ES2234962T3 - Procedimiento y aparato para la limpieza de piscinas. - Google Patents
Procedimiento y aparato para la limpieza de piscinas.Info
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Abstract
Procedimiento para girar angularmente un robot para la limpieza de piscinas provisto de un accionamiento de motor único y un propulsor horizontal accionado, el procedimiento caracterizado porque comprende la aplicación de por lo menos una de una pluralidad de un número previamente determinado de interrupciones a la potencia del propulsor, causando de ese modo que el robot adquiera un momento de desviación de giro y que gire en la dirección de desviación.
Description
Procedimiento y aparato para la limpieza de
piscinas.
La presente invención se refiere a robots para la
limpieza de piscinas. Más particularmente se refiere a un aparato y
un procedimiento para la limpieza del fondo de una piscina
Existen muchos tipos de limpiadores de piscinas
automáticos disponibles, que presentan diversas capacidades y modos
de navegación para limpiar el fondo de la piscina.
Por ejemplo en la patente americana US nº
6,125,492 (Prowse), titulada dispositivo automático para la limpieza
de piscinas, se describe un dispositivo automático para la limpieza
de piscinas, el cual incluye un elemento de limpieza flexible
diseñado para entrar en contacto con la superficie de la piscina por
debajo del agua. Un tubo está acoplado al elemento de limpieza para
conectar el dispositivo de limpieza a una manguera de vacío por agua
a través de un adaptador de la manguera. El agua y la contaminación
de la superficie de la piscina son extraídas desde abajo por el
elemento de limpieza a través del tubo mediante succión a un sistema
de filtro del agua antes de ser devuelta a la piscina. Un elemento
de válvula flexible está montado próximo a la zona del cuello del
tubo por lo que a medida que el agua es extraída hacia arriba a
través del tubo una reducción en la presión en la región del tubo
causa que el elemento de válvula flexe y momentáneamente interrumpa
el flujo de agua. La interrupción del flujo de agua a través del
tubo resulta en un diferencial momentáneo de la presión ambiente por
debajo del elemento de limpieza flexible lo cual permite que el
dispositivo se desplace hacia delante incrementalmente a lo largo de
la superficie por debajo del agua de la piscina.
La patente americana US nº 6,099,658 (Porat),
titulada aparato y procedimiento de funcionamiento para limpiador de
piscinas de alta velocidad, describe un aparato y un procedimiento
para limpiar el fondo y las paredes laterales verticales de una
piscina, estanque o depósito empleando un limpiador robot auto
propulsado. El robot tiene un alojamiento protector de diseño
convencional, estando accionando el limpiador a una velocidad de
limpieza principal a medida que atraviesa las superficies que se van
a limpiar y hasta que el alojamiento del limpiador emerge del agua a
lo largo de la pared lateral de la piscina; después de eso el
limpiador funciona a una velocidad secundaria que es relativamente
más lenta que la velocidad principal y después de eso el limpiador
invierte la dirección y desciende durante un período de tiempo
previamente determinado a la velocidad secundaria más lenta a fin de
permitir que el aire atrapado debajo del alojamiento escape sin
desestabilizar el limpiador durante el descenso. Después del período
de tiempo previamente determinado, el limpiador continúa el
funcionamiento a la velocidad principal más rápida hasta que el
alojamiento del limpiador otra vez emerge de la superficie del agua,
después de lo cual se repite el ciclo.
En la patente americana US nº 5,086,535
(Grossmeyer y otros), titulada máquina y procedimiento que utiliza
datos gráficos para el tratamiento de una superficie, se describe
una máquina para el tratamiento de un área de la superficie en el
interior del contorno de un perímetro que incluye un bastidor auto
propulsado provisto de un dispositivo para el tratamiento de la
superficie montado en él. Una sección de ordenador está montada en
el chasis y una rueda accionada (o cada una de múltiples ruedas
accionadas) tiene un módulo motor para recibir señales de mandato de
la sección de ordenador. Un sensor de posición está acoplado a la
sección de ordenador para generar una señal de retroalimentación que
representa la posición real de la máquina. Un dispositivo de carga
de datos actúa conjuntamente con la sección de ordenador para
transmitir datos a dicha sección de ordenador. Un archivo de datos
almacena los datos gráficos desarrollados a partir de la descripción
gráfica que representa el área de la superficie que se va a tratar
así como otros datos desarrollados de otros modos. El archivo de
datos actúa conjuntamente con la sección de ordenador y transmite
gráficos y otros datos a la misma. La sección de ordenador está
dispuesta para procesar los datos y la señal de retroalimentación y
generar en respuesta señales de mandato dirigidas a cada uno de los
módulos del motor. Tales módulos, y los motores controlados por
aquellos, propulsan la máquina sobre el área de la superficie
seleccionada para ser tratada.
La patente americana US nº 5,569,371 (Perling),
titulada sistema para la navegación y el control sumergido de un
filtro móvil para piscinas, describe un sistema de navegación y
control sumergido para un robot para limpiar piscinas, provisto de
un accionamiento, un propulsor, un filtro y un procesador para
controlar el accionamiento y un circuito para producir una señal. El
sistema adicionalmente incluye un circuito de detección de señal
montado en la piscina, una interfaz colocada en el suelo en la
proximidad de la piscina y que comprende un detector para recibir y
procesar los datos del circuito de detección y para transmitir
señales al procesador del robot. La determinación de la localización
real del robot se lleva a cabo por medio de triangulación en la cual
la base de triangulación estacionaria está definida mediante por lo
menos dos detectores de señal separados y el vértice del triángulo
móvil está constituido por el circuito que produce la señal
transportado por el robot.
La patente americana US nº 5,197,158 (Moini),
titulada limpiador para piscinas, describe un dispositivo automático
para la limpieza de piscinas accionado por vacío provisto de un
alojamiento hueco sostenido en dos pares de ruedas motrices del
dispositivo. El alojamiento incluye una cámara central de succión
del agua en comunicación con el flujo de agua con la succión del
agua a través de la parte inferior del alojamiento y en comunicación
con la salida de agua con una tubería de vacío exterior, un tren de
engranajes para accionar uno de los pares de ruedas motrices y
flotadores de control direccionales articulados. La cámara de
succión del agua aloja una rueda de turbina montada en el eje que
soporta aletas accionadas por agua con la turbina girando sólo en
una dirección mediante el flujo del agua a través de la cámara. El
eje de la turbina soporta un engranaje de accionamiento de salida de
potencia de la turbina el cual está engranado con uno u otro de dos
engranajes de cambio los cuales a su vez accionan inversamente el
tren de engranajes como viene indicado por la posición de los
flotadores de control direccionales en el interior del alojamiento.
Los flotadores se desvían por desplazamiento en el interior del
alojamiento para cambiar los engranajes de cambio en respuesta al
impacto del dispositivo de limpieza con una obstrucción en el suelo
de la piscina o por el impacto del dispositivo contra una pared
vertical de la piscina. El desvío por desplazamiento de los
flotadores de control invierte el giro de las ruedas motrices y de
ese modo la dirección el movimiento del dispositivo de limpieza en
el suelo de la piscina.
La patente americana US nº 4,786,334 (Nystrom),
titulada procedimiento de limpieza del fondo de una piscina,
describe un procedimiento para la limpieza del fondo de una piscina
con la ayuda de un limpiador para piscinas. El limpiador para
piscinas se desplaza a lo largo del fondo de la piscina y colecciona
el material que descansa en el fondo de la piscina. El limpiador
para piscinas está dispuesto para desplazarse hacia delante y hacia
atrás en línea recta, con trayectorias paralelas entre dos paredes
opuestas de la piscina. En las paredes el limpiador para la piscina
se da la vuelta girando media vuelta de forma que, después de dar la
vuelta, se habrá desplazado lateralmente perpendicular a la
dirección de desplazamiento inicial.
En la patente americana US nº 4,593,239
(Yamamoto), titulada procedimiento y aparato para controlar el
desplazamiento de un vehículo automáticamente guiado, se describe un
vehículo automáticamente guiado que detecta marcas colocadas en una
pluralidad de puntos a lo largo de la ruta por la que se desplaza
utilizando por lo menos tres sensores, selecciona el número de
marcas detectadas de cada sensor individual como un valor de
referencia de acuerdo con la lógica de la mayoría y se para cuando
el valor de referencia está de acuerdo con un valor previamente
determinado. Los errores acumulativos, causados por una falsa
detección se evitan de ese modo y existe un pequeño error
acumulativo.
