ES2222906T3 - Dispositivo automatico de recogida de objetos. - Google Patents

Abstract

Sistema de recogida de objetos (2) sobre una superficie determinada constituido por una máquina móvil automática provista de al menos un motor asociado a una fuente de energía (5), un dispositivo mecánico de prensión y de almacenamiento de los objetos dentro de un receptáculo (9) soportado por la máquina móvil, un dispositivo de vaciado de dicho receptáculo, un dispositivo de limitación de la superficie de recogida (15), una estación (17) de descarga de los objetos recogidos, y un ordenador de abordo (4) que controla el avance de la máquina, caracterizado por el hecho de que la máquina automática evoluciona sobre la superficie de recogida, al menos por momentos, de manera aleatoria.

Description

Dispositivo automático de recogida de objetos.

La mayoría de los clubs de golf poseen un "practice", espacio de césped sobre el cual los jugadores de golf pueden practicar.

Los jugadores de golf practican sus "drives" desde un espacio reservado y envían las pelotas a unas distancias situadas habitualmente entre 50 y 200 metros. Estas pelotas deben ser recogidas regularmente y devueltas al espacio de tiro.

Ya se conocen máquinas adaptadas especialmente para la recogida de pelotas de golf, en particular sobre los practices. En general éstas incluyen la intervención de un sistema que posee unos discos flexibles separados entre sí con la anchura de una pelota de golf (ver por ejemplo la patente estadounidense 5.711.388). Los discos giran y están montados en vertical sobre un eje horizontal perpendicular a la progresión de la máquina, y ésta es arrastrada por un vehículo automotor o empujada manualmente.

El documento japonés JP-827 6037 describe una máquina automática cuya trayectoria está determinada por una guía electromagnética para la recogida de pelotas de golf. Este sistema es difícil de implementar y no resulta totalmente satisfactorio. En efecto, la trayectoria que sigue siempre es la misma.

Si no se quiere tener un número de pelotas prohibitivo en circulación, la recogida debe realizarse regularmente, y eso implica un coste importante de mano de obra y una molestia regular para los jugadores.

Existe por lo tanto una verdadera necesidad de disponer de un sistema de recogida de pelotas que sea completamente automático y que pueda funcionar sin interrumpir a los jugadores y sin riesgo de accidentes debidos a tiros de pelota.

La presente invención se refiere a un sistema de recogida y de retorno de las pelotas totalmente automático, que elimina la mano de obra y permite que los jugadores sigan practicando durante la recogida.

La invención propone un sistema de recogida de objetos tal y como lo define la reivindicación 1 adjunta y una máquina adaptada a éste como lo define la reivindicación 13.

De manera más precisa, la invención propone un sistema de recogida de objetos sobre una superficie determinada constituido por una máquina móvil automática provista de un motor y de una fuente de energía, por ejemplo de una batería recargable, y provista de un ordenador de abordo. La máquina lleva un dispositivo mecánico de prensión y de almacenamiento de los objetos dentro de un receptáculo, un dispositivo de vaciado de dicho receptáculo, un dispositivo de detección de los limites de la superficie de recogida. El sistema incluye también al menos una estación de recarga de las baterías recargables y una estación de descarga de los objetos recogidos.

Según la invención, el sistema incluye una máquina móvil autónoma que se desplaza de forma aleatoria o pseudo aleatoria sobre la superficie donde hay que recoger las pelotas.

En una forma conocida, la superficie está delimitada de preferencia por un hilo periférico en el que circula una señal de baja frecuencia detectada por la máquina. Se pueden adoptar otros sistemas para delimitar la superficie de trabajo, incluso por obstáculo físico, como los que están descritos en la solicitud PCT/ BE91/00068 para un cortacésped robótico.

La máquina de recogida incluirá un bastidor y unos elementos de avance y de guiado conocidos en sí, por ejemplo similares a los que están descritos en las solicitudes PCT/BE9I/00068 y PCT/BE98/00038.

