EP4670603A1 - Reinigungsroboter mit seitenbürste - Google Patents

Reinigungsroboter mit seitenbürste

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Publication number
EP4670603A1
EP4670603A1 EP25180350.8A EP25180350A EP4670603A1 EP 4670603 A1 EP4670603 A1 EP 4670603A1 EP 25180350 A EP25180350 A EP 25180350A EP 4670603 A1 EP4670603 A1 EP 4670603A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brush arm
brush
cleaning robot
radially outer
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25180350.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Schnitzer
Julius Geis
Stefan Hassfurter
Katharina Karl
Andreas Wald
Dominik SCHREINER
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4670603A1 publication Critical patent/EP4670603A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4011—Regulation of the cleaning machine by electric means; Control systems and remote control systems therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L11/28—Floor-scrubbing machines, motor-driven
    • A47L11/282—Floor-scrubbing machines, motor-driven having rotary tools
    • A47L11/283—Floor-scrubbing machines, motor-driven having rotary tools the tools being disc brushes
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    • A47L11/4036—Parts or details of the surface treating tools
    • A47L11/4038—Disk shaped surface treating tools
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
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    • 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
    • A47L2201/02—Docking stations; Docking operations
    • A47L2201/028—Refurbishing floor engaging tools, e.g. cleaning of beating brushes

Definitions

  • a cleaning robot is designed to move across a floor surface in a home and clean it. Cleaning can be done, for example, by vacuuming or sweeping.
  • the cleaning robot includes a side brush that rotates around a vertical axis.
  • the side brush has at least one brush arm that, by rotating, moves across the floor surface to collect loose dirt.
  • the invention relates to a cleaning robot with a side brush.
  • the side brush is rotatable about an axis of rotation extending in a substantially vertical direction and comprises at least one radially projecting brush arm. At least one radially outer section of the brush arm is designed to be flexible. It is proposed that the brush arm be designed to rotate about the axis of rotation in such a way as... to accelerate it so that it performs a whipping motion to fling off dirt that has accumulated on the brush arm.
  • a method which includes steps of determining a cleaning requirement of the side brush; and of jerkily accelerating or decelerating the brush arm about the axis of rotation.
  • the side brush or brush arm can be driven by a drive unit, in particular an electric motor.
  • the drive unit is controlled to gently accelerate the side brush when starting or to gently decelerate or coast to a stop when stopping.
  • the proposed controlled, jerky acceleration or deceleration of the brush arm can set the radially outer section into oscillation, causing it to perform a whipping motion that flings dirt off.
  • This whipping motion allows a section of the brush arm to reach a high speed, and high accelerations can be exerted on the radially outer section of the brush arm. Adhering dirt can thus be advantageously flung off or shaken off.
  • the brush arm Due to its flexural elasticity, the brush arm exhibits a natural or resonant frequency. It is particularly preferred that the sequence is tuned to the resonant frequency of the brush arm. If the brush arm is excited at its natural frequency in alternating directions of rotation around the axis of rotation, a standing wave pattern can result. For example, it can be ensured that its radially outer end whips with maximum amplitude in the plane of rotation. By appropriately adjusting the excitation, it can also be achieved that the radially outer end remains essentially stationary, and large movements occur in a radially central section of the brush arm.
  • the excitation frequency can be easily varied to account for the fact that the resonant frequency of the brush arm may be altered, for example, by damping at the floor surface or by adhering dirt.
  • the cleaning robot may include a suction nozzle.
  • a blower may be configured to draw an airflow from the floor surface through the suction nozzle. It is preferred that the sudden acceleration or deceleration of the brush arm occurs in a predetermined rotational position of the brush arm relative to the suction nozzle.
  • a cleaning robot for cleaning a floor surface comprises a centrifugal element that can be lowered into a movement range of the radially outer region of the brush arm, so that the brush arm is supported in its rotational movement. around the axis of rotation against the lowered centrifugal element, and the radially outer area of the brush arm performs a whipping motion.
  • the centrifugal element can be designed, for example, as a cylinder or a pin. Raising or lowering it can be easily achieved, for instance, by means of an electric motor or electromagnetic actuator.
  • the centrifugal element can force the described whip-like motion of the brush arm as it rotates around its axis, thus cleaning the brush arm of adhering dirt. Cleaning the brush arm can be advantageously time-saving.
  • a cleaning process of a floor surface by the cleaning robot is only interrupted very briefly to clean the brush arm. The cleaning result on the floor surface can be significantly improved.
  • the cleaning robot preferably comprises a drive unit configured to drive the brush arm on the side brush around the axis of rotation at a predetermined speed.
  • the rotational speed is preferably selected such that the radially outer region of the brush arm is deflected against the direction of rotation at the spinning element until its radially outer boundary passes the spinning element and the radially outer region executes the whipping motion.
  • the drive unit preferably comprises an electric motor. More preferably, a brushless DC (BLDC) motor is used, whose speed, rotational position, and/or torque can be precisely determined or controlled.
  • the drive unit can control a lower speed to clean the brush arm against the centrifugal element, or a higher speed to move the brush arm across the floor surface. A reverse speed assignment is also possible.
  • BLDC brushless DC
  • the centrifugal element can have a horizontal recess to position the brush arm in a predetermined vertical position.
  • the recess can be designed as a horizontal notch or groove.
  • the recess can have converging edges. Particularly when the brush arm comprises a number of horizontal fibers or hairs, the recess can provide vertical centering. Individual fibers can be more effectively bundled together.
  • the notch also allows for the removal of dirt trapped between the fibers of the bundle.
  • a base station for a cleaning robot described herein comprises a centrifugal element which lies in a movement area of the radially outer region of the brush arm when the cleaning robot is in a predetermined parking position at the base station.
  • the spinning element can be lowered vertically out of or raised into the movement area.
  • the spinning element can be moved, for example, by an electric motor or electromagnetically.
  • the extendable/retractable spinning element can improve the cleaning robot's freedom of movement at the base station.
  • a side brush 130 is rotatably mounted about a vertical axis of rotation 135.
  • a drive device for driving the side brush 130 about the axis of rotation 135 is provided in Figure 1 Not visible.
  • the side brush 130 comprises a hub 140 from which one or more brush arms 145 extend radially.
  • the side brush 130 is preferably mounted on the cleaning robot 100 with respect to the suction nozzle 115 such that the axis of rotation 135, relative to a longitudinal or travel direction of the cleaning robot 100, is located laterally and in front of the suction nozzle 115.
  • a brush arm 145 comprises a radially inner section 150 and a radially outer section 155. At least the radially outer section 155 is designed to be flexible.
  • the sections 150 and 155 can also be identical and, in particular, integrally formed.
  • centrifugal element 160 within the range of motion of the brush arm 145 around the axis of rotation 135 on the cleaning robot 100.
  • the centrifugal element 160 is preferably positioned such that the brush arm 145 runs against the centrifugal element 160 in a region between the inner section 150 and the outer section 155. More preferably, the centrifugal element 160 is vertically movable, and its vertical position can be controlled by a control device of the cleaning robot 100.
  • Figure 3 shows a movement sequence of a side brush 130.
  • Figures 3a to 3d show the cleaning robot 100 from Figure 1 at successive time points during a cleaning process of a brush arm 145.
  • FIG 3a A brush arm 145 moves towards the centrifugal element 160, rotating in a clockwise direction.
  • Figure 3b The brush arm 145 is deflected backwards against the direction of rotation of the centrifugal element 160.
  • Figure 3c A contact point between the brush arm 145 and the centrifugal element 160 has been reached at the outermost point of the brush arm 145.
  • 3D figure The brush arm 145 has detached from the centrifugal element 160 and performs a centrifugal movement due to its inherent elasticity.
  • a brush arm 145 during its rotation about the axis of rotation 135, sweeps over a section of the suction opening 115.
  • the whipping motion of a brush arm 145 that has slid off the centrifugal element 160 preferably occurs in such a way that any dirt detached during this process can be effectively picked up by the suction opening 115.
  • the whipping motion takes place below or in the area of the suction opening 115.
  • Figure 4 Figure 1 shows a cleaning robot 100 with a side brush 130 in a further embodiment.
  • a further spinning element 405 is provided in addition to the spinning element 160.
  • the spinning element 160 can also be called the first spinning element and the spinning element 405 the second spinning element.
  • Figures 4a and 4b show successive time points of a rotational movement of the side brush 130 on the cleaning robot 100.
  • Figure 5 shows an example cleaning robot 100 with a base station 500.
  • the cleaning robot 100 moves towards the base station 500.
  • the cleaning robot 100 has assumed a predetermined parking position at the base station 500. In this position, for example, electrical contacts between the cleaning robot 100 and the base station 500 may be closed.
  • a spin element 160 is attached to the base station 500 in such a way that it is positioned within the movement range of the brush arm 145, the side brush 130, and the cleaning robot 100.
  • the spinner element 160 is located when the cleaning robot 100 has assumed the park position.
  • the spinner element 160 can be vertically adjustable. In the illustrated raised position, the spinner element 160 extends into the movement range of the brush arm 145; in a lowered position, the movement range can be cleared by the spinner element 160.
  • Figure 6 shows a flowchart of an exemplary procedure 600 for controlling a cleaning robot 100 according to Figure 1 .
  • the cleaning requirement of a brush arm 145 of the side brush 130 can be determined.
  • the cleaning requirement can be determined, for example, based on the amount of previously collected dirt, an operating time, a predetermined number of revolutions of the side brush 130, a distance traveled by the cleaning robot 100, or on the basis of another parameter.
  • the side brush 130 can be selectively accelerated and/or decelerated in a jerky manner to guide the brush arm 145 into the described whipping motion.
  • multiple accelerations and decelerations can be controlled. This can be done according to a predetermined sequence, which can be variable in amplitude and/or frequency.
  • the side brush 130 is accelerated or decelerated in a rotational position that ensures that a brush arm 145 is in a predetermined position, so that it Shaken-off dirt can preferably be picked up by a cleaning element of the cleaning robot 100.
  • the centrifugal element 160 on the cleaning robot 100 can be extended. If a second centrifugal element 405 is present, it can also be extended. Subsequently, the drive unit of the side brush 130 can be controlled to rotate the side brush 130 at a predetermined rotational speed about the axis of rotation 135, so that the brush arms 145 on the centrifugal elements 160, 405 perform the described whip-like movements.
  • the corresponding control can take place if the cleaning robot 100 is in the predetermined parking position at the base station 500.
  • the spinner 160 and/or the additional spinner 405 can be extended from the base station 500.
  • the procedure 600 can end in step 620.

Landscapes

  • Nozzles For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Ein Reinigungsroboter (100) zur Reinigung einer Bodenfläche umfasst eine Seitenbürste (130), die um eine Drehachse (135) drehbar ist, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Die Seitenbürste (130) weist mindestens einen radial abstehenden Bürstenarm (145) auf; wobei ein radial äußerer Abschnitt (155) des Bürstenarms (145) biegeelastisch ist. Ein Verfahren (600) zum Reinigen einer Seitenbürste (130) eines solchen Reinigungsroboters (100) umfasst Schritte des Bestimmens (605) eines Reinigungsbedarfs der Seitenbürste (130); und des ruckartigen Beschleunigens oder Abbremsens (610, 615) des Bürstenarms (145) um die Drehachse (135).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter zur Reinigung einer Bodenfläche. Insbesondere betrifft die Erfindung die Reinigung einer Seitenbürste eines solchen Reinigungsroboters.
  • Ein Reinigungsroboter ist dazu eingerichtet, über eine Bodenfläche in einem Haushalt zu fahren und die Bodenfläche zu reinigen. Die Reinigung kann beispielsweise trocken durch Absaugen oder Kehren erfolgen. Der Reinigungsroboter umfasst eine Seitenbürste, die um eine Drehachse drehbar ist, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Die Seitenbürste umfasst mindestens einen Bürstenarm, der durch die Drehung über die Bodenfläche geführt werden kann, um losen Schmutz zu sammeln.
  • Schmutz, mit dem der Bürstenarm in Kontakt kommt, neigt dazu, am Bürstenarm anzuhaften. Insbesondere kann sich feuchter oder talgartiger Schmutz an einer Oberfläche des Bürstenarms anlagern oder faserartiger Schmutz kann sich um den Bürstenarm wickeln. Derartige Verschmutzungen können eine schwer entfernbare Schicht bilden. Angelagerter Schmutz kann eine Reinigungswirkung des Bürstenarms verhindern und eine Drehfähigkeit der Seitenbürste kann durch den Schmutz eingeschränkt oder gar verhindert sein.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik, um einen Bürstenarm einer Seitenbürste an einem Reinigungsroboter zu reinigen. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Die Erfindung geht von einem Reinigungsroboter mit einer Seitenbürste aus. Die Seitenbürste ist um eine Drehachse drehbar, die sich in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung erstreckt, und umfasst wenigstens einen radial abstehenden Bürstenarm. Zumindest ein radial äußerer Abschnitt des Bürstenarms ist biegeelastisch ausgeführt. Es wird vorgeschlagen, den Bürstenarm auf seiner Drehbewegung um die Drehachse derart zu beschleunigen, dass er eine Peitschenbewegung ausführt, um Schmutz, der sich am Bürstenarm abgelagert hat, abzuschleudern.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches Schritte des Bestimmens eines Reinigungsbedarfs der Seitenbürste; und des ruckartigen Beschleunigens oder Abbremsens des Bürstenarms um die Drehachse umfasst.
  • Der Reinigungsbedarf kann in Abhängigkeit einer Nutzung der Seitenbürste zur Reinigung einer Bodenfläche bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Reinigungsbedarf bestimmt werden, nachdem sich die Seitenbürste um eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen um die Drehachse gedreht hat oder nachdem die Seitenbürste über eine vorbestimmte Zeit gedreht wurde. In einer weiteren Ausführungsform kann der Reinigungsbedarf in Abhängigkeit eines zurückgelegten Wegs des Reinigungsroboters bestimmt werden. Der Reinigungsroboter kann eine Vorrichtung zur Aufnahme von Schmutz von der Bodenfläche umfassen, und der Reinigungsbedarf kann in Abhängigkeit einer Menge gesammelten Schmutzes bestimmt werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein Reinigungsbedarf bestimmt werden, wenn ein Drehwiderstand der Seitenbürste ein vorbestimmtes Maß überschreitet. Auch eine Kombination mehrerer Kriterien kann zur Bestimmung des Reinigungsbedarfs herangezogen werden.
  • Die Seitenbürste bzw. der Bürstenarm kann mittels einer Antriebseinrichtung angetrieben werden, insbesondere mittels eines Elektromotors. Üblicherweise wird die Antriebseinrichtung dazu angesteuert, die Seitenbürste beim Starten sanft zu beschleunigen oder beim Anhalten sanft abzubremsen oder auslaufen zu lassen. Durch die vorgeschlagene gezielt ruckartige Beschleunigung oder Abbremsung des Bürstenarms kann der radial äußere Abschnitt in eine Schwingung versetzt werden, sodass er eine Peitschenbewegung ausführt, die Schmutz von ihm abschleudert. Durch die Peitschenbewegung kann ein Abschnitt des Bürstenarms eine hohe Geschwindigkeit erreichen, und es können hohe Beschleunigungen auf den radial äußeren Abschnitt des Bürstenarms wirken. Anhaftender Schmutz kann dadurch vorteilhaft abgeschleudert oder abgeschüttelt werden.
  • Bevorzugt wird der Bürstenarm in einer vorbestimmten Sequenz mehrfach beschleunigt und abgebremst. Dabei kann die Sequenz unterschiedlich schnelle Drehbewegungen und/oder unterschiedlich große Drehwinkel einer Drehbewegung umfassen. Die Sequenz kann beispielsweise Oszillationen mit ab- oder zunehmender Frequenz oder Amplitude umfassen. Anhaftender Schmutz kann dadurch besonders effizient abgelöst werden.
  • Durch seine Biegeelastizität weist der Bürstenarm eine Eigen- oder Resonanzfrequenz auf. Es ist besonders bevorzugt, dass die Sequenz auf eine Resonanzfrequenz des Bürstenarms abgestimmt ist. Wird der Bürstenarm mit der Eigenfrequenz in alternierenden Drehrichtungen um die Drehachse angeregt, so kann sich ein stehendes Wellenmuster ergeben. Beispielsweise kann dafür gesorgt werden, dass sein radial äußeres Ende mit maximaler Amplitude in der Drehebene peitscht. Durch entsprechende Anpassung der Anregung kann auch bewirkt werden, dass das radial äußere Ende im Wesentlichen stillsteht, und große Bewegungen in einem radial mittleren Abschnitt des Bürstenarms erfolgen. Die Anregungsfrequenz kann leicht variiert werden, um zu berücksichtigen, dass die Resonanzfrequenz des Bürstenarms etwa durch Dämpfung an der Bodenfläche oder durch anhaftenden Schmutz verändert sein kann.
  • Der Reinigungsroboter kann einen Saugmund umfassen. Ein Gebläse kann dazu eingerichtet sein, einen Luftstrom von der Bodenfläche durch den Saugmund einzusaugen. Es ist bevorzugt, dass das ruckartige Beschleunigen oder Abbremsen des Bürstenarms in einer vorbestimmten Drehstellung des Bürstenarms bezüglich des Saugmunds erfolgt.
  • Die Drehstellung ist bevorzugt so gewählt, dass vom Bürstenarm abgeschüttelter Schmutz gut durch den Saugmund aufgenommen werden kann. Umfasst die Seitenbürste mehrere Bürstenarme, so können mehrere Reinigungsvorgänge in unterschiedlichen Drehstellungen erfolgen, wobei sich jeweils ein anderer Bürstenarm in der vorbestimmten Position bezüglich des Saugmunds befindet.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Reinigungsroboter zur Reinigung einer Bodenfläche vorgeschlagen. Dabei umfasst der Reinigungsroboter ein Schleuderelement, das in einen Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs des Bürstenarms abgesenkt werden kann, sodass der Bürstenarm auf seiner Drehbewegung um die Drehachse gegen das abgesenkte Schleuderelement läuft und der radial äußere Bereich des Bürstenarms eine Peitschenbewegung ausführt.
  • Das Schleuderelement kann beispielsweise in Form eines Zylinders oder eines Stifts ausgeführt sein. Ein Anheben oder Absenken kann leicht beispielsweise mittels einer elektromotorischen oder elektromagnetischen Betätigung erfolgen. Das Schleuderelement kann die beschriebene Peitschenbewegung des Bürstenarms bei seiner Drehbewegung um die Drehachse erzwingen, sodass der Bürstenarm von anhaftendem Schmutz gereinigt werden kann. Ein Reinigungsvorgang des Bürstenarms kann vorteilhaft zeitsparend durchgeführt werden. Ein Reinigungsvorgang einer Bodenfläche durch den Reinigungsroboter wird nur sehr kurzzeitig unterbrochen, um den Bürstenarm zu reinigen. Ein Reinigungsergebnis an der Bodenfläche kann deutlich verbessert sein.
  • Der Reinigungsroboter umfasst bevorzugt eine Antriebseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Bürstenarm an der Seitenbürste mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit um die Drehachse anzutreiben. Dabei ist die Drehgeschwindigkeit bevorzugt so gewählt, dass der radial äußere Bereich des Bürstenarms am Schleuderelement entgegen der Drehrichtung ausgelenkt wird, bis seine radial äußere Begrenzung das Schleuderelement passiert und der radial äußere Bereich die Peitschenbewegung ausführt.
  • Die Antriebseinrichtung umfasst bevorzugt einen Elektromotor. Weiter bevorzugt wird ein bürstenloser Gleichstrommotor (Brushless DC, BLDC) verwendet, dessen Drehzahl, Drehstellung und/oder Drehmoment gut bestimmt oder gesteuert werden können. Die Antriebseinrichtung kann eine niedrigere Drehzahl steuern, um den Bürstenarm am Schleuderelement abzureinigen, oder eine höhere Drehzahl, um den Bürstenarm über die Bodenfläche zu führen. Eine umgekehrte Geschwindigkeitszuordnung ist ebenfalls möglich.
  • Der Reinigungsroboter umfasst bevorzugt einen Saugmund. Der Saugmund ist weiter bevorzugt mit einem Gebläse verbunden, welches dazu eingerichtet ist, einen Luftstrom über die Bodenfläche durch den Saugmund einzusaugen. Die Seitenbürste ist weiter bevorzugt derart bezüglich des Saugmunds positioniert, dass die Peitschenbewegung des Bürstenarms im Bereich des Saugmunds erfolgt. In einer anderen Ausführungsform kann die Peitschenbewegung in einem Abstand zum Saugmund erfolgen, wobei die Peitschenrichtung, also die Richtung, in der Schmutz vom Bürstenarm abgeschleudert wird, auf den Saugmund weist. Vom Bürstenarm abgeschüttelter Schmutz kann so unmittelbar in den Saugmund eingesaugt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich zum beschriebenen, ersten Schleuderelement ein zweites Schleuderelement vorgesehen, das in den Bewegungsbereich abgesenkt werden kann. Die Schleuderelemente sind bevorzugt derart angeordnet, dass der Bürstenarm nach dem Abgleiten am ersten Schleuderelement gegen das zweite Schleuderelement peitscht. Abstände zwischen den Schleuderelementen und der Drehachse können dabei ähnlich groß sein. Der Schleudereffekt kann durch das zweite Schleuderelement gesteigert sein. Insbesondere kann am radial äußeren Abschnitt Außenbereich des Bürstenarms ein Impuls wirken, der anhaftenden Schmutz besonders gut ablösen kann. Beide Schleuderelemente können mittels einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung angehoben oder abgesenkt werden. Eine individuelle Betätigung ist ebenfalls möglich. Dadurch können unterschiedliche Peitschenrichtungen erzeugt werden.
  • Das Schleuderelement kann eine horizontale Vertiefung aufweisen, um den Bürstenarm in eine vorbestimmte vertikale Position zu bringen. Die Vertiefung kann nach Art einer horizontalen Kerbe oder Nut ausgeführt sein. Die Vertiefung kann aufeinander zulaufende Begrenzungskanten aufweisen. Insbesondere dann, wenn der Bürstenarm eine Anzahl horizontaler Fasern oder Haare umfasst, kann durch die Vertiefung eine vertikale Zentrierung erfolgen. Einzelne Fasern können verbessert zu einem Bündel zusammengeführt werden. Durch die Kerbe kann auch Schmutz entfernt werden, der zwischen Fasern des Bündels gehalten ist.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Basisstation für einen hierin beschriebenen Reinigungsroboter ein Schleuderelement, welches in einem Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs des Bürstenarms liegt, wenn sich der Reinigungsroboter in einer vorbestimmten Parkposition an der Basisstation befindet.
  • Auf diese Weise kann ein bekannter Reinigungsroboter mit der hierin vorgeschlagenen Technik verwendet werden, um die Seitenbürste des Reinigungsroboters zu reinigen. Der Reinigungsroboter kann die Parkposition einnehmen, um beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher aufzuladen, einen Schmutzbehälter zu leeren oder einen Betriebsstoff zu übernehmen. Der Reinigungsroboter kann leicht in die vorbestimmte Parkposition gesteuert werden. Durch die bekannte Stellung des Reinigungsroboters gegenüber der Basisstation in der Parkposition kann das Schleuderelement leicht so angebracht werden, dass der beschriebene Peitscheneffekt eintritt und die Reinigung des Bürstenarms erfolgreich ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Schleuderelement vertikal aus dem Bewegungsbereich abgesenkt oder in den Bewegungsbereich angehoben werden. Das Schleuderelement kann beispielsweise elektromotorisch oder elektromagnetisch bewegt werden. Durch das ein- bzw. ausfahrbare Schleuderelement kann eine Bewegungsfreiheit des Reinigungsroboters an der Basisstation verbessert sein.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
    • Figur 1
    einen Reinigungsroboter;
    Figur 2
    eine Seitenbürste an einem Reinigungsroboter;
    Figur 3
    einen Bewegungsablauf einer Seitenbürste;
    Figur 4
    einen Reinigungsroboter mit einer Seitenbürste in einer weiteren Ausführungsform
    Figur 5
    einen Reinigungsroboter mit einer Basisstation; und
    Figur 6
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens
    darstellen.
  • Figur 1 zeigt einen beispielhaften Reinigungsroboter 100 in einer Ansicht auf dessen Unterseite. Der Reinigungsroboter 100 umfasst eine Bewegungssteuerung, die beispielhaft durch zwei unabhängig voneinander steuerbare Antriebsräder 105 und ein Spornrad 110 gebildet ist. Der Reinigungsroboter 100 ist dazu eingerichtet, über eine Bodenfläche zu fahren und diese dabei zu reinigen. Zur Reinigung ist hier beispielhaft ein Saugmund 115 vorgesehen, durch den ein Luftstrom eingesogen werden kann. Optional kann im Bereich des Saugmunds 115 eine Borstenwalze 120 angebracht sein, die bevorzugt um eine horizontale Drehachse angetrieben werden kann. Ebenfalls optional sind eines oder mehrere Wischkissen 125 vorgesehen, mit denen eine feuchte Reinigung der Bodenfläche durchgeführt werden kann.
  • Eine Seitenbürste 130 ist um eine vertikale Drehachse 135 drehbar gelagert. Eine Antriebseinrichtung, um die Seitenbürste 130 um die Drehachse 135 anzutreiben, ist in Figur 1 nicht sichtbar. Die Seitenbürste 130 umfasst eine Nabe 140, von der aus sich einer oder mehrere Bürstenarme 145 in radialer Richtung erstrecken. Die Seitenbürste 130 ist bevorzugt derart bezüglich des Saugmunds 115 am Reinigungsroboter 100 angebracht, dass die Drehachse 135, bezogen auf eine Längs- oder Fahrtrichtung des Reinigungsroboters 100, seitlich und vor dem Saugmund 115 liegt. Ein Bürstenarm 145 umfasst einen radial inneren Abschnitt 150 und einen radial äußeren Abschnitt 155. Zumindest der radial äußere Abschnitt 155 ist biegeelastisch ausgeführt. Optional können die Abschnitte 150, 155 auch gleich und insbesondere einstückig miteinander ausgeführt sein.
  • Es wird vorgeschlagen, in einem Bewegungsbereich des Bürstenarms 145 um die Drehachse 135 am Reinigungsroboter 100 ein Schleuderelement 160 vorzusehen. Das Schleuderelement 160 ist bevorzugt derart positioniert, dass der Bürstenarm 145 in einem Bereich zwischen dem inneren Abschnitt 150 und dem äußeren Abschnitt 155 gegen das Schleuderelement 160 läuft. Weiter bevorzugt ist das Schleuderelement 160 vertikal beweglich, und seine vertikale Position kann durch eine Steuervorrichtung des Reinigungsroboters 100 gesteuert werden.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenbürste 130 an einem Reinigungsroboter 100. Die dargestellte Ausführungsform entspricht der von Figur 1. Die Seitenbürste 130 ist derart am Reinigungsroboter 100 angebracht, dass ein Bürstenarm 145 am Schleuderelement 160 eine peitschenartige Bewegung ausführen kann, um Schmutz, der am Bürstenarm 145 angelagert ist, abzuschütteln. Dazu kann der Bürstenarm 145 am Schleuderelement 160 in der Drehebene um die Drehachse 135 entgegen seiner Drehrichtung ausgelenkt werden, bis seine radial äußere Begrenzung das Schleuderelement 160 passiert. Durch die Elastizität des Bürstenarms 145 vollführt dieser dann in der Drehebene eine peitschenartige Bewegung, wobei auf einzelne Abschnitte des Bürstenarms 145 hohe Beschleunigungen wirken können.
  • Figur 3 zeigt einen Bewegungsablauf einer Seitenbürste 130 in Form einer Sequenz. Figuren 3a bis 3d zeigen den Reinigungsroboter 100 von Figur 1 in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während eines Reinigungsvorgangs eines Bürstenarms 145.
  • In Figur 3a bewegt sich ein Bürstenarm 145 auf das Schleuderelement 160 zu, die Drehrichtung verläuft im Uhrzeigersinn. In Figur 3b wird der Bürstenarm 145 am Schleuderelement 160 entgegen der Drehrichtung nach hinten ausgelenkt. In Figur 3c ist ein Kontaktpunkt zwischen dem Bürstenarm 145 und dem Schleuderelement 160 am äußersten Punkt des Bürstenarms 145 angelangt. In Figur 3d hat sich der Bürstenarm 145 vom Schleuderelement 160 gelöst und vollführt aufgrund seiner Eigenelastizität eine Schleuderbewegung.
  • In der dargestellten Ausführungsform überstreicht ein Bürstenarm 145 bei seiner Drehbewegung um die Drehachse 135 einen Abschnitt des Saugmunds 115. Die Peitschenbewegung eines vom Schleuderelement 160 abgeglittenen Bürstenarms 145 erfolgt bevorzugt derart, dass dabei abgelöster Schmutz gut durch den Saugmund 115 aufgenommen werden kann. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Peitschenbewegung unterhalb bzw. im Bereich des Saugmunds 115.
  • Figur 4 zeigt einen Reinigungsroboter 100 mit einer Seitenbürste 130 in einer weiteren Ausführungsform. Hier ist zusätzlich zum Schleuderelement 160 ein weiteres Schleuderelement 405 vorgesehen. Das Schleuderelement 160 kann auch erstes Schleuderelement und das Schleuderelement 405 zweites Schleuderelement genannt werden. Figuren 4a und 4b zeigen aufeinanderfolgende Zeitpunkte einer Drehbewegung der Seitenbürste 130 am Reinigungsroboter 100.
  • In Figur 4a gleitet der Bürstenarm 145 aufgrund der Drehbewegung der Seitenbürste 130 am ersten Schleuderelement 160 entlang. In Figur 4b kann gesehen werden, wie der Bürstenarm 145 nach dem Passieren des ersten Schleuderelements 160 aufgrund der Drehbewegung und seiner Eigenelastizität gegen das zweite Schleuderelement 405 schlägt. Die dabei entstehende Peitschenbewegung kann bereits Schmutz vom Bürstenarm 145 ablösen. Wird die Seitenbürste 130 weitergedreht, bis der Bürstenarm 145 den Eingriff mit dem zweiten Schleuderelement 405 verlässt, so kann die oben mit Bezug auf Figur 2 beschriebene Peitschenbewegung erneut eintreten und weiterer Schmutz kann abgeschüttelt werden.
  • Figur 5 zeigt einen beispielhaften Reinigungsroboter 100 mit einer Basisstation 500. In Figur 5a bewegt sich der Reinigungsroboter 100 auf die Basisstation 500 zu. In Figur 5b hat der Reinigungsroboter 100 eine vorbestimmte Parkposition an der Basisstation 500 eingenommen. In dieser Position können beispielsweise elektrische Kontakte zwischen dem Reinigungsroboter 100 und der Basisstation 500 geschlossen sein.
  • An der Basisstation 500 ist ein Schleuderelement 160 so angebracht, dass es sich im Bewegungsbereich des Bürstenarms 145 der Seitenbürste 130 des Reinigungsroboters 100 nach Figur 1 befindet, wenn der Reinigungsroboter 100 die Parkposition eingenommen hat. Optional kann das Schleuderelement 160 vertikal verstellbar sein. In der dargestellten, angehobenen Position erstreckt sich das Schleuderelement 160 in den Bewegungsbereich des Bürstenarms 145; in einer abgesenkten Stellung kann der Bewegungsbereich durch das Schleuderelement 160 freigegeben sein.
  • Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 600 zur Steuerung eines Reinigungsroboters 100 nach Figur 1.
  • In einem Schritt 605 kann ein Reinigungsbedarf eines Bürstenarms 145 der Seitenbürste 130 bestimmt werden. Der Reinigungsbedarf kann beispielsweise anhand einer Menge zuvor gesammelten Schmutzes, einer Betriebsdauer, einer vorbestimmten Anzahl an Umdrehungen der Seitenbürste 130, einem durch den Reinigungsroboter 100 zurückgelegten Weg oder auf der Basis eines anderen Parameters bestimmt werden.
  • In einem Schritt 610 kann die Seitenbürste 130 gezielt ruckartig beschleunigt und/oder abgebremst werden, um den Bürstenarm 145 in die beschriebene Peitschenbewegung zu führen. Dabei kann insbesondere eine mehrfache Beschleunigung und Abbremsung angesteuert werden. Dies kann anhand einer vorbestimmten Sequenz erfolgen, die in Amplitude und/oder Frequenz variabel sein kann. In einer Ausführungsform wird die Seitenbürste 130 in einer Drehstellung beschleunigt oder abgebremst, die gewährleistet, dass ein Bürstenarm 145 in einer vorbestimmten Position liegt, sodass von ihm abgeschüttelter Schmutz bevorzugt durch ein Reinigungselement des Reinigungsroboters 100 aufgenommen werden kann.
  • In einer anderen Ausführungsform kann in einem Schritt 615 das Schleuderelement 160 am Reinigungsroboter 100 ausgefahren werden. Ist ein zweites Schleuderelement 405 vorhanden, so kann dieses ebenfalls ausgefahren werden. Anschließend kann die Antriebseinrichtung der Seitenbürste 130 dazu angesteuert werden, die Seitenbürste 130 mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit um die Drehachse 135 zu drehen, sodass die Bürstenarme 145 an den Schleuderelementen 160, 405 die beschriebenen Peitschenbewegungen ausführen.
  • Eine entsprechende Steuerung kann erfolgen, falls sich der Reinigungsroboter 100 in der vorbestimmten Parkposition an der Basisstation 500 befindet. In diesem Fall kann das Ausfahren des Schleuderelements 160 und/oder des weiteren Schleuderelements 405 an der Basisstation 500 erfolgen.
  • Nachdem die Reinigung des Bürstenarms 145 in einem der Schritte 610, 615 beendet ist, kann das Verfahren 600 in einem Schritt 620 enden.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Reinigungsroboter
    105
    Antriebsrad
    110
    Spornrad
    115
    Saugmund
    120
    Borstenwalze
    125
    Wischkissen
    130
    Seitenbürste
    135
    Drehachse
    140
    Nabe
    145
    Bürstenarm
    150
    radial innerer Abschnitt
    155
    radial äußerer Abschnitt
    160
    (erstes) Schleuderelement
    405
    (zweites) Schleuderelement
    500
    Basisstation
    600
    Verfahren
    605
    Reinigungsbedarf bestimmen
    610
    Seitenbürste gezielt beschleunigen / abbremsen
    615
    Schleuderelement ausfahren und Seitenbürste gezielt drehen
    620
    Ende

Claims (11)

  1. Verfahren (600) zum Reinigen einer Seitenbürste (130) eines Reinigungsroboters (100), wobei die Seitenbürste (130) um eine Drehachse (135) drehbar ist, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und mindestens einen radial abstehenden Bürstenarm (145) aufweist; wobei ein radial äußerer Abschnitt (155) des Bürstenarms (145) biegeelastisch ist; wobei das Verfahren (600) folgende Schritte umfasst:
    - Bestimmen (605) eines Reinigungsbedarfs der Seitenbürste (130); und
    - ruckartiges Beschleunigen oder Abbremsen (610, 615) des Bürstenarms (145) um die Drehachse (135).
  2. Verfahren (600) nach Anspruch 1, wobei der Bürstenarm (145) in einer vorbestimmten Sequenz mehrfach beschleunigt und abgebremst (610) wird.
  3. Verfahren (600) nach Anspruch 2, wobei die Sequenz (610) auf eine Resonanzfrequenz des Bürstenarms (145) abgestimmt ist.
  4. Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche; wobei der Reinigungsroboter (100) einen Saugmund (115) umfasst; und das ruckartige Beschleunigen oder Abbremsen (610, 615) des Bürstenarms (145) in einer vorbestimmten Drehstellung des Bürstenarms (145) bezüglich des Saugmunds (115) erfolgt.
  5. Reinigungsroboter (100) zur Reinigung einer Bodenfläche; wobei der Reinigungsroboter (100) folgende Elemente umfasst:
    - eine Seitenbürste (130), die um eine Drehachse (135) drehbar ist, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt;
    - wobei die Seitenbürste (130) mindestens einen radial abstehenden Bürstenarm (145) aufweist;
    - wobei der Bürstenarm (145) in einem radial äußeren Bereich (155) biegeelastisch ist; und
    - ein Schleuderelement (160), das in einen Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs (155) des Bürstenarms (145) abgesenkt werden kann;
    - sodass der Bürstenarm (145) auf seiner Drehbewegung um die Drehachse (135) gegen das abgesenkte Schleuderelement (160) läuft und der radial äußere Bereich (155) des Bürstenarms (145) eine Peitschenbewegung ausführt.
  6. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Antriebseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, der Bürstenarm (145) mit einer vorbestimmen Geschwindigkeit um die Drehachse (135) anzutreiben, sodass der radial äußere Bereich (155) des Bürstenarms (145) am Schleuderelement (160) entgegen der Drehrichtung des Bürstenarms (145) ausgelenkt wird, bis seine radial äußere Begrenzung das Schleuderelement (160) passiert, und der radial äußere Bereich (155) dann die Peitschenbewegung ausführt.
  7. Reinigungsroboter (100) nach Anspruch 5 oder 6, ferner umfassend einen Saugmund (115); wobei die Peitschenbewegung im Bereich des Saugmunds (115) erfolgt.
  8. Reinigungsroboter (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner umfassend ein zweites Schleuderelement (405), das in den Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs (155) des Bürstenarms (145) abgesenkt werden kann; wobei die Schleuderelemente (160, 405) so angeordnet sind, dass der radial äußere Bereich (155) des Bürstenarms (145) nach dem Abgleiten am ersten Schleuderelement (160) gegen das zweite Schleuderelement (405) peitscht.
  9. Reinigungsroboter (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Schleuderelement (160, 405) eine horizontale Vertiefung aufweist, um den Bürstenarm (145) in eine vorbestimmte vertikale Position zu bringen.
  10. Basisstation (500) für einen Reinigungsroboter (100) mit einer Seitenbürste (130), die um eine Drehachse (135) drehbar ist, die sich in einer vertikalen Richtung erstreckt; wobei die Seitenbürste (130) mindestens einen radial abstehenden Bürstenarm (145) aufweist; wobei der Bürstenarm (145) in einem radial äußeren Bereich (155) biegeelastisch ist; wobei die Basisstation ein Schleuderelement (160, 405) umfasst, das in einem Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs (155) des Bürstenarms (145) liegt, wenn sich der Reinigungsroboter (100) in einer vorbestimmten Parkposition an der Basisstation (500) befindet.
  11. Basisstation (500) nach Anspruch 10, wobei das Schleuderelement (160, 405) vertikal aus dem Bewegungsbereich des radial äußeren Bereichs (155) des Bürstenarms (145) abgesenkt werden kann.
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