La patente americana US nº 4,700,427 (Kneppers),
titulada procedimiento para dirigir automáticamente máquinas
autopropulsadas para la limpieza del suelo y una máquina para la
limpieza del suelo para practicar el procedimiento, describe un
procedimiento para dirigir automáticamente una máquina de limpieza
del suelo auto propulsada a lo largo de una trayectoria de
movimiento previamente determinada en un área limitada en la que se
va a trabajar. Se recupera una secuencia de segmentos de la
trayectoria almacenados en una memoria de datos y la máquina se
desplaza por esos segmentos de la trayectoria. Las marcas son
reconocidas mediante por lo menos un sensor y convertidas en
mandatos de control de corrección de la carrera que actúan y dirigen
la máquina.
La patente americana US nº 3,979,788 (Strausak),
titulada máquina móvil para la limpieza de piscinas, describe una
máquina móvil para la limpieza de piscinas mediante la extracción
por succión de los sedimentos del fondo de las piscinas que
comprende una turbina de agua que acciona una rueda de accionamiento
de tal manera que la máquina sigue una trayectoria auto dirigida en
los fondos de las piscinas. La rueda de accionamiento es capaz de
girar alrededor de un eje de dirección vertical para evitar que la
máquina se quede bloqueada en una pared o en una esquina de las
piscinas.
La patente americana US nº 3,892,282 (Wulc),
titulada limpiador por succión de movimiento aleatorio, describe un
procedimiento para desplazar un limpiador por succión auto
propulsado a lo largo de la superficie del fondo de una piscina.
Debe indicarse que cubrir eficaz y rápidamente el
fondo (y las paredes laterales) de una piscina no es una tarea
simple y se han ideado diversos algoritmos de rastreo (para
ejemplos, véanse ha algunas de las patentes anteriormente
mencionadas) para intentar resolver y superar este problema
complejo. Una contribución a la complejidad del problema de
navegación es el hecho de que aunque un robot esté globalmente
programado para desplazarse en líneas rectas desde un lado hasta el
otro y realice vueltas precisas, es difícil mantenerlo en una
trayectoria de este tipo y las vueltas son difíciles de dirigir con
precisión. De hecho el modelo de desplazamiento de un robot para la
limpieza de piscinas es más probable que se desvíe a medida que el
robot se vea sometido a diferentes condiciones y fuerzas tales como
su propio peso, la tracción y el peso de su cable eléctrico, las
corrientes de agua subterráneas, diferentes fuerzas de fricción
debidas a una elevación o una textura no uniforme de la superficie,
suciedad en el fondo, piscinas de formas asimétricas (o incluso sin
forma), etcétera. Por consiguiente, todos los algoritmos de
navegación de los robots para la limpieza de piscinas dependen de
numerosos e incluso repetitivos ciclos de barrido a fin de conseguir
una cobertura substancial de la piscina.
Cuando se consideran piscinas de formas
irregulares, algunos algoritmos de barrido resultan ser inadecuados
y fallan en cubrir substancialmente el fondo de la piscina.
Es el propósito de la presente invención
proporcionar un procedimiento novedoso y mejorado para la navegación
de un robot para la limpieza de piscinas en el fondo y las paredes
laterales de una piscina y un aparato para el mismo.
Todavía otro propósito de la presente invención
es proporcionar un procedimiento y un aparato para la navegación de
un robot para la limpieza de piscinas que permita una limpieza
eficaz y rápida del fondo y de las paredes laterales de una
piscina.
Todavía otro objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento y un aparato de tal tipo que permita
un elevado comportamiento y cobertura en la limpieza de piscinas
irregularmente conformadas.
Otras ventajas y aspectos de la presente
invención se harán evidentes a partir de la lectura de la presente
memoria y de la visión de los dibujos que se acompañan.
Se proporciona por lo tanto, de acuerdo con una
realización preferida de la presente invención, un procedimiento
para el barrido del fondo de una piscina mediante un robot para la
limpieza de piscinas inicialmente establecido en una posición
arbitraria en el fondo de la piscina, de acuerdo con la
reivindicación 1.
Realizaciones preferidas de este procedimiento se
describen en las reivindicaciones dependientes 2 a 18.
Además, de acuerdo con la presente invención, se
proporciona un robot para la limpieza de piscinas de acuerdo con la
reivindicación 19.
Adicionalmente, realizaciones preferidas del
robot para la limpieza de piscinas se describen en las
reivindicaciones dependientes 20 a 23.