El sistema de podado según los documentos arriba mencionados es sustituido por un sistema de recogida de pelotas. El sistema de recogida de pelotas comprende, por ejemplo, un rodillo formado por una serie de discos flexibles paralelos, con un perfil apropiado, separados por una distancia igual o ligeramente inferior al diámetro de una pelota. Durante el avance de la máquina, el sistema de discos flexibles que reposa sobre el suelo es accionado en rotación de forma pasiva, y rueda sobre las pelotas que se encuentran en su camino. El rodillo encaja estas últimas entre dos discos flexibles adyacente, los cuales por medio del movimiento circular ascendente y el efecto de unos elementos de desviación en la parte descendente, vuelven a colocarlas en una cesta colectora sostenida por la máquina. El sistema de discos flexibles está instalado, de preferencia, sobre una o unas articulaciones, o por lo menos está instalado de manera flexible, lo que permite mantener el contacto con el suelo en caso de irregularidades en éste. La cesta colectora incluye en su parte inferior una apertura controlada por el ordenador de abordo.

Según un modo de realización, el sistema de discos flexibles incluye un eje articulado capaz de elevarse, por ejemplo con la intervención de un gato. Durante un cambio de dirección, el ordenador dirige el levantamiento del sistema de discos flexibles con el fin de evitar una fricción importante con el suelo, y las degradaciones de la superficie de hierba y el consumo energético suplementario que pueden producirse.

Cuando la cesta está llena o cuando la máquina debe recargar sus baterías, el ordenador que controla el avance de la máquina, aplica un algoritmo de retorno hacia un punto fijo (estación). El nivel límite del llenado por las pelotas en la cesta colectora puede ser determinado, por ejemplo por un sistema emisor-receptor IR conectado al microordenador.

Para el retorno a la estación de recarga, según un modo de realización, la máquina busca el hilo periférico siguiendo de manera aleatoria por ejemplo una trayectoria recta, y después, una vez detectado este último, lo sigue hasta una distancia fija hasta alcanzar el terminal o la estación de recarga. Esta ultima puede estar unida de manera ventajosa, e integrada en la estación de recuperación de las pelotas.

De este modo, según una forma de realización preferida, después de la detección del terminal, por ejemplo por contacto, la máquina se detiene y se posiciona eventualmente de manera más precisa. El ordenador controla la abertura de la trampilla que permite que la cesta se vacíe, y mantiene la máquina en un estado de recarga hasta que sus baterías se hayan recargado totalmente. Después de la recarga, la máquina vuelve a funcionar durante un nuevo periodo de recogida, recorriendo la superficie del terreno del practice de manera aleatoria o casi aleatoria.

Según otras formas de realización, que no son las preferidas actualmente, la máquina puede alcanzar la estación de recarga gracias a otros medios, por ejemplo mediante el análisis de un campo magnético con una recarga por inducción eventual (ver por ejemplo la patente US 5.869.910), mediante un guiado por radio o incluso mediante la detección de señales infrarrojas.

En este último caso, la máquina según la invención incorpora un sistema de guiado y de posicionamiento con respecto a una estación fija que implica la intervención por ejemplo de al menos un haz infrarrojo direccional emitido por la estación fija, donde el robot móvil incluye un sistema de detección (detectores) direccional de emisión infrarroja conectado al microordenador incorporado en dicho robot, y este robot se desplaza sobre una superficie de trabajo de manera esencialmente aleatoria, donde el microordenador incluye un algoritmo capaz de dirigir el retorno a la estación fija mediante el desplazamiento del robot en la dirección de emisión de dicho haz infrarrojo. El haz infrarrojo puede ser un haz direccional estrecho y el sistema de detección puede estar situado de forma ventajosa sobre el bastidor en el centro de rotación del robot, dirigidos en el sentido del movimiento del robot, y el posicionamiento preciso de la estación fija se realiza mediante la rotación de la máquina alrededor de un eje vertical según un algoritmo basado en la detección del haz estrecho, por ejemplo de 2 a 15°.

Este sistema permite la intervención de al menos dos haces de direccionalidad esencialmente diferente emitida a partir o alrededor de la estación fija, y el o los haces menos direccionales sirven para el acercamiento hacia la estación fija, mientras que el o los haces más direccionales son utilizados para la última etapa de posicionamiento preciso del robot con respecto a esta estación fija.

La máquina según la invención puede funcionar durante los tiros de pelotas. El perfil de la máquina es bajo y poco importante en comparación con las máquinas tradicionales arrastradas, por lo que se reduce la probabilidad de colisión con una pelota. Además el revestimiento de la máquina, por ejemplo de un material plástico eventualmente cubierto con espuma, está concebido de manera que pueda soportar el impacto de las pelotas de golf sin deteriorarse.

En algunos momentos, se puede desear que la superficie esté completamente despejada de pelotas, por ejemplo para cortar el césped de forma tradicional. En este caso, la recuperación usando un sistema de trayectoria aleatoria o prácticamente aleatoria ya no es deseable. Se puede adoptar un sistema de trayectoria sistemático para cubrir el conjunto del terreno en un tiempo óptimo.

Por ejemplo, la máquina puede seguir el hilo periférico a una distancia determinada del mismo. Gracias a la medida constante del campo de un hilo periférico de delimitación de la superficie de trabajo tal y como está descrito en las patentes EP 0550473 B1 y 0744 093 B1, la máquina calcula constantemente su distancia con respecto al hilo y puede incrementarla después de cada turno. La recuperación tendrá lugar en bandas paralelas a partir de la periferia.

De manera más precisa, según esta ultima técnica, al principio la máquina está situada a lo largo del hilo periférico. Después del arranque, el ordenador de abordo mide periódicamente, de manera conocida, la amplitud de la señal emitida por el hilo periférico. Esta medida permite al ordenador de abordo conocer la distancia que le separa del hilo y por lo tanto controlar la dirección de la máquina para mantenerla a una distancia fija del hilo.

Si la longitud del hilo ha sido previamente introducida en la memoria del ordenador de abordo, éste puede determinar con una precisión razonable el momento en el que la máquina cortacésped efectúa una vuelta completa a lo largo de este hilo. Entonces, la máquina cortacésped puede alejarse del hilo con una distancia igual a la anchura de corte, de manera que pueda realizar un nuevo bucle a una distancia del hilo aumentada de la anchura de corte. De esta manera, se puede repetir la operación, de forma idónea siempre gracias al aumento de la distancia entre la máquina cortacésped y el hilo periférico, hasta llegar al centro de la zona que haya que cortar.

Según una variante de realización, no se necesita introducir en el ordenador la longitud del hilo mencionado anteriormente. Efectivamente, se puede determinar la longitud gracias al ordenador de abordo mediante la integración de las diferencias de velocidad entre las ruedas motrices de la máquina (cambios de dirección), hasta que el cambio acumulado alcance o supere 360°. Con este objetivo, el sistema puede integrar también, de manera ventajosa, un compás magnético o inercial.

Se describirá la invención más ampliamente en referencia al siguiente ejemplo de realización en referencia a los dibujos anexos presentados como ejemplos no limitativos.

La fig. 1 es una vista de la parte inferior de la máquina según la invención.

La fig. 2 es una vista lateral transversal de la máquina según la fig. 1.

La fig. 3 ilustra el trayecto seguido por la máquina

La fig. 4 ilustra un ejemplo de estación de recarga eléctrica y de descarga de las pelotas de golf.

La fig. 5 ilustra detalladamente un sistema de recarga.

La fig. 1 es una vista de la parte inferior de la máquina según la invención. Se ilustran los discos flexibles 1, las pelotas 2 que se van a encajar entre los discos, el eje transversal de rotación 3 de los discos, el eje conectado preferiblemente al bastidor de forma no rígida, la caja que incluye el sistema electrónico de control y el ordenador de abordo 4, las baterías 5, los motores de rueda 6, las ruedecillas locas 7 montadas sobre la parte delantera, el detector de hilo periférico 8, el detector óptico de llenado de la cesta 30,31 constituido por un emisor y un receptor infrarrojo.

La fig. 2 representa la máquina de la fig. 1 vista en corte transversal de perfil. Se distingue la cesta 9 receptora de las pelotas, que incluye en su pared inferior una abertura que gira alrededor del eje 11 y cuya abertura está controlada por el gato 12. Los dedos 13 situados sobre la trayectoria circular de las pelotas encajadas extraen estas pelotas fuera de los discos para que éstas caigan dentro de la cesta 9.

La fig. 3 muestra un ejemplo de trayecto (14) de la máquina, que es normalmente aleatorio. Una vez que se ha llenado de pelotas, y/o cuando la batería se ha descargado suficientemente, la máquina busca el hilo periférico 15 que va a seguir (en 16) hasta detectar la estación 17.

La fig. 4 ilustra un modo de realización en el que la estación está sobreelevada de manera que se pueda introducir un contenedor 18 destinado a recoger las pelotas. Las rampas 19 permiten a la máquina alcanzar la plataforma 20 donde está situada la estación de recarga. La plataforma 20 está provista de una rejilla 21 por donde las pelotas liberadas por la abertura de la cesta 9 pueden alcanzar el contenedor o el conducto de retorno de las pelotas.

En la fig. 5 se ilustra la máquina conectada con la estación de recarga. Siguiendo el hilo periférico, y en el lugar de la estación, dos escobillas laterales 23 se ponen en contacto con dos carriles conductores 24 instalados sobre cada flanco de la máquina. El hecho de prever unos carriles sobre ambos flancos permite que la máquina acceda a la estación en ambas direcciones. Las escobillas 23 están dispuestas sobre la estación mediante el brazo 25 fijado a la caja de manera flexible en 26, permitiendo que el brazo gire cuando la máquina se pone en contacto. El ordenador de abordo comprueba la tensión en las escobillas 23 de manera constante. La aparición de una tensión señala la presencia de carriles y por lo tanto de la estación y permite que el ordenador detenga la máquina.

El sistema de descarga de las pelotas puede unirse de manera ventajosa a un sistema de retorno automático de las pelotas en la proximidad inmediata de los jugadores. Este sistema puede incluir unos conductos ligeramente inclinados que transportan las pelotas por gravedad. Como se ha mencionado anteriormente, una estación de recarga situada sensiblemente más arriba que la superficie de tiro, con acceso a través de las rampas, convendrá particularmente para este propósito.

Sin embargo, también se puede prever una bandeja receptora a la altura del suelo o una cubeta dispuesta en el suelo, y la bandeja o la cubeta están provistas de un sistema de elevación de las pelotas, por ejemplo con un tornillo sin fin, una cinta transportadora o unos medios equivalentes para su transporte dentro de los recipientes o de los conductos de retorno.

Se entenderá también que el sistema descrito anteriormente puede adaptarse para la recogida de otros objetos aparte de pelotas de golf. En particular, si se modifica el sistema, éstos podrían consistir en desperdicios o vegetales.

De este modo el dispositivo mecánico de prensión puede estar compuesto por una escobilla rotativa provista de púas, dispuestas radialmente alrededor del eje de dicha escobilla. Las púas son apropiadas para perforar los objetos situados sobre dicha superficie, y dichos objetos son arrastrados con movimiento circular, separados de las púas por unos elementos fijos que se introducen entre las púas y que desvían los objetos hacia un dispositivo de almacenamiento. Puede tratarse de hojas secas o de trozos de papel.

Además, también se entiende que el sistema propuesto por la invención, puede estar unido a un sistema de podado, que puede ser transportado por el mismo bastidor. Una máquina automática de podado como la que está descrita en las solicitudes PCT arriba mencionadas puede evolucionar de manera independiente, aunque también mediante la utilización del mismo hilo periférico y de la misma estación de recarga.

También se entenderá que el motor del robot puede estar asociado a una fuente de energía distinta de una batería recargable, por ejemplo una pila de combustible, o incluso un motor térmico o híbrido.

Según otra variante, el sistema según la presente invención no incluiría ningún medio de avance propio pero sería remolcado por un robot móvil de podado al que estaría, de manera eventual, conectado electrónicamente.

Claims (16)

1. Sistema de recogida de objetos (2) sobre una superficie determinada constituido por una máquina móvil automática provista de al menos un motor asociado a una fuente de energía (5), un dispositivo mecánico de prensión y de almacenamiento de los objetos dentro de un receptáculo (9) soportado por la máquina móvil, un dispositivo de vaciado de dicho receptáculo, un dispositivo de limitación de la superficie de recogida (15), una estación (17) de descarga de los objetos recogidos, y un ordenador de abordo (4) que controla el avance de la máquina, caracterizado por el hecho de que la máquina automática evoluciona sobre la superficie de recogida, al menos por momentos, de manera aleatoria.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la fuente de energía es una batería recargable, y de que se prevé al menos una estación de recarga (17) para las baterías recargables.

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2 en el que los objetos son pelotas de golf (2).

4. Sistema según la reivindicación precedente en el que la estación de recarga (17) de las baterías y de descarga de las pelotas (2) está unida.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el dispositivo de limitación de la superficie está constituido por un hilo (15) localizado en el perímetro de esta superficie y detectable mediante un detector (8) transportado por la máquina.

6. Sistema según la reivindicación precedente en el que la máquina alcanza la o las estaciones siguiendo el hilo de limitación (15) de la superficie, y la o las estaciones (17, 20) están situadas a lo largo de dicho hilo o de una prolongación de dicho hilo.

7. Sistema según la reivindicación precedente, caracterizado por el hecho de que la estación de recarga (17) está constituida al menos por una escobilla fija (23) situada a lo largo de dicho hilo y capaz de ponerse en contacto con uno de los dos carriles (24) laterales transportados por la máquina móvil.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de que la o las estaciones de recarga (17) se sitúan en la proximidad de los jugadores.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8 en el que la o las estaciones comprenden una cubeta de recuperación (18) de las pelotas (2) provistas de un sistema de elevación de éstas, y que está conectada a la superficie de tiro al menos mediante un conducto, apto para volver a dejar las pelotas en la proximidad inmediata de los jugadores al menos parcialmente por gravedad.

10. Sistema según la reivindicación 1 en el que el dispositivo mecánico de prensión está constituido por una escobilla rotativa provista de púas, dispuestas radialmente alrededor del eje de dicha escobilla, y estas púas son aptas para perforar los objetos situados sobre dicha superficie, dichos objetos arrastrados por el movimiento circular son separados de dichas púas mediante unos elementos fijos que se introducen entre dichas púas y que desvían los objetos hacia dicho dispositivo de almacenamiento.

11. Sistema según la reivindicación precedente en el que los objetos recogidos son hojas secas.

12. Sistema según la reivindicación 10 en el que los objetos recogidos son hojas de papel.

13. Máquina de recogida automática adaptada al sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

14. Máquina según la reivindicación precedente, caracterizada por el hecho de que comprende unos brazos deflectores aptos para desviar los objetos que haya que recoger hacia el dispositivo de prensión en el momento del movimiento de avance de la máquina.

15. Sistema según las reivindicaciones 1 a 12 o máquina de recogida según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado por el hecho de que comprende también un sistema de podado automático de una superficie de hierba.

16. Método de recogida de objetos sobre una superficie predeterminada mediante la utilización de un sistema según las reivindicaciones 1 a 12 ó 15 o de una máquina según las reivindicaciones 13 ó 14.