of flat, spherical knobs which are regularly distributed on the lateral surface.
  • a negative embodiment is also possible.
  • the structuring 195 of the cleaning element 125 can be designed to correspond to the structuring 195 of the pressing element 180 . If one element 125, 180 has an elevation, the other has a depression. Apart from the structuring 195 shown, any other desired ones are also possible.

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Abstract

Ein Reinigungsroboter (100) umfasst ein Gehäuse (110); ein flaches Reinigungselement (125), das dazu eingerichtet ist, an einer Bodenfläche (105) entlang bewegt zu werden; wobei ein Abschnitt (145) des Reinigungselements (125) über einen Umriss des Gehäuses (110) ragt; wobei das Reinigungselement (125) flexibel ist, um bei einer Kollision mit einem Hindernis (165) vertikal verformt zu werden; und eine Anpresseinrichtung (150) zum Anpressen eines unter dem Gehäuse (110) liegenden Abschnitts des Reinigungselements (125) an die Bodenfläche.

Description

Reinigungsroboter
Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Reinigungsroboter mit einem Reinigungselement zur Reinigung einer Bodenfläche.
Ein üblicher Reinigungsroboter ist dazu eingerichtet, autonom über eine Bodenfläche in einem Haushalt zu fahren und dabei die Bodenfläche zu reinigen. In einer Ausprägung als Staubsaugroboter ist ein Saugwerk vorgesehen, um die Bodenfläche pneumatisch zu reinigen. Optional kann auch ein rotierender Besen oder eine Borstenwalze zur Reinigung der Bodenfläche vorgesehen sein. Eine andere Art Reinigungsroboter verwendet ein bewegliches Reinigungselement, beispielsweise ein Kissen oder eine Scheibe, die gegenüber der Bodenfläche bewegt wird, um Schmutz aufzunehmen. Die Reinigung erfolgt häufig unter Einsatz einer Reinigungsflüssigkeit.
Je größer das Reinigungselement im Verhältnis zum Reinigungsroboter ist, desto effizienter kann die Bodenfläche gereinigt werden, da weniger Bewegungen des Reinigungsroboters erforderlich sind, um eine vorbestimmte Bodenfläche abzudecken. Außerdem kann die Flüssigkeit bei einem großen Reinigungselement vermehrt Gelegenheit haben, auf die Bodenfläche einzuwirken. Allerdings ragt ein großes Reinigungselement üblicherweise über einen Umriss des Reinigungsroboters hinaus und kann leicht mit einem Hindernis, beispielsweise einem Möbel oder einer Wand, kollidieren. Eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Reinigungsroboters muss daher auf das überstehende Reinigungselement angepasst werden. Besonders bei einem Reinigungsroboter, dessen über die Bodenfläche geführtes Reinigungselement nur optional angebaut ist, kann die Anpassung aufwendig sein. Ist das Reinigungselement am Reinigungsroboter angebracht, kann eine Wendigkeit oder eine Fähigkeit, kleine Ecken oder Winkel zu reinigen, eingeschränkt sein.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe eines verbesserten Reinigungsroboters mit einem über eine Bodenfläche geführten Reinigungselement. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels des Gegenstands des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Reinigungsroboter ein Gehäuse; ein flaches Reinigungselement und eine Anpresseinrichtung. Das Reinigungselement ist dazu eingerichtet, an einer Bodenfläche entlang bewegt zu werden; wobei ein Abschnitt des Reinigungselements über einen Umriss des Gehäuses ragt und das Reinigungselement flexibel ist, um bei einer Kollision mit einem Hindernis vertikal verformt zu werden. Die Anpresseinrichtung ist zum Anpressen eines unter dem Gehäuse liegenden Abschnitts des Reinigungselements an die Bodenfläche eingerichtet.
Der erfindungsgemäße Reinigungsroboter kann ein relativ großes Reinigungselement verwenden, sodass seine Spurbreite bezüglich der Reinigung groß sein kann. Eine vorbestimmte Bodenfläche kann daher mit relativ wenigen Bewegungen des Reinigungsroboters vollständig gereinigt werden. Außerdem kann durch das große Reinigungselement eine verbesserte Reinigung der Bodenfläche erzielt werden. Da das Reinigungselement flexibel ist, kann insbesondere ein über die Umrisse des Gehäuses hinausragender Abschnitt bei Kollision mit einem Hindernis vertikal verformt und aus dem Weg geklappt werden. Weder das Reinigungselement noch das Hindernis können dabei Schaden nehmen. Eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Reinigungsroboters muss nicht an den über den Umriss des Gehäuses hinausragenden Abschnitt des Reinigungselements angepasst werden. Die Steuerung des Reinigungsroboters kann unverändert sein, wenn er mit oder ohne das Reinigungselement verwendet wird. Der Reinigungsroboter kann die Bodenfläche verbessert auch in kleinen Ecken oder Winkeln reinigen. Durch die Anpresseinrichtung kann ein vertikaler Druck auf das Reinigungselement aufrechterhalten sein, sodass die Reinigung der Bodenfläche effektiv ist.
Der Reinigungsroboter umfasst bevorzugt einen Antrieb zur Bewegung des Reinigungselements gegenüber dem Gehäuse. Der Antrieb kann dazu eingerichtet sein, das Reinigungselement beispielsweise in einer zyklischen, oszillierenden oder linearen Bewegung anzutreiben. Dadurch kann sich das Reinigungselement schneller über die Bodenfläche bewegen als der Reinigungsroboter. Eine Reinigungswirkung kann verstärkt sein.
In einer einfachen Ausführungsform umfasst die Anpresseinrichtung eine Anpressplatte.
Die Anpressplatte liegt oberhalb des Reinigungselements und ist gegenüber dem Gehäuse des Reinigungsroboters abgestützt. Dabei kann die Anpressplatte in sich starr oder flexibel sein. Sie kann den gesamten unterhalb des Gehäuses liegenden Abschnitt des Reinigungselements oder nur einen Teil davon abdecken. Eine Oberfläche der Anpressplatte kann mit dem Reinigungselement einen geringen Reibungskoeffizienten bilden.
Um Reibkräfte zwischen der Anpresseinrichtung und dem Reinigungselement weiter zu verringern, kann die Anpresseinrichtung eines oder mehrere Anpresselemente umfassen, die jeweils um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse drehbar sind. Ein Anpresselement kann flexibel sein und beispielsweise aus einem Polyurethanschaum hergestellt sein. Alternativ kann das Anpresselement auch elastisch sein und beispielsweise aus einem Gummi oder einem Polymer herstellbar sein. In noch einer weiteren Ausführungsform ist das Anpresselement starr. Eine Energieaufnahme des Antriebs kann durch die verringerte Reibung verringert sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Reinigungselement dazu eingerichtet, um eine im Wesentlichen vertikale Drehachse gegenüber dem Gehäuse gedreht zu werden. Dabei steht die horizontale Drehachse eines Anpresselementes im Wesentlichen senkrecht auf der vertikalen Drehachse des Reinigungselementes. Das Reinigungselement hat dabei bevorzugt die Form einer Kreisfläche oder überstreicht eine Kreisfläche, wenn es um die vertikale Drehachse gedreht wird. In unterschiedlichen Ausführungsformen können eine oder mehrere horizontale Drehachsen vorgesehen sein, an denen jeweils eines oder mehrere Anpresselemente vorgesehen sein können. An einer horizontalen Drehachse benachbarte Anpresselemente können die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten des sich um die vertikale Drehachse drehenden Reinigungselements berücksichtigen. Eine mögliche Breite eines Anpresselements kann im Bereich von ca. 0,5 bis 2 cm liegen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Anpresselement auch breiter sein und sich im Extremfall über den gesamten Radius des Reinigungselements erstrecken. In diesem Fall kann das Anpresselement zylinderförmig sein.
In einer weiteren Ausführungsform hat das Anpresselement die Form eines Kegelstumpfs. Ein erstes Ende des Kegelstumpfs ist der vertikalen Drehachse des Reinigungselements zugewandt und ein zweites Ende ist von ihr abgewandt. Dabei kann ein Umfang des Anpresselements am ersten Ende kleiner als am zweiten Ende sein. Die Umfänge sind bevorzugt derart gewählt, dass das Anpresselement an beiden Enden schlupffrei in das sich um die vertikale Drehachse drehende Reinigungselement eingreifen kann. Dabei muss das Anpresselement nicht den vollen Radius des Reinigungselements abdecken. Sind mehrere Anpresselemente auf unterschiedlichen horizontalen Drehachsen vorgesehen, so können diese unterschiedliche Radienabschnitte des Reinigungselements abdecken. Die Drehachse des Anpresselements ist üblicherweise nicht genau horizontal, sondern schließt aufgrund seiner Konizität einen kleinen Winkel mit dem Untergrund ein. Der Winkel zwischen der Drehachse des Anpresselements und der Drehachse des Reinigungselements kann daher ein wenig von einem rechten Winkel abweichen.
Der Antrieb und ein Anpresselement können in ihren Bewegungen miteinander gekoppelt sein. In einer ersten Ausführungsform wirkt der Antrieb über ein Anpresselement auf das Reinigungselement. So kann eine Kraft zum Bewegen des Reinigungselements auf einer relativ großen Fläche in das Reinigungselement eingetragen werden. In einer zweiten Ausführungsform wirkt der Antrieb auf das Reinigungselement, wobei das Reinigungselement das Anpresselement antreibt. In beiden Ausführungsformen kann verbessert verhindert werden, dass das flexible Reinigungselement unter Einwirkung einer Antriebskraft verformt oder von der Bodenfläche abgehoben wird. Ein Eingriff zwischen dem Anpresselement und dem Reinigungselement kann kraftschlüssig oder formschlüssig erfolgen.
Das Anpresselement kann an einer dem Reinigungselement zugewandten Oberfläche strukturiert sein. Die Oberfläche kann beispielsweise aufgeraut sein oder regelmäßige oder unregelmäßige sich in Richtung des Reinigungselements erstreckende Körper aufweisen. Ein Eingriff zwischen dem Anpresselement und dem Reinigungselement kann dadurch verbessert sein. Je nach Form, Größe und Verteilung der Eingriffskörper kann auch eine Anpresskraft des Anpresselements auf das Reinigungselement moduliert werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist das Reinigungselement an einer dem Anpresselement zugeordneten Oberfläche strukturiert. Dabei kann ein ähnlicher Effekt wie in der letztgenannten Ausführungsform erzielt werden. Die Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden, sodass das Reinigungselement und das Anpresselement zueinander korrespondierende strukturierte Oberflächen aufweisen. Diese können formschlüssig ineinander eingreifen, um verbessert Kraft zwischen ihnen zu übertragen.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
Figuren 1 und 2 einen Reinigungsroboter mit beweglichen Reinigungselementen;
Figuren 3 und 4 einen Reinigungsroboter bei einer Kollision mit einem Hindernis;
Figuren 5 bis 11 weitere Ausführungsformen eines Reinigungsroboters; und
Figuren 12 bis 14 Ausführungsformen von Anpresselementen darstellen.
Figuren 1 und 2 zeigen einen Reinigungsroboter 100 von unterschiedlichen Seiten. Figur 1 zeigt den Reinigungsroboter 100 von oben und Figur 2 von unten. Der Reinigungsroboter 100 ist dazu eingerichtet, über eine Bodenfläche 105 zu fahren und diese zu reinigen.
Ein Umriss des Reinigungsroboters 100 wird durch ein Gehäuse 110 definiert. Auf einer Oberseite des Gehäuses 110 kann ein Sensor 115 zur berührungslosen Abtastung eines Umfelds vorgesehen sein, beispielsweise ein LiDAR-Sensor. An einer Unterseite des Gehäuses 110 ist optional eine konventionelle Reinigungseinrichtung 120 vorgesehen, die ein Saugwerk und/oder eine Borstenwalze umfassen kann. Außerdem ist ein Reinigungselement 125 vorgesehen, das mittels eines Antriebs 130 gegenüber dem Gehäuse 110 bewegt werden kann. Es können auch mehrere Reinigungselemente 125 vorgesehen sein. In Figur 1 sind beispielhaft zwei Reinigungselemente 125 vorgesehen, die derart am Gehäuse 110 angebracht sind, dass sie einander berühren oder leicht überlappen. Daraus resultiert eine in Figur 2 angedeutete Bearbeitungsbreite 135 des Reinigungsroboters 100 auf der Bodenfläche 105. Die Bearbeitungsbreite 135 kann eine Breite des Gehäuses 110 auch übersteigen.
Das Reinigungselement 125 liegt auf einem ersten Abschnitt 140 unter dem Gehäuse 110 und ragt auf einem zweiten Abschnitt 145 über das Gehäuse 110 hinaus. Die Abschnitte 140, 145 sind in Figur 2 mit unterschiedlichen Schraffuren gekennzeichnet. Das Reinigungselement 125 ist bevorzugt flach, beispielsweise tellerförmig, weiter bevorzugt flexibel, und kann beispielsweise aus Silikon, Polymer oder Textil herstellbar sein. Im Bereich des ersten Abschnitts 140 ist eine Anpressvorrichtung 150 vorgesehen, um das Reinigungselement 125 an die Bodenfläche 105 zu pressen. Dabei kann die Anpressvorrichtung 150 auf dem gesamten ersten Abschnitt 140 oder nur auf einem Teil davon wirken.
Zur Bewegung des Reinigungsroboters 100 über die Bodenfläche 105 kann ein Antriebsrad 155 vorgesehen sein. Zusätzlich können optional eines oder mehrere Stützräder 160 vorgesehen sein. Das Antriebsrad 155 kann mittels einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden, die dazu eingerichtet ist, den Reinigungsroboter 100 in Abhängigkeit einer Abtastung mittels des Sensors 115 systematisch über die Bodenfläche 105 zu führen. Gleichzeitig kann die Steuervorrichtung die Reinigungseinrichtung 120 und/oder eine Bewegung des Reinigungselements 125 steuern. Zusätzlich kann durch die Steuervorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung eines Reinigungselements 125 oder eines vor dem Reinigungsroboter 100 liegenden Abschnitts gesteuert werden.
Figuren 3 und 4 zeigen einen Reinigungsroboter 100 bei einer Kollision mit einem Hindernis 165. Das Hindernis 165 kann beispielsweise ein Möbel, einen anderen Gegenstand in einem Haushalt, eine Person oder eine Wand umfassen. Der unterhalb des Gehäuses 110 liegende erste Abschnitt 140 des Reinigungselements 125 ist vor Berührung mit dem Hindernis 165 geschützt. Im zweiten Abschnitt 145 kann das flexible Reinigungselement 125 nach oben abgelenkt und so weit verformt werden, dass es nach oben ausweicht und sich in horizontaler Richtung zwischen den Reinigungsroboter 100 und das Hindernis 165 legt. Da das Reinigungselement 125 aus einem flachen, bevorzugt dünnen Material gefertigt ist, kann der Reinigungsroboter 100 trotz des über seinen Umriss hinausragenden Reinigungselements 125 praktisch bis ganz an das Hindernis 165 fahren. Eine Beschädigung des Hindernisses 165 ist durch das flexible oder weiche Material des Reinigungselements 125 bevorzugt ausgeschlossen.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100. Hier ist das Reinigungselement 125 nicht um eine vertikale Achse drehbar, sondern gegenüber dem Gehäuse 110 parallel zur Bodenfläche 105 verschiebbar angeordnet. Der Antrieb 130 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, das Reinigungselement 125 in longitudinaler oder transversaler Richtung oszillierend zu bewegen. Alternativ kann das Reinigungselement 125 auch beispielsweise auf einer Ellipse oder einem Kreis geführt werden. Beispielhaft ist das Reinigungselement 125 im Wesentlichen rechteckig ausgeführt, andere Formen sind jedoch auch denkbar.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100 von seiner Unterseite. Ein Reinigungselement 125 ist abgenommen, sodass der Antrieb 130 sichtbar ist, der dazu eingerichtet ist, das Reinigungselement 125 um eine insbesondere vertikale Drehachse zu drehen. Ebenfalls sichtbar ist eine als Anpressplatte ausgeführte Anpressvorrichtung 150. Ist das Reinigungselement 125 mit dem Antrieb 130 verbunden, so kann es im ersten Abschnitt 140 durch die Anpressplatte 150 an die Bodenfläche 105 gepresst werden. Eine Oberfläche der Anpressplatte 150 ist bevorzugt glatt, um Reibungskräfte zum Reinigungselement 125 möglichst gering zu halten.
Figur 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100. Das Reinigungselement 125 ist um eine vertikale Drehachse 170 drehbar gelagert. Senkrecht dazu verläuft eine horizontale Drehachse 175, um welche die Anpressvorrichtung 150 drehbar ist. Dabei umfasst die Anpressvorrichtung 150 mehrere Anpresselemente 180, die axial versetzt auf der horizontalen Drehachse 175 angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform weisen alle Anpresselemente 180, die auf derselben Drehachse 175 liegen, den gleichen Radius auf. Die einzelnen Anpresselemente 180 sind nicht drehfest miteinander verbunden, sodass sich ein bezüglich der vertikalen Drehachse 170 radial innen liegendes Anpresselement 180 langsamer als ein radial weiter außen liegendes Anpresselement 180 drehen kann, wenn das Reinigungselement 125 um die vertikale Drehachse 170 gedreht wird. In einer anderen Ausführungsform kann nur ein Anpresselement 180 vorgesehen sein, das sich über einen vorbestimmten Abschnitt des Radius des Reinigungselements 125 erstrecken kann.
Figur 8 zeigt die Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100 nach Figur 7 in einer Ansicht von unten und mit abgenommenem Reinigungselement 125. Hier wird sichtbar, dass bevorzugt mehrere horizontale Drehachsen 175 vorgesehen sind, an denen jeweils eines oder mehrere Anpresselemente 180 angeordnet sind. Bevorzugt liegen alle horizontalen Drehachsen 175 in einer Ebene, die üblicherweise parallel zur Bodenfläche 105 verläuft, und stehen senkrecht auf der vertikalen Drehachse 170.
Figur 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100. Hier ist ein Anpresselement 180 vorgesehen, das die Form eines Kegelstumpfs aufweist, sodass sein Umfang um die im Wesentlichen horizontale Drehachse 175 mit sinkendem Abstand von der vertikalen Drehachse 170 abnimmt. Außerdem ist das Anpresselement 180 antreibbar ausgeführt. Dazu ist eine Welle entlang der horizontalen Drehachse 175 mit einem ersten Zahnrad 185 verbunden, das mit einem zweiten Zahnrad 190 in Eingriff steht, das um die vertikale Drehachse 170 drehbar ist. In einer Ausführungsform ist der Antrieb 130 dazu eingerichtet, das zweite Zahnrad 190 anzutreiben. Das Reinigungselement 125 kann dann durch das Anpresselement 180 um die vertikale Drehachse 170 angetrieben werden. In einer anderen Ausführungsform ist der Antrieb 130 dazu eingerichtet, das Reinigungselement 125 um die vertikale Drehachse 170 anzutreiben, wobei das zweite Zahnrad 190 fest mit dem Reinigungselement 125 verbunden ist, sodass es das erste Zahnrad 185 und damit das Anpresselement 180 um die im Wesentlichen horizontale Drehachse 175 antreibt.
Figur 10 zeigt einen Reinigungsroboter 100 nach Figur 9 in einer Ansicht von der Unterseite und mit abgenommenem Reinigungselement 125. In dieser Ausführungsform ist das zweite Zahnrad 190 zusammen mit dem Reinigungselement 125 ebenfalls entfernt.
Figur 11 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Reinigungsroboters 100. Rein exemplarisch ist hier eine Konstellation der Ausführungsform von Figur 9 mit einem Anpresselement 180 mit der Form eines Kegelstumpfs vorausgesetzt. Das Reinigungselement 125 trägt an einer Oberseite, die dem Anpresselement 180 zugewandt ist, eine Strukturierung 195. Das Anpresselement 180 trägt eine korrespondierende Strukturierung 195, sodass das Anpresselement 180 formschlüssig in das Reinigungselement 125 eingreifen kann. In anderen Ausführungsformen kann auch nur das Reinigungselement 125 oder nur das Anpresselement 180 eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Figuren 12 bis 14 zeigten unterschiedliche Ausführungsformen einer Strukturierung 195 eines Anpresselements 180. Figur 12 zeigt im Wesentlichen axial verlaufende Stege entsprechend der in Figur 11 dargestellten Ausführungsform. Die Stege 195 sind in regelmäßigen Abständen um die horizontale Drehachse 175 an der Mantelfläche des Anpresselements 180 verteilt. Dabei kann jeder Steg 195 erhaben oder als Vertiefung vorgesehen sein.