A fin de entender mejor la presente invención y
apreciar sus aplicaciones prácticas, se proporcionan y se hace
referencia en las siguientes figuras aquí más adelante. Debe
indicarse que las figuras se proporcionan sólo como ejemplos y no
limitan en modo alguno el ámbito de la invención como se define en
las reivindicaciones anexas. Componentes iguales están indicados
mediante números de referencia iguales.
La figura 1 ilustra la trayectoria seguida por un
robot para la limpieza de piscinas de acuerdo con una realización
preferida de la presente invención.
La figura 2a ilustra una vista en sección de un
robot para la limpieza de piscinas de acuerdo con la presente
invención.
La figura 2b ilustra una vista desde abajo de un
robot para la limpieza de piscinas de acuerdo con la presente
invención.
La figura 3 ilustra un trazado de la potencia
propulsora con respecto al tiempo antes, durante y después de una
maniobra de giro.
La figura 4 ilustra un diagrama esquemático de
las características eléctricas de un robot para la limpieza de
piscinas de acuerdo con la presente invención.
El principal aspecto de la presente invención es
la provisión de un robot para la limpieza de piscinas con un
mecanismo novedoso y único de dirección que explota los cambios
impartidos en el momento angular de un propulsor en el robot.
Otro aspecto de una realización preferida de la
presente invención es el algoritmo de navegación descrito en la
presente invención que introduce un barrido sistemático del fondo de
una piscina de una manera previamente determinada.
El barrido del fondo de la piscina se puede
llevar a cabo haciendo que el robot para la limpieza de piscinas
siga una serie de trayectorias a través del fondo de la piscina,
desde un lado de la piscina hasta el lado opuesto. Después de cada
cruce el robot puede invertir, desplazándose una pata (o paso) hacia
atrás de una distancia previamente determinada, substancialmente en
su carril anterior y girar entonces de lado un ángulo previamente
determinado de giro y el robot se desplaza para alcanzar la pared,
invierte y cruza desde esa pared a la pared opuesta. Cada vez que el
robot encuentra una pared detectará este caso y contará el número de
encuentros con la pared. Después de que se haya contado un número
previamente determinado de encuentros con la pared, la distancia
previamente determinada de la pata se cambiará y la rutina continúa
hasta que el área entera el fondo de la piscina se haya
cubierto.
Se hace referencia ahora a la figura 1, que
ilustra un ejemplo de una trayectoria recorrida por un robot para la
limpieza de piscinas de acuerdo con una realización preferida de la
presente invención. Debe indicarse que las líneas con las puntas de
flecha representan la dirección del desplazamiento del robot y a fin
de mostrar claramente la dirección de desplazamiento no se solapan,
aunque de hecho se anticipa que el robot seguirá su carril en su
carrera inversa. Las líneas de puntos representan la trayectoria
real sobre la cual se supone que se desplaza el robot.
Se representa un fondo de la piscina rectangular
10, con cuatro paredes que lo rodean dispuestas en dos pares de
paredes opuestas paralelas (12, 14, 16, 18).
En una realización preferida de la presente
invención el procedimiento de barrido sistemático del fondo de la
piscina es como sigue: un robot para la limpieza de piscinas 20,
típicamente provisto de un accionamiento de oruga sin fin accionado
por motor (pero también son posibles otros tipos de accionamiento),
está inicialmente establecido para que empiece a cruzar en una
trayectoria recta 22 en el fondo de la piscina 10, comenzando su
viaje al lado de la pared adyacente de la piscina 14. La posición
inicial se puede escoger arbitrariamente, incluso algo en medio de
la piscina. En las piscinas poligonales, como por ejemplo la piscina
rectangular representada en la figura 1, se recomienda colocar
inicialmente el robot cerca de un extremo lateral de la pared
(preferiblemente dentro de una distancia de 1 a 3 veces la anchura
del robot), teniendo presente el área de limpieza efectiva cubierta
por el robot a medida que bombea suciedad y hojarasca. Mediante
"extremo lateral de la pared" se entiende uno de los extremos
de una pared en cada uno de los lados, en oposición a sus extremos
superior e inferior.
El robot 20 cruza al otro lado de la piscina,
viajando en una línea substancialmente recta 22 sobre el fondo 10
hasta que se encuentra con la pared 12. Una vez que el robot se ha
encontrado con la pared el accionamiento del motor se invierte y el
robot es accionado sustancialmente en la dirección opuesta. Después
de que se haya desplazado una pata de una longitud previamente
determinada 24, el robot gira de lado un ángulo previamente
determinado 26 (sustancialmente en ángulo recto en el ejemplo de la
figura 1) y entonces se desplaza sustancialmente en línea recta
hasta que encuentra la pared 16. Para giros en piscinas poligonales
se recomienda pretender que se dé la vuelta un ángulo de tal forma
que el robot atraviese entonces perpendicular a la parte de enfrente
de la piscina, pero esto no es un requisito obligatorio.
Al encontrar la pared el motor de accionamiento
si el robot ha sido invertido otra vez y después de que el robot se
haya desplazado la pata de la longitud previamente determinada 24 es
girado otra vez a de lado un ángulo previamente determinado 26
dirigiendo el robot a una pared 18 de la piscina.
Después de un número previamente determinado de
encuentros con la pared la longitud de la pata se altera a una nueva
longitud de pata 30 (y entonces 32, 34), evitando substancialmente
de ese modo que el robot siga la misma trayectoria que ha tomado
anteriormente, mejorando de ese modo su cobertura del fondo de la
piscina. Preferiblemente después de la alteración de la longitud de
la pata el contador se ajusta a cero y empieza a contar los
encuentros con la pared hasta que se hayan contado el mismo número
previamente determinado de encuentros con la pared, después de lo
cual la longitud de la pata se vuelve a alterar.
La alteración de la longitud de la pata por la
que se ha desplazado el robot después de que se haya invertido al
encontrar una pared puede consistir tanto en el incremento como en
la reducción de la longitud. En el ejemplo representado la figura 1,
la longitud de la pata se aumenta. Es posible establecer la longitud
de la pata de forma que se reduzca en lugar de que se incremente. En
tal caso la posición inicial del robot al comenzar el barrido de la
piscina es preferiblemente la mitad aproximadamente del camino
atravesando hasta la pared del otro lado.
Debe indicarse que si el algoritmo implica el
incremento de la longitud de la pata es suficiente incrementarla
aproximadamente la mitad de la longitud anticipada de la piscina,
porque después de eso cualquier incremento adicional resultará en
que el robot se desplazará en una trayectoria anteriormente tomada.
Esto no es un requisito último ya que el usuario puede decidir
acabar el barrido del fondo de la piscina por el robot en cualquier
instante. Es posible temporizar el funcionamiento del robot
utilizando un conmutador temporizador, limitando así sus
desplazamientos de ese modo.
El giro se puede tomar en cualquier dirección (es
decir a la derecha o a la izquierda) pero preferiblemente se toma la
misma dirección de giro a través del procedimiento de barrido para
asegurar una cobertura eficaz del fondo de la piscina.
Para una piscina rectangular como se representa
en la figura 1, el número previamente determinado de encuentros con
la pared contados antes de la alteración de la longitud de la pata
es preferiblemente 7, porque si la longitud de la pata no se altera
después de 7 encuentros con la pared el robot se puede encontrar
viajando substancialmente en sus carriles anteriores siguiendo la
misma trayectoria inicial 22.
La longitud variable de la pata por la que se
desplaza el robot después de que haya invertido la marcha al
encontrar una pared se puede establecer arbitrariamente. En el
ejemplo mostrado la figura 1, la longitud se incrementa por pasos de
longitudes constantes, pero esto no es imperativo.
El ángulo previamente determinado de giro puede
variar también en algunas vueltas -o en todas ellas- durante el
proceso de barrido, tanto de una manera previamente determinada
(como se haya programado con anterioridad), o como
arbitrariamente.
Un robot para la limpieza de piscinas de acuerdo
con una realización preferida de la presente invención puede ser
cualquier robot de acuerdo con la reivindicación 19, adicionalmente
adaptado para llevar a cabo el algoritmo de dirección descrito
antes.
Se hace ahora referencia a la figura 2a que
ilustra una vista en sección de un robot para la limpieza de
piscinas 40 de acuerdo con la presente invención. Un alojamiento del
robot 42 aloja un accionamiento de motor 48 para accionar los ejes
44 (en la cubierta de ejes 54) sobre los extremos de los cuales
están fijadas las ruedas 46 a los carriles de oruga sin fin, un
propulsor 52 horizontalmente orientado (para bombear el agua desde
el fondo de la piscina hacia arriba dentro del robot), accionado
mediante un motor bomba 50, una unidad de control 56, una unidad de
procesamiento central (CPU) 58 y un sensor para el encuentro con la
pared 60. La sociedad y la hojarasca bombeadas se recogen en el
interior de una bolsa de filtro que está colocada en el interior del
alojamiento a lo largo de la bomba. El cable de potencia 62 pasa a
través del alojamiento 42 para proporcionar energía a los
componentes eléctricos del robot. En otras realizaciones preferidas
de la presente invención no está provisto cable de potencia y en
cambio el robot está accionado por batería.
La figura 2b ilustra una vista desde abajo de un
robot para la limpieza de piscinas de acuerdo con la presente
invención. Están provistos carriles de oruga sin fin paralelos
gemelos 43 extendidos y accionados mediante ruedas 46.
El robot representado en las figuras 2a y 2b está
accionado mediante un único motor (motor de accionamiento 48).
Generalmente los robots para la limpieza de piscinas orientados a
piscinas de tamaño pequeño y medio están provistos con un único
motor de accionamiento, mientras que el accionamiento por motores
gemelos es popular en robots para la limpieza de piscinas grandes.
El accionamiento de motor único se puede invertir mediante la
utilización de una transmisión provista para invertir el sentido de
giro de los ejes de las ruedas, pero no puede ser utilizado para
girar el robot de lado. Hacen falta dos motores distintos para
maniobrar de lado, ya que cada carril es accionado separadamente,
tanto mediante el paro de un carril y el accionamiento del otro,
como mediante piruetas (accionando los carriles en sentidos
opuestos). A fin de hacer que un robot de motor único gire de lado
se sugiere emplear una serie de interrupciones intencionadas del
giro del propulsor causando de ese modo que el robot adquiera un
momento de desvío dirigido de lado y de ese modo se desplace en esa
dirección. Este procedimiento obtiene ventaja del hecho de que los
propulsores son inherentemente desviados y ha sido encontrado por el
inventor de la presente invención que una serie de interrupciones
impartidas en el giro del propulsor causa que el robot adquiera un
momento dirigido de lado.
El número de interrupciones -el cual puede variar
desde una única interrupción hasta una serie de interrupciones- así
como su ciclo y duración se encuentran empíricamente para cada robot
y depende de factores tales como el peso y el tipo del robot, el
tipo de bomba, el tamaño, el peso y la velocidad de giro del
propulsor, la velocidad del robot cuando es accionado en sus
carriles de oruga sin fin, y el ángulo deseado de giro, etc.
Se ha encontrado que en un robot para la limpieza
de piscinas cuyo peso sea de 10,5 kg, con un motor de accionamiento
sin escobillas y una bomba que trabaja a 12 V de corriente continua,
18 metros de cable flotante y un transformador (comercialmente
disponible a partir de Tematech Ltd., Afula, Israel, bajo el nombre
comercial de "Aquabot" tipo "Bravo"), a fin de girar en
ángulo substancialmente recto, la serie de interrupciones del
propulsor se aplica con los siguientes parámetros: la duración de
las series de interrupciones fue de aproximadamente 10 hasta 20
segundos, durante los cuales se administraron unas series de
aproximadamente 15 hasta 25 interrupciones en el funcionamiento del
propulsor (conmutando secuencialmente el paro y la marcha del
propulsor), cada interrupción durando aproximadamente desde 0,5
hasta 0,8 segundos. Otra vez se enfatiza el hecho de que estos
parámetros son empíricos y que difieren de robot a robot dependiendo
de sus dimensiones y características específicas como se ha
explicado antes.
La figura 3 ilustra un gráfico de la potencia del
propulsor frente al tiempo antes, durante y después de una maniobra
de giro. El eje X representa el tiempo y el eje Y representa el
estado de la potencia del propulsor. La parte 70 del gráfico
representa la potencia del propulsor cuando el robot con su energía
del propulsor se aproxima a la pared. En el caso 72 el robot detecta
un encuentro con la pared y es accionado en sentido inverso.
Entonces se desplaza una pata de una longitud previamente
determinada durante una duración de un tiempo 74 (la longitud se
determina fácilmente y es el producto de la velocidad conocida del
robot por una duración de un tiempo previamente determinado). Una
vez se ha alcanzado la longitud de la pata (por ejemplo 76) una
serie de n interrupciones en la potencia suministrada al propulsor
son administradas en un ciclo y con una duración previamente
determinados. Una vez ha girado la potencia del propulsor se
mantiene hasta la próxima maniobra de giro.
La figura 4 ilustra un diagrama esquemático de
las características eléctricas de un robot para la limpieza de
piscinas 80 de acuerdo con la presente invención. Accionado mediante
un suministro de potencia 90, tanto exteriormente (a través de un
cable) como interiormente (batería), el robot para la limpieza de
piscinas comprende un motor de accionamiento reversible 82 y un
motor propulsor 84 independientemente controlados mediante una
unidad de control 86. La unidad de control está conectada a una
unidad de procesamiento (CPU) 94 que dicta el funcionamiento del
control y por consiguiente del robot entero. El robot tiene un
sensor para el encuentro con la pared 92 que detecta un encuentro
con la pared y genera una señal que es recibida por la unidad de
procesamiento. Debe indicarse que el caso del encuentro con una
pared puede ser detectado mediante un sensor provisto en el robot,
como por ejemplo un sensor de proximidad o un sensor de colisión, o
un sensor sonar y el motor de accionamiento del robot es conmutado a
la dirección inversa. Por ejemplo, para ese propósito se puede
utilizar un sensor de proximidad -un sensor óptico típicamente
funcionando en la grama de los rayos infrarrojos- o un sensor
basculante, como por ejemplo un sensor de mercurio - un sensor
accionado por un mecanismo basculante equilibrado que detecta la
inclinación del robot cuando intenta subir una pared. Si se utiliza
un sensor sonar se puede obtener también un mejor control de la
dirección.
La unidad de procesamiento está programada para
accionar el motor de accionamiento y el motor propulsor, a través de
la unidad de control, de una manera previamente determinada
siguiendo un algoritmo tal y como se ha explicado con referencia a
la figura 1 y la figura 3, conmutando el motor de accionamiento
entre los modos de avance y de inversión y aplicando el esquema de
las secuencias de interrupción al motor propulsor.
Un receptor GPS opcional 95 que se comunica con
la CPU se puede utilizar incorporado en el robot para permitir la
determinación de su posición y su dirección. El GPS está provisto
con una antena flotante 97 o una antena está incorporada en el cable
de potencia desde la unidad de suministro de energía remota.
Los casos de los encuentros con la pared son
contados mediante un contador 96 incorporado con una unidad de
procesamiento central del robot.
Se indica que el procedimiento y el aparato para
la limpieza automática de piscinas de la presente invención se
pueden implantar en piscinas de cualquier forma, ya sea rectangular,
poligonal, circular, oval e incluso las de formas irregulares. El
paso opcional de variar la longitud de las patas de la presente
invención asegura que substancialmente el suelo de la piscina entera
pueda ser eficazmente cubierto y por lo tanto limpiado en un tiempo
relativamente corto.
El aparato y el procedimiento para un robot para
la limpieza de piscinas de la presente invención permiten cubrir
eficazmente y relativamente rápido el fondo de una piscina de
cualquier forma, profundidad y tamaño.
Debe quedar claro que la descripción de las
realizaciones y de las figuras anexas establecidas en esta memoria
sirve sólo para una mejor comprensión de la invención, sin limitar
su ámbito como queda cubierto mediante las siguientes
reivindicaciones.
También debe quedar claro que una persona experta
en la técnica, después de la lectura de la presente memoria puede
hacer ajustes o arreglos a las figuras anexas y las realizaciones
descritas antes que todavía estarán cubiertas mediante las
siguientes reivindicaciones.
Claims (23)
1. Procedimiento para girar angularmente un robot
para la limpieza de piscinas provisto de un accionamiento de motor
único y un propulsor horizontal accionado, el procedimiento
caracterizado porque comprende la aplicación de por lo menos
una de una pluralidad de un número previamente determinado de
interrupciones a la potencia del propulsor, causando de ese modo que
el robot adquiera un momento de desviación de giro y que gire en la
dirección de desviación.
2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el
que el número previamente determinado de interrupciones está entre
15 y 25.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 en
el que la duración de la aplicación del número previamente
determinado de interrupciones está en la gama desde aproximadamente
10 hasta 20 segundos.
4. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 en el que la duración de cada interrupción de
potencia es aproximadamente desde 0,5 hasta 0,8 segundos.
5. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 comprendiendo:
el avance del robot hasta que encuentra una pared
lateral de la piscina;
la inversión del robot y su avance alejándose de
la pared, permitiendo que el robot se desplace una pata de una
distancia previamente determinada;
el giro del robot un ángulo previamente
determinado de giro;
la repetición de los pasos anteriores hasta que
se cuenten un número previamente determinado de encuentros con la
pared, después de lo cual se altera la distancia previamente
determinada de la pata; y
repetición de los pasos anteriores, por lo que un
área substancial de la superficie del fondo es limpiada por el
robot.
6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el
que el ángulo previamente determinado de giro se varía al cabo de
algunas vueltas durante la limpieza de la superficie del fondo.
7. El procedimiento de la reivindicación 5 ó 6 en
el que el robot se coloca inicialmente cerca de un extremo de la
pared.
8. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7 en el que el robot se coloca inicialmente en
una distancia de 1 a 3 veces la anchura del robot desde el extremo
de la pared lateral.
9. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8 en el que el ángulo de giro es
sustancialmente un ángulo recto.
10. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8 en el que el robot es girado un ángulo para
colocarlo en una dirección perpendicular a la pared de enfrente.
11. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 10 en el que la alteración de la distancia
previamente determinada de la pata consiste en incrementar la
longitud de la pata.
12. El procedimiento de la reivindicación 11 en
el que la longitud de la pata se incrementa hasta aproximadamente la
mitad de la longitud de la piscina.
13. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 10 en el que la alteración de la distancia
previamente determinada de la pata consiste en reducir la longitud
de la pata.
14. El procedimiento de la reivindicación 13 en
el que la posición inicial del robot al comienzo de la limpieza de
la piscina es aproximadamente a medio camino a lo largo de la
pared.
15. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 14 en el que el robot gira coherentemente hacia
la derecha con respecto a la dirección de desplazamiento del
robot.
16. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 14 en el que el robot gira coherentemente hacia
la izquierda con respecto a la dirección de desplazamiento del
robot.
17. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 16 en el que el número previamente determinado
de encuentros con la pared contados antes de la alteración de la
longitud de la pata es 7.
18. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 17 en el que la alteración de la longitud de la
pata se hace por pasos de longitudes constantes.
19. Robot para la limpieza de piscinas (20, 40,
80) comprendiendo:
un accionamiento motorizado reversible (48,
82);
un propulsor (52) accionado mediante un motor
bomba (50, 84);
un suministro de energía (90); y adicionalmente
caracterizado por
un procesador (58, 94) provisto de un algoritmo
programado para la navegación y el accionamiento del robot (20, 40,
80), el programa del algoritmo incluye la aplicación de por lo menos
una de una pluralidad de un número previamente determinado de
interrupciones a la energía del propulsor causando de ese modo que
el robot (20, 40, 80) adquiera un momento de desviación de giro y se
desplace en la dirección de la desviación; y
un control (56, 86) para recibir mandatos del
procesador para invertir el robot (20, 40, 80) e iniciar el giro del
robot (20, 40, 80) a partir de los mandatos apropiados del
procesador (58, 94).
20. El robot de la reivindicación 19 en el que el
accionamiento motorizado reversible (48, 52) es un accionamiento de
oruga sin fin motorizado reversible.
21. El robot de la reivindicación 19 ó 20
adicionalmente comprendiendo un receptor GPS (95) para determinar la
posición y la dirección de desplazamiento del robot.
22. El robot de cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 21 comprendiendo:
un sensor para el encuentro con la pared (60, 92)
para detectar el encuentro con una pared y enviar una señal al
procesador (94);
el procesador (96) que está para contar los
encuentros con la pared y que incluye un algoritmo programado para
la navegación y el funcionamiento, el algoritmo comprendiendo los
siguientes pasos funcionales:
El avance del robot (20, 40, 80) hasta que
encuentra una pared;
inversión de la dirección de desplazamiento para
desplazarlo alejándolo de la pared y para desplazarlo una pata de
una longitud previamente determinada;
giro del robot (20, 40, 80) un ángulo previamente
determinado;
repetición de los pasos anteriores hasta que se
hayan contado un número previamente determinado de encuentros con la
pared, después de lo cual la longitud previamente determinada de la
pata se altera; y
repetición de los pasos anteriores por lo que una
parte substancial del fondo de la piscina queda cubierto por el
robot (20, 40, 80).
23. El robot de la reivindicación 22 en el que el
sensor para el encuentro con la pared (60, 92) comprende un sensor
de proximidad o un sensor de colisión o un sensor basculante o un
sensor sonar.
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