ES2314488T3 - Control direccional para limpiadores de piscinas robotizados de cipillo dual. - Google Patents
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Abstract
Método de control del movimiento direccional de un limpiador de piscinas robotizado autopropulsado que comprende las etapas de: a. proporcionar un limpiador (100) de piscinas que tiene un primer y un segundo par de cepillos (12, 14) duales montados coaxialmente en extremos opuestos del limpiador de piscinas para la rotación sobre ejes que son transversales a la dirección de movimiento, estando montado el primer par de cepillos sobre un lado y estando montado el segundo par de cepillos sobre el lado opuesto del limpiador, estando el limpiador de piscinas propulsado por la rotación de los cepillos, teniendo dicho limpiador de piscinas al menos un motor (110) de accionamiento conectado operativamente con el primer par de cepillos para accionamiento sincrónico; b. activar el al menos un motor de accionamiento para propulsar el limpiador de piscinas en una primera dirección a lo largo de una trayectoria generalmente recta por la rotación sincrónica del par de cepillos primero y segundo; c. detener e invertir el motor de accionamiento para hacer rotar el primer par de cepillos con una mayor velocidad de rotación angular que el segundo par de cepillos haciendo pivotar de ese modo el limpiador de piscinas a través de un cambio angular predeterminado en la dirección; y d. reanudar la rotación sincrónica del segundo par de cepillos duales con el primer par de cepillos, por lo que el limpiador de piscinas se mueve en una segunda dirección a lo largo de una trayectoria generalmente recta que está desplazada angularmente de la primera dirección.
Description
Control direccional para limpiadores de piscinas
robotizados de cepillo dual.
Esta invención se refiere al control direccional
de limpiadores de piscinas y depósitos automatizados autopropulsados
que están soportados por cepillos móviles situados en extremos
opuestos del alojamiento del limpiador.
Una amplia variedad de métodos y aparatos para
controlar los patrones de movimiento de limpiadores de piscinas y
depósitos se han dado a conocer en la técnica anterior. El objetivo
más importante de estos controles es garantizar que el limpiador
pasa sustancialmente por toda la superficie que ha de limpiarse
durante el tiempo asignado para la limpieza. En el caso de
depósitos y piscinas sobre la superficie, el limpiador robotizado
generalmente entra en contacto sólo con la superficie del fondo del
depósito o piscina. En el caso de piscinas enterradas, el limpiador
de piscinas está diseñado para subir por las paredes laterales,
normalmente hasta la superficie del agua, y a continuación invertir
el sentido de movimiento para descender por la pared lateral y
reanudar una trayectoria de limpieza a través de la superficie del
fondo de la piscina. En algunas unidades de limpieza de pared, el
limpiador de piscinas realmente se mueve a lo largo de la pared como
parte de su patrón de movimiento predeterminado de modo que su
descenso sea a lo largo de una trayectoria diferente. En muchos
casos, el patrón de movimiento es aleatorio y el limpiador de
piscinas debe hacerse funcionar durante muchas horas, e incluso
entonces sin garantía real de haber pasado por todas las
superficies.
Tal como se utiliza en el presente documento,
los términos "piscina" o "limpiador de piscinas" incluyen
depósitos industriales, cubas, balsas y similares y limpiadores de
depósitos.
Los limpiadores de piscinas de la técnica
anterior incluyen los soportados por un par de cadenas de oruga o
cintas sin fin que están accionadas de manera independiente por un
par de motores o por un único motor, y los que se soportan sobre
cepillos de limpieza generalmente cilíndricos que se accionan a su
vez mediante un sistema de dientes y poleas. Los cepillos móviles
pueden fabricarse a partir de una banda de polímero maciza estriada
que se conforma como una superficie de soporte cilíndrica o, como
alternativa, a partir de un material de polímero esponjado que o
bien es liso o muy texturizado y elástico.
Un ejemplo de un dispositivo de la técnica
anterior se da a conocer en la patente EP0169589, en la que un
aparato de limpieza automático para una superficie sumergida, que
comprende un cuerpo hueco, dispositivos para accionar dicho cuerpo
sobre la superficie que ha de limpiarse, un motor eléctrico
reversible proporcionado dentro del cuerpo con vistas a transmitir
un movimiento rotatorio a dichos dispositivos de accionamiento,
medios para alimentar corriente eléctrica a dicho motor que
comprende medios para invertir secuencialmente la dirección de la
corriente eléctrica, una cámara de filtración situada dentro del
cuerpo, una entrada para líquido que conduce a la cámara de
filtración situada en la parte inferior del cuerpo, una bomba
accionada por un motor eléctrico para hacer que el líquido circule
dentro de la cámara de filtración, y una salida para el líquido
suministrado por la bomba, situada opuesta a la base del cuerpo,
estando caracterizado dicho aparato de limpieza porque el motor
eléctrico de la bomba está asociado con medios para suministrar
potencia eléctrica que comprenden medios para la interrupción
secuencial, que pueden hacer surgir una frecuencia de corte
aleatoria o predeterminada de dicha potencia eléctrica para la
duración de periodos de corte aleatorios o predeterminados.
Otro ejemplo de un dispositivo de la técnica
anterior se da a conocer en la patente US6299699, en la que un
limpiador de piscinas y un método para su funcionamiento proporciona
la limpieza eficaz y sistemática del fondo de una piscina o
depósito rectilíneo con un patrón geométrico controlado de
trayectorias paralelas recorridas entre un par de paredes laterales
opuestas haciendo que el limpiador de piscinas complete un giro en U
de 180º en cada pared, y cuando se alcanza una pared de extremo,
para producir un giro de 90º y comenzar un patrón similar de
trayectorias paralelas entre el par de paredes de extremo. Un
microprocesador o controlador electrónico programable, responde a
sensores de generación de señales que se activan en las paredes
laterales de la piscina, y a un programa que también vuelve a situar
el limpiador si se bloqueara por una esquina u otro obstáculo.
Para controlar el movimiento según un patrón del
limpiador de piscinas, en la técnica la práctica ha sido
proporcionar un procesador programado usado conjuntamente con un
controlador para detener, comenzar y/o invertir el sentido del
motor o motores de accionamiento, tal como en la patente US6309468,
en la que un dispositivo de limpieza que puede moverse hacia atrás
y hacia delante en una piscina tiene un mecanismo de accionamiento
que puede conmutarse para el desplazamiento hacia delante o hacia
atrás y tiene un motor para una parte izquierda y uno para una
parte derecha del mecanismo de accionamiento y un aparato de control
para controlar el mecanismo de accionamiento. El aparato de control
tiene un aparato de regulación de velocidad para cada parte del
mecanismo de accionamiento y tiene medios para controlar de manera
diferencial la velocidad de los dos motores. El dispositivo de
limpieza tiene medios en ambas partes del mecanismo de accionamiento
para medir las distancias cubiertas en el desplazamiento hacia
delante y hacia atrás. Los ángulos de cambio de dirección se
calculan y se controlan de manera diferencial por el aparato de
control basándose en las distancias medidas cubiertas y un ancho de
desplazamiento de las trazas de desplazamiento respectivas. La
ventaja del método de control está en el hecho de que pueden
ejecutarse de manera precisa ángulos de cambio de dirección y pueden
limpiarse de manera fiable piscinas de cualquier forma deseada.
También se conoce en la técnica controlar la orientación del
limpiador de piscinas sobre la superficie que ha de limpiarse
interrumpiendo la alimentación del motor y la rueda de paletas de
la bomba para crear una fuerza de torsión suficiente para hacer
girar todo el cuerpo del limpiador de piscinas. En otros casos, el
procesador está dotado de un algoritmo complejo que está diseñado
para mover el limpiador de piscinas durante un periodo de tiempo
predeterminado antes de cambiar de sentido o, en otros casos, hacer
que se mueva aleatoriamente a través de las superficies que han de
limpiarse con la expectativa de que, dado un tiempo suficiente, el
limpiador de piscinas de hecho cubrirá todas las superficies
sumergidas que han de limpiarse. También se han dado a conocer
dispositivos que incluyen uno o más sensores para detectar una pared
lateral u otra obstrucción con el fin de generar una señal que se
envía al procesador para provocar algún cambio en el programa de
funcionamiento del limpiador.
Tal como un experto en la técnica entenderá, el
coste asociado con el diseño y montaje de un limpiador de piscinas
con más de un motor de accionamiento es significativo. Cuando esto
se combina con el gasto asociado con el diseño y la fabricación de
dispositivos de circuito integrado y procesadores que realizan
programas y algoritmos complejos y los controladores asociados,
será evidente que se incurrirá en gastos sustanciales adicionales.
Además, los enlaces mecánicos asociados con los motores de
accionamiento duales son fuentes de desgaste y fallo potencial que
requieren mantenimiento.
Por tanto un objeto de esta invención es
proporcionar un aparato y un método relativamente más sencillo y
menos caro para controlar la dirección de movimiento de un limpiador
de piscinas y depósitos en comparación con los de la técnica
anterior que requiera sólo un motor de accionamiento.
Un objeto adicional de la invención es
proporcionar un aparato de control direccional de limpiador de
piscinas y un método que funcione en limpiadores de piscinas y
depósitos adaptados para limpiar sólo la superficie de fondo, sino
que también ascenderá por las paredes laterales de una piscina,
mientras que establece al mismo tiempo un patrón de movimiento
regulado y regular que garantizará contacto limpiador con todas las
superficies en un periodo de tiempo relativamente corto.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
sistema de control direccional para un limpiador de piscinas que
utiliza un programa de procesador relativamente sencillo, que
incluye uno que puede ajustarse para personalizar su uso con un
estilo y/o tamaño de piscina dado.
Los objetos anteriores y otras ventajas se
consiguen con el método y el aparato de la invención en la que el
cuerpo de limpiador de piscinas está soportado sobre un par de
cepillos montados coaxialmente, aunque independientes, situados en
extremos opuestos del alojamiento de limpiador de piscinas, estando
accionado uno de cada par de cepillos por un medio de accionamiento
común, por ejemplo, una correa unida a un motor de accionamiento
único. Los cepillos conducidos adoptarán alternativamente una
posición anterior o posterior, dependiendo de la dirección de
movimiento del limpiador. Cada uno de los cepillos conducidos está
conectado operativamente al cepillo libre adyacente respectivo
mediante un mecanismo de embrague de retardo rotatorio. Ambos
cepillos están montados preferiblemente para la rotación axial sobre
un eje común.
El sentido de rotación del motor de
accionamiento, y de ese modo la dirección de movimiento del
limpiador de piscinas, está determinada por el procesador
programado y el controlador asociado. Cuando se cambia el sentido
del motor de accionamiento, el embrague de retardo rotatorio
desengrana el cepillo conducido del cepillo libre adyacente durante
un predeterminado grado o cantidad de movimiento de arco o rotación
mediante el cepillo conducido. El cepillo libre deja de moverse
durante un predeterminado número de giros parciales y/o completos
del cepillo conducido. Esto tiene el efecto de producir un
movimiento de giro o de pivote alrededor de los cepillos libres
estacionarios.
Después del grado predeterminado de movimiento
rotatorio por los cepillos anteriores y posteriores en un lado del
alojamiento de limpiador, el embrague se engrana con los cepillos
libres anterior y de atrás adyacentes de modo que ambos pares de
cepillos en cada extremo de la unidad se muevan de nuevo de manera
sincrónica y el limpiador avance en una línea recta.
El método y el aparato de la invención
contemplan ampliamente utilizar el movimiento rotatorio angular
diferencial de un lado de un par de cepillos de soporte situados
respectivamente en los extremos de delante y de atrás del limpiador
de piscinas para realizar un movimiento de giro o pivote del
limpiador de piscinas y a continuación engranarse con el cepillo
libre adyacente respectivo, por lo que el movimiento rotatorio
diferencial se elimina y los cepillos adyacentes conducidos y
libres rotan a la misma velocidad angular. En una realización
preferida, los cepillos de accionamiento y libres están montados
sobre un eje común. Sin embargo, otras disposiciones de montaje son
posibles mecánicamente y están dentro del alcance de la
invención.
Debe entenderse que el movimiento rotatorio
angular diferencial de los cepillos adyacentes conducidos y libres
puede conseguirse interrumpiendo completamente la rotación del
cepillo libre, pero que también puede producirse una velocidad de
rotación diferencial con una velocidad de rotación inferior del
cepillo libre para conseguir sustancialmente el mismo resultado, es
decir, el giro del limpiador de piscinas para moverse en una
dirección angular diferente.
Tal como un experto en la técnica entenderá, el
grado de cambio en la dirección de la trayectoria del limpiador de
piscinas después de cada tramo viene determinado por varios
factores. Estos incluyen el ancho del limpiador de piscinas; el
diámetro/circunferencia de las superficies de contacto de los
cepillos; el número de revoluciones completas y/o parciales
realizadas por el cepillo conducido antes de que el cepillo libre
adopte una velocidad de rotación sincrónica; la fuerza de
rozamiento se produce entre la superficie de contacto de los
cepillos estando determinada por la superficie de la piscina, por
ejemplo, baldosa vidriada frente a hormigón texturizado; y la
naturaleza de los cