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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Saugvorrichtung für einen Saugroboter, einen Saugroboter und ein Verfahren zum Ansteuern eines Saugroboters und insbesondere auf einen Saugroboter mit einer anhebbaren Saugkanal-Vorderkante.
HINTERGRUND
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Bei konventionellen Saugrobotern und insbesondere bei den darin angeordneten Saugvorrichtungen, ist die Bodenplatte meist in sich starr bzw. schwimmend mit dem Saugroboter verbunden. Durch die schwimmende Lagerung der Bodenplatte ist der Saugroboter nicht flexibel bei grobem und feinem Schmutz einsetzbar. Bei diesen Saugrobotern ist somit immer ein Kompromiss bei der Reinigung einzugehen. Bei anderen konventionellen Saugrobotern ist ebenfalls eine bewegliche Bodenplatte vorgesehen, die als Ganzes gleichmäßig angehoben oder geschwenkt werden kann.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese bereits bekannten Lösungen nur ein unzureichendes Ergebnis für Verschmutzungen verschiedener Größe liefern. Insbesondere bei grobem Schmutz verlieren diese Saugvorrichtungen häufig einen flächigen Kontakt mit dem Untergrund, was die Saugleistung bei der Schmutzaufnahme verringert. Oder die Saugvorrichtung liegt ganzflächig auf, was die Aufnahme von größeren Verschmutzungen erschwert.
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Daher besteht ein Bedarf nach anderen Saugvorrichtungen, die flexibel sowohl für groben Schmutz als auch für feinen Schmutz mit einer hohen Saugleistung einsetzbar ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
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Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch eine Saugvorrichtung nach Anspruch 1, einen Saugroboter nach Anspruch 8 und ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Saugvorrichtung für einen Saugroboter. Der Saugroboter weist einen Saugkanal auf, um Verunreinigung von einer Oberfläche in einer Vorwärtsbewegung aufzunehmen. Die Saugvorrichtung umfasst:
- eine Bodenplatte mit einer Öffnung für den Saugkanal, wobei die Bodenplatte bezüglich der Vorwärtsbewegung einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt aufweist, zwischen denen die Öffnung ausgebildet ist und die jeweils einen flächigen Kontakt zu der Oberfläche ermöglichen;
- eine Halterung für die Bodenplatte, wobei die Halterung ausgebildet ist, um den hinteren Abschnitt der Bodenplatte in Kontakt mit der Oberfläche zu halten; und
- eine Bewegungseinrichtung zum wahlweisen Anheben oder Absenken des vorderen Abschnitts, während der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt, wobei die Bewegungseinrichtung weiter ausgebildet ist, um den vorderen Abschnitt beim Absenken ganzflächig auf der Oberfläche aufzulegen.
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Ein Fachmann versteht unter einem flächigen Kontakt, dass die Kontaktfläche eine Mindestbreite und eine Mindestlänge aufweist, entlang derer ein gleichzeitiger Kontakt erfolgt. Eine Kontaktierung entlang einer Linie ist somit kein flächiger Kontakt, da dort keine vorgegebene Mindestbreite vorliegt. Gemäß Ausführungsbeispielen kann der flächige Kontakt beispielsweise über die Gesamtbreite des Saugkanals (senkrechte Richtung zu der Vorwärtsbewegung) sich erstrecken und die Mindestbreite kann größer als 1 cm oder größer als 3 cm sein. Dieser flächige Kontakt bietet den technischen Effekt, dass ein hohe Saugleistung für verschiedene Oberflächen aufrechterhalten werden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung soll ein flächiger Kontakt so verstanden werden, dass immer noch ein kleiner Abstand zwischen der Oberfläche und der Bodenplatte bestehen bleiben kann (z.B. 1 bis 2 Millimeter). Insbesondere bei ebenem und hartem Untergrund (z.B. Stein oder Parkett) ist es sinnvoll, dass ein kleiner Abstand bestehen bleibt. Der flächige Kontakt soll daher so verstanden werden, dass der Luftstrom durch den verbleibenden Spalt stark gedämpft bzw. vernachlässigbar ist im Vergleich zu dem Luftstrom, der über den angehobenen vorderen Abschnitt einströmt.
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Durch die Bewegungseinrichtung kann beispielsweise in einer Stellung (z.B. nach einem Anheben) der hintere Abschnitt der Bodenplatte in einem flächigen Kontakt mit der Oberfläche stehen und in einer anderen Stellung (z.B. nach einem Absenken) kann außerdem der vordere Abschnitt in einem dementsprechenden flächigen Kontakt mit der Oberfläche stehen. Die Halterung kann beispielsweise entsprechende Führungselemente oder Lager oder einen Mechanismus aufweisen, um die Bewegung entsprechend umzusetzen.
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Die Richtung, was vorne und was hinten liegt, kann gemäß einer Standardvorwärtsbewegung des Saugroboters definiert werden (d.h. die Verunreinigungen sollen von vorne kommend aufgenommen werden). Alternativ kann der vordere Abschnitt auch als erster Abschnitt und der hintere Abschnitt als zweiter Abschnitt bezeichnet werden. Einem Fachmann ist allerding geläufig, wo die Vorwärtsrichtung eines Saugroboters sich befindet.
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Optional ist die Bodenplatte ausgebildet, um den Saugkanal an der Öffnung zu befestigen, sodass der Saugkanal in die Öffnung mündet. Die Öffnung bildet somit eine Saugkanalbegrenzungskante und das Anheben des vorderen Abschnittes ist daher ein Anheben der vorderen Saugkante (Saugkanalbegrenzungskante).
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Optional umfasst die Bodenplatte zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zwei gegenüberliegende Seitenabschnitte, die zusammen die Öffnung entlang einer Saugkanalbegrenzungskante umschließen. Die Seitenabschnitte können fest mit dem hinteren Abschnitt verbunden sein. Unter einer festen Verbindung soll insbesondere verstanden werden, dass die Abschnitte monolithisch gebildet sein können, das heißt aus einem einzigen, durchgehenden Bauteil/Material geformt sind. Auf diese Weise können beispielsweise die Seitenabschnitte zusammen mit dem hinteren Abschnitt eine gemeinsame Kontaktfläche mit der Oberfläche bilden. Dies bewirkt den technischen Effekt, dass die Saugrichtung der einströmenden Luft nach oder von vorne verläuft, d.h. sie ist dort maximal, wo die Verunreinigungen sich befinden. Eingesaugte Luft von der Seite und von hinten kann damit weitestgehend verhindert werden.
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Optional ist die Bodenplatte mit dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt monolithisch gebildet und die Halterung ist eine Drehhalterung um eine Drehachse. Die Bewegungseinrichtung ist dann ausgebildet, um eine Drehbewegung der Bodenplatte (als Ganzes) um die Drehachse auszuführen. Dies bewirkt den technischen Effekt, dass der hintere flächige Kontakt durch das Drehen erhöht oder verbreitert werden kann. Somit lässt sich der Saugluftabschluss nach hinten verbessern, wodurch wiederum die Saugleistung erhöht wird.
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Optional verläuft der flächige Kontaktfläche des vorderen Abschnitts nichtparallel zu dem flächigen Kontakt des hinteren Abschnitts (relativ zur Oberfläche), sodass die Bodenplatte um einen vorbestimmten Winkel abgewinkelt ist. Die Bewegungseinrichtung ist dann ausgebildet, um Bodenplatte um den vorbestimmten Winkel zu drehen, sodass sich ein Neigungswinkel α zur Oberfläche ändert. Der maximale Neigungswinkel α wäre dann der vorbestimmte Winkel der Abwinkelung. Optional liegt die Drehachse auf einem hinteren Teil der Saugkanalbegrenzungskante. Der Drehwinkel (Neigungswinkel α) kann zwischen 0° und 20° oder zwischen 2° und 15° liegen. Bei der genannten Drehung wird beispielsweise der vordere Abschnitt angehoben, während der hintere Abschnitt oder ein Teil davon sich auf der Stelle dreht. Die Seitenabschnitte können beispielsweise zusammen mit dem vorderen Abschnitt angehoben werden, sodass nur der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt. Daher ändert der hintere Teil der Saugkanalbegrenzungskante seine Höhe über der Oberfläche während der Drehung nicht. Die Saugkanalbegrenzungskante kann aber wie gesagt 1 ... 2 mm Abstand von der Oberfläche halten. Vorteilhaft ist diese Ausführungsform insbesondere dann, wenn die Bewegungseinrichtung der Bodenplatte binär bewegt (entweder oben oder unten). Die Stellung "oben" wäre gut für Grobschmutz und für hohen Volumenstrom. Die Stellung "unten" wäre gut für Tiefenreinigung, da in dieser Stellung ein hoher Unterdruck aufgebaut wird, auch wenn der Volumenstrom sich leicht verringert. In beiden Fällen wird ein maximaler flächiger Kontakt erreicht, der die Schmutzaufnahme (grob bzw. in der Tiefe) wiederum verbessert. Außerdem ist diese Ausführungsform leicht herstellbar, wenn die Bodenplatte monolithisch als abgewinkeltes Bauteil hergestellt wird.
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Optional ist die Bodenplatte 2-teilig ausgebildet. Die Bewegungseinrichtung kann dann ausgebildet sein, um (nur) den vorderen Abschnitt relativ zu dem hinteren Abschnitt zu bewegen. Eine Bewegung des vorderen Abschnitts relativ zu dem hinteren Abschnitt bedeutet, dass der Abstand (definiert über einen Masseschwerpunkt) zwischen den beiden Abschnitten sich ändern kann, so dass ein Spalt zwischen den beiden Abschnitten entstehen kann. So kann beispielsweise der hintere Abschnitt fest in seiner Position verbleiben, während der vordere Abschnitt vertikal nach oben anhebbar ist. Der vordere Abschnitt und der hintere Abschnitt stehen dann nicht mehr in einem direkten Kontakt zueinander. Die relative Bewegung kann beispielsweise linear erfolgen, sie kann aber teilweise auch ein Drehen oder Schwenken umfassen - solange der vordere Abschnitt vertikal nach oben bewegt wird (d.h. von der Oberfläche weg). Der vorteilhafte technische Effekt dieser Ausgestaltung liegt wieder in der zusätzlichen seitlichen Versiegelung, sodass nur Luft von vorne eingesaugt wird, um so effektiv Grobschmutz anzusaugen.
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Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf einen Saugroboter zum Aufsaugen von Verunreinigungen von einer Oberfläche. Der Saugroboter umfasst:
- eine Saugvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde;
- ein Gehäuse mit dem Saugkanal und einem Saugmotor;
- eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln von Sensordaten;
- eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Saugroboters;
- eine Steuervorrichtung zum Steuern der Saugvorrichtung, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, um basierend auf den Sensordaten zumindest die Bewegungseinrichtung anzusteuern.
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Es versteht sich, dass die Steuervorrichtung auch mehrteilig ausgebildet werden kann. So kann die Steuervorrichtung beispielsweise mehrere Steuereinheiten aufweisen, um einzelne oder alle Vorrichtungen des Saugroboters zu steuern. So kann beispielsweise für die Bewegungseinrichtung eine dedizierte Steuereinheit vorgesehen sein als auch für die Antriebsvorrichtung bzw. für den Saugmotor.
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Optional ist die Sensorvorrichtung weiter ausgebildet, um Verunreinigungen mit einer Mindestgröße zu erkennen. Die Steuervorrichtung kann dann ausgebildet sein, um basierend auf den erkannten Verunreinigungen mit der Mindestgröße die Bewegungseinrichtung anzusteuern, um den vorderen Abschnitt anzuheben oder abzusenken. Der Grad des Anhebens/Absenkens kann von Größe der Verschmutzung abhängen.
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Gemäß Ausführungsbeispielen kann der Saugroboter Verunreinigungen detektieren und, wenn diese im vorderen Umgebungsbereich (z.B. in Bewegungsrichtung) erkannt wurden, kann die Steuervorrichtung den vorderen Abschnitt entsprechend anheben. Der Umgebungsbereich kann sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von dem Saugroboter erstrecken und die Höhe beim Anheben kann von einer erkannten Größe und/oder Menge an Verunreinigungen abhängen.
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Optional ist die Steuervorrichtung weiter ausgebildet, um die Bewegungseinrichtung anzusteuern, den vorderen Abschnitt in vorbestimmten Zeitintervallen anzuheben. Gemäß Ausführungsbeispielen kann eine (konstante) Periode beim Anheben frei gewählt werden. Beispielsweise kann alle paar Sekunden (z.B. alle 2, 3, 4, 5, ... 10 Sekunden) ein Anheben (z.B. für 1, 2, 3, ..., 5 Sekunden) erfolgen. Die zeitliche Taktung kann frei gewählt werden bzw. an das Saugergebnis angepasst werden. So kann durch die Sensorvorrichtung das Ergebnis des Saugens abgeschätzt werden oder die Schmutzaufnahme maximiert werden. Diese könnte über die Leistungsaufnahme des Saugmotors sensiert werden. Ebenso können Kameras als Sensoren das Saugergebnis beurteilen (z.B. durch einen Vergleich des vorderen und des hinteren Abschnittes). Die Perioden können auch in Abhängigkeit des Grades der Verunreinigungen auf der Oberfläche gewählt werden. Auch die Größe oder Durchschnittsgröße der Verunreinigungen kann als Parameter für die Taktung dienen.
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Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf ein Verfahren zum Ansteuern eines Saugroboters, wie er zuvor beschrieben wurde. Das Verfahren umfasst
- Anheben des vorderen Abschnittes, während der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt;
- Absenken des vorderen Abschnittes, während der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt; und
- Wiederholen des Anhebens und Absenkens in vorbestimmten Zeitintervallen oder wenn von der Sensorvorrichtung Verunreinigungen mit einer Mindestgröße detektiert werden.
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Ausführungsbeispiele lösen somit das technische Problem der Verbesserung von Grobgut-Aufnahmen, wozu gemäß Ausführungsbeispielen (nur) die vordere Kante (eventuell noch die seitlichen Kanten) des Bodenplatten-Saugkanals angehoben wird, während die hintere Kante des Saugkanals auf ihrer Position unverändert verbleibt. Ausführungsbeispiele nutzen hierzu zwei verschiedenen Möglichkeiten:
- (i) die Bodenplatte wird zweiteilig gebildet und es kommt zu einer Trennung zwischen der vorderen Saugkante und der Seitenkante/Hinterkante, wodurch eine Höhe der vorderen Saugkante frei von dem Rest der Bodenplatte variiert werden kann;
- (ii) die gesamte Bodenplatte wird um eine Achse kippbar gelagert, wobei die Achse mit der hinteren Saugkanalbegrenzungskante (d.h. der hinteren Saugkante) zusammenfällt.
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Im Gegensatz zu den konventionellen Saugvorrichtungen bleibt bei Ausführungsbeispielen der hintere Abschnitt in Kontakt mit dem Untergrund. Dadurch kann die Luft vorteilhafterweise nur über den vorderen Abschnitt angesaugt werden - nicht aber über den hinteren Abschnitt (oder nur in einem vernachlässigbaren Umfang). Die Verunreinigungen werden somit in jedem Fall mit einer hohen Saugleistung aufgenommen. Das gilt sowohl für groben als auch für feinen Schmutz. Versuche haben gezeigt, dass Ausführungsbeispiele die prozentuale Aufnahme von Schmutz oder Verunreinigungen im Vergleich zu konventionellen Saugvorrichtungen deutlich verbessert haben.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
- Fig. 1
- zeigt eine Saugvorrichtung für einen Saugroboter gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- Fig. 2A,2B
- veranschaulichen zwei verschiedenen Ausführungsformen zum Anheben und/oder Absenken des vorderen Abschnittes der Saugvorrichtung.
- Fig. 3A-3C
- zeigen verschiedenen Ansichten eines Saugroboters gemäß Ausführungsbeispielen.
- Fig. 4
- zeigt ein schematisches Flussdiagramm für ein Verfahren zum Ansteuern eines Saugroboters.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fig. 1 zeigt eine Saugvorrichtung 100 für einen Saugroboter 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Saugroboter 10 weist einen Saugkanal 20 auf, um Verunreinigung 30 von einer Oberfläche 40 in einer Vorwärtsbewegung V aufzunehmen. Die Saugvorrichtung 100 umfasst: eine Bodenplatte 110 mit einer Öffnung 115 für den Saugkanal 20, eine Halterung 120 für die Bodenplatte 100 und eine Bewegungseinrichtung 130. Die Bodenplatte 110 umfasst bezüglich der Vorwärtsbewegung V einen vorderen Abschnitt 111 und einen hinteren Abschnitt 112, zwischen denen die Öffnung 115 ausgebildet ist und die jeweils einen flächigen Kontakt zu der Oberfläche 40 ermöglichen. Die Halterung 120 ist ausgebildet, um den hinteren Abschnitt 112 der Bodenplatte 110 in Kontakt mit der Oberfläche 40 zu halten. Die Bewegungseinrichtung 130 dient zum wahlweisen Anheben oder Absenken des vorderen Abschnitts 111, während der hintere Abschnitt 112 in Kontakt mit der Oberfläche 40 verbleibt und ist weiter ausgebildet, um den vorderen Abschnitt 111 beim Absenken ganzflächig auf der Oberfläche 40 aufzulegen.
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Fig. 2A und Fig. 2B zeigen zwei Ausführungsbeispiele für das Anheben oder Absenken des vorderen Abschnittes 111. Die gezeigte Bodenplatte 110 umfasst die Öffnung 115, die von dem vorderen Abschnitte 111, einen hinteren Abschnitt 112 und zwei gegenüberliegende Seitenabschnitte 113, 114 umgeben ist, wobei die Seitenabschnitte 113, 114 den vorderen Abschnitte 111 mit dem hinteren Abschnitte 112 verbinden. Der Saugkanal 20 mündet in der Öffnung 115 der Bodenplatte 110, sodass die äußere Begrenzungskante 116 des Öffnung 115 eine Saugkanalbegrenzungskante 116 bildet. Die vordere Saugkanalbegrenzungskante 116 grenzt an den vorderen Abschnitte 111 und die hintere Saugkanalbegrenzungskante 116 grenzt an den hinteren Abschnitte 112. Gemäß Ausführungsbeispiele können auch die Seitenabschnitte 113, 114 jeweils einen flächigen Kontakt (mit einer Mindestbreite von z.B. 1 cm) mit dem Boden bilden.
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Fig. 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Bewegungseinrichtung 130 ausgebildet ist, um die Bodenplatte 110 um eine Drehachse R zu drehen. Die entsprechende Halterung 120 kann wie in der Fig. 1 ausgebildet sein, d.h. sie kann die hintere Saugbegrenzungskante 116 einfach auf die Oberfläche drücken. Es versteht sich, dass keine dedizierte physische Achse vorhanden sein muss. Die Halterung aus der Fig. 1 ist aber nicht zwingend. Die Bewegungseinrichtung 130 und/oder die Halterung 120 kann/können beispielsweise einen entsprechenden Mechanismus wie einen Watt-Mechanismus aufweisen, um die Drehbewegung der Bodenplatte 110 in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Die Bewegungseinrichtung 130 kann dann innerhalb des Saugroboters 10 die lineare Bewegung über einen entsprechenden Motor mit Linearantrieb bewirken. Die Drehachse R ändert sich dabei während der Bewegung der Bodenplatte 110 nicht, sodass die hintere Saugkante 116 auf der Oberfläche 40 verbleibt, während der vordere Abschnitt 111 sich von der Oberfläche 40 entfernt.
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Die Bewegungseinrichtung 130 kann beispielsweise den Neigewinkels α stufenlos regeln und somit die Höhe flexibel an den Gegebenheiten anpassen (z.B. Größe der Verschmutzung 30 bzw. den Bodenbelag). Dadurch wird ein optimiertes Saugverhalten erreicht.
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Bei dieser Ausführungsform wird somit die gesamte Bodenplatte 110 um die Drehachse R an der hinteren Saugkanalbegrenzungskante 116 gekippt. Dadurch werden auch Seitenabschnitte 113, 114 vom Boden angehoben.
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Fig. 2B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der die gesamte Bodenplatte 110 nicht als Ganzes gekippt wird, sondern der vordere Abschnitt 111 und der hintere Abschnitt 112 voneinander trennbar sind. Die Bodenplatte 110 ist hier zweiteilig gebildet, wobei der hintere Abschnitt 112 fest mit dem Saugroboter 10 verbunden sein kann. Der vordere Abschnitt 111 ist beispielsweise unabhängig von dem hinteren Abschnitt 112 bewegbar gelagert. Beispielsweise kann die Bewegungseinrichtung 130 ausgebildet sein, um nur den vorderen Abschnitt 111 vertikal nach oben zu bewegen (z.B. in einer Linearbewegung L) oder nach oben zu schwenken, während der hintere Abschnitt 112 als auch die Seitenabschnitte 113, 114 in ihren Positionen verbleibt.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, dass die beiden gezeigten Ausführungsbeispiele aus der Fig. 2A und Fig. 2B miteinander kombiniert werden. So kann in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2B auch der hinteren Abschnitt 112 zusätzlich drehbar gelagert sein und der vordere Abschnitte 111 unabhängig von der Drehbewegung R eine Linearbewegung L oder eine Schwenkbewegung ausführen. Beide Bewegungen R, L können unabhängig voneinander ausgeführt werden.
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Gemäß Ausführungsbeispielen weist der Saugroboter eine Steuervorrichtung 500 auf (siehe Fig. 3A), die ausgebildet ist, um die Bewegungseinrichtung 130 anzusteuern und den vorderen Abschnitt 111 in vorbestimmten Zeitintervallen anzuheben/abzusenken. Das kann periodisch erfolgen oder unregelmäßig (z.B. in Antwort auf den detektierten Untergrund). Wenn es periodische erfolgt, kann beispielsweise der vordere Abschnitt 111 alle 2 bis 4 Sekunden für 1 bis 2 Sekunden angehoben werden. Die zeitliche Taktung ist aber frei wählbar und kann in Abhängigkeit des Saugerfolgs (erfassbar z.B. durch optische Sensoren) eingestellt werden.
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Fig. 3A und 3B zeigen einen Saugroboter 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Saugroboter 10 umfasst ein Gehäuse 200 und seiner Unterseite des Gehäuses 200 die Saugvorrichtung 100 mit der Bodenplatte 110, die die Öffnung 115 zum Saugen bietet. Innerhalb der Öffnung 115 ist beispielhaft eine Bürstenrolle 130 angeordnet, um die Oberfläche (nicht dargestellt) beim Saugen zu bürsten. Außerdem umfasst der Saugroboter 10 eine Halterung 135 für ein seitliches Bürstenrad, um seitlich liegende Verschmutzungen zu der Öffnung 115 zu bürsten. Die Öffnung 115 bildet den Eingang des Saugkanals 20, durch den über einen Saugmotor (nicht dargestellt in der Figur) Luft angesaugt wird, um die Verunreinigungen 30 von der Oberfläche abzusaugen.
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Der Saugroboter 10 umfasst außerdem zwei Seitenräder 140 mit einer Antriebsvorrichtung 400, um den Saugroboter 10 über die Oberfläche (autonom) zu bewegen. Ein zusätzliches, drehbares Vorderrad 141 dient der vorderseitigen Abstützung des Saugroboters 10. Zur autonomen Bewegung des Saugroboters 10 sind eine oder mehrere Sensoren 150 vorgesehen, die die Umgebung erfassen und entsprechende Sensorinformationen an eine Steuervorrichtung 500 schicken. Basierend auf den Sensordaten ist die Steuervorrichtung 500 ausgebildet, Kollisionen mit Gegenständen/Objekten zu vermeiden und die Oberfläche möglichst ganzflächig abzusaugen.
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Außerdem können die Sensoren 150 die Oberfläche 40 bzw. den Untergrund analysieren und beispielsweise feststellen, ob der Untergrund eben ist (z.B. ein Steinboden oder ein Holzboden) oder es sich um einen Teppichboden handelt. Auch die Rauheit des Teppichbodens kann so detektiert werden (z.B. unter Nutzung optischer Sensoren). Basierend darauf kann die Steuervorrichtung 500 die Höhe oder den Neigungswinkel α der Vorderkante oder vorderen Abschnittes 111 einstellen oder ändern, um eine Optimierung des Saugverhaltens zu ermöglichen.
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Fig. 3A zeigt beispielsweise den Fall an, dass der vordere Abschnitt 111 einen flächigen Kontakt mit der Oberfläche bildet, während die Fig. 3B den Fall zeigt, dass der hintere Abschnitt 112 einen flächigen Kontakt mit dem Untergrund bildet. Somit wäre die Stellung aus der Fig. 3A beispielhaft einsetzbar für eine Tiefenreinigung (z.B. für ein Teppich) und von kleinen Ritzen (Fliesenfugen, Parkettspalte etc.). Vorteilhafterweise kann ein kleiner Spalt (ca. 1 mm) zwischen des vorderen Abschnittes 111 und der Oberfläche 40 erhalten bleiben. Nur bei groben Verunreinigungen wird unabhängig vom Untergrund der vordere Abschnitt 111 angehoben. Die Stellung aus der Fig. 3B wäre beispielsweise für die Aufnahme von groben Verunreinigungen unabhängig vom Untergrund vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenplatte 110 monolithisch gebildet und drehbar um die hintere Saugkanalbegrenzungskante 116 gelagert. Die zweiteilig gebildete Bodenplatte 110 wäre aber ebenso in dem gezeigten Saugroboter 10 einsetzbar.
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Fig. 3C zeigt eine Vorderansicht des Saugroboters 10. Der gezeigte Saugroboter 10 weist beispielsweise zusätzliche Sensoren 155 auf, die beispielsweise eine Rundumerfassung ermöglichen (z.B. über LIDAR, Kameras, Radar etc.). Aus der gezeigten Vorderansicht ist ersichtlich, dass die Hinterkante 116 des Saugkanals Bodenkontakt hat, da sie eine gleiche Höhe aufweist wie die Seitenräder 140. Gemäß Ausführungsbeispielen bleibt dieser Bodenkontakt bestehen, selbst wenn die Bewegungseinrichtung 130 den vorderen Abschnitt 111 vertikal bewegt bzw. dreht.
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Fig. 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm für ein Verfahren zum Ansteuern eines Saugroboters 10. Das Verfahren umfasst:
- Anheben S110 des vorderen Abschnittes, während der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt;
- Absenken S120 des vorderen Abschnittes, während der hintere Abschnitt in Kontakt mit der Oberfläche verbleibt; und
- Wiederholen des Anhebens S110 und Absenkens S120 in vorbestimmten Zeitintervallen oder wenn von der Sensorvorrichtung Verunreinigungen mit einer Mindestgröße detektiert werden.
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Es versteht sich, dass alle zuvor beschreiben funktionalen Merkmale des Saugroboters 10 gemäß Ausführungsbeispielen als weitere optionale Schritte des Verfahrens ausgebildet sein können.
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Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Steuervorrichtung 500 des Saugroboters 10 ausgebildet, um zunächst den jeweils vorhandenen Untergrund und die vorhandene Verunreinigung 30 zu analysieren (Art des Bodens, Menge und/oder Größe Verunreinigungen 30) und basierend darauf ein möglichst optimaler Winkel α bzw. der Höhe des vorderen Abschnittes 111 zu wählen, um eine maximal mögliche Saugleistung zu erreichen.
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Wesentlich Aspekte von Ausführungsbeispiele können wie folgt zusammengefasst werden:
Der Saugroboter 10 gemäß Ausführungsbeispielen weist zur Absaugung einer Oberfläche 40 ein Bauteil (Saugvorrichtung 100) auf, welches einen Übergang zwischen dem Saugkanal 20 und der Absaugungsfläche 40 bildet. Eine Öffnung 115 für die zu reinigende Oberfläche 40 bildet eine Mündung des Saugkanals 20, wobei die Öffnung 115 durch die Saugkanalbegrenzungskanten 116 eingegrenzt ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele wurden detailliert dargelegt, die den gewünschten technischen Effekt erreichen. In der ersten Möglichkeit kann die vordere Saugkanalbegrenzungskante 116 unabhängig von einer beispielhaften Seitenkante 113, 114 und/oder hinteren Seitenkante verschoben werden bzw. angehoben werden. Die vordere Saugkanalbegrenzungskante 116 kann somit in ihrer Höhe variiert werden, ohne dass weitere Kanten in ihrer Höhe sich ändern.
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Gemäß der zweiten Möglichkeit ist die Bodenplatte 110 drehbar gelagert, und zwar um eine Drehachse R, die auf der hinteren Saugkanalbegrenzungskante 116 liegt. Der dafür vorgesehene Drehwinkel α kann beispielsweise zwischen α_min und α_max geändert werden, wobei α_min: 0°, 1°, 2°, ... (bei α_min>0 wird bewusst ein kleiner Spalt vorne gelassen) und α_max: 10°, 15°, ... sein kann. Der Saugroboter 10 ist in der Lage, eine optimale Stellung basierend auf dem Untergrund bzw. dem Verschmutzungsgrad selbständig einzustellen. Hierzu kann der Saugroboter beispielsweise die aufgenommene Menge an Verschmutzungen detektieren (z.B. über entsprechende Sensoren 150, 155 oder über eine Saugkraftanalyse des Saugmotors). Ebenso kann über eine optische Erfassung der Oberfläche 40 (z.B. über Kameras) die Art und die Menge der Verschmutzung erfasst werden und entsprechend bei der Steuerung berücksichtigt werden.
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Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
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- 10
- Saugroboter
- 20
- Saugkanal
- 30
- Verschmutzung
- 40
- Oberfläche
- 100
- Saugvorrichtung
- 110
- Bodenplatte
- 111
- vorderer Abschnitt (in Vorwärtsrichtung)
- 112
- hinteren Abschnitt
- 113, 114
- Seitenabschnitte
- 115
- Öffnung
- 116
- Saugkanalbegrenzungskante
- 120
- Halterung
- 130
- Bewegungseinrichtung
- 135
- Halterung für Bürstenrad
- 140
- Seitenräder
- 141
- vorderes Rad
- 150, 155
- Sensoren
- 200
- Gehäuse
- 400
- Antriebsvorrichtung
- 500
- Steuervorrichtung
- V
- Vorwärtsbewegung
- R
- Drehachse
- α
- Drehwinkel/Neigungswinkel