Figur 13 zeigt eine Strukturierung 195 in Form von regelmäßig an der Mantelfläche verteilten, sich radial von der horizontalen Drehachse 175 weg erstreckenden Pyramiden. Auch diese Strukturierung 195 kann alternativ als Vertiefung ausgeführt sein.
Figur 14 zeigt eine weitere Variante der Strukturierung 195 in Form von flachen sphärischen Noppen, die auf der Mantelfläche regelmäßig verteilt sind. Eine negative Ausführungsform ist ebenfalls möglich.
Soll das Reinigungselement 125 formschlüssig in das Anpresselement 180 eingreifen, so kann die Strukturierung 195 des Reinigungselements 125 korrespondierend zur Strukturierung 195 des Anpresselements 180 ausgeführt sein. Trägt das eine Element 125, 180 eine Erhöhung, so trägt das andere eine Vertiefung. Außer den dargestellten Strukturierungen 195 sind noch beliebige andere möglich.
Es ist zu beachten, dass Merkmale, die hierin bezüglich einer bestimmten Ausführungsform beschrieben sind, auch an einer anderen beschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden können. Beispielsweise ist eine Strukturierung 195 auch an einem zylinderförmigen Anpresselement 180 möglich.
Bezugszeichen
100 Reinigungsroboter
105 Bodenfläche
110 Gehäuse
115 Sensor
120 Reinigungseinrichtung
125 Reinigungselement
130 Antrieb
135 Bearbeitungsbreite
140 erster Abschnitt, unter dem Gehäuse
145 zweiter Abschnitt, ragt über das Gehäuse hinaus
150 Anpressvorrichtung
155 Antriebsrad
160 Stützrad
165 Hindernis
170 vertikale Drehachse
175 horizontale Drehachse
180 Anpresselement
185 erstes Zahnrad
190 zweites Zahnrad
195 Strukturierung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Reinigungsroboter (100), umfassend:
- ein Gehäuse (110);
- ein flaches Reinigungselement (125), das dazu eingerichtet ist, an einer Bodenfläche (105) entlang bewegt zu werden;
- wobei ein Abschnitt (145) des Reinigungselements (125) über einen Umriss des Gehäuses (110) ragt;
- wobei das Reinigungselement (125) flexibel ist, um bei einer Kollision mit einem Hindernis (165) vertikal verformt zu werden; und
- eine Anpresseinrichtung (150) zum Anpressen eines unter dem Gehäuse (110) liegenden Abschnitts des Reinigungselements (125) an die Bodenfläche.
2. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 1 , ferner umfassend einen Antrieb (130) zur Bewegung des Reinigungselements (125) gegenüber dem Gehäuse (110).
3. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anpresseinrichtung (150) eine Anpressplatte umfasst.
4. Reinigungsroboter (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Anpresseinrichtung (150) wenigstens ein um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse (175) drehbares Anpresselement (180) umfasst.
5. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 4, wobei das Reinigungselement (125) dazu eingerichtet ist, um eine vertikale Drehachse (170) gegenüber dem Gehäuse (110) gedreht zu werden; und die horizontale Drehachse (175) im Wesentlichen senkrecht auf der vertikalen Drehachse (175) steht.
6. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei mehrere horizontale Drehachsen (175) mit jeweils wenigstens einem zugeordneten Anpresselement (180) vorgesehen sind.
7. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei mehrere Anpresselemente (180) um eine horizontale Drehachse (175) drehbar gelagert sind.
8. Reinigungsroboter (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein Anpresselement (180) die Form eines Kegelstumpfs hat.
9. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Antrieb (130) über ein Anpresselement (180) auf das Reinigungselement (125) wirkt.
10. Reinigungsroboter (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei das Anpresselement (180) an einer dem Reinigungselement (125) zugewandten Oberfläche strukturiert (195) ist.
11. Reinigungsroboter (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reinigungselement (125) an einer dem Anpresselement (180) zugewandten Oberfläche strukturiert (195) ist.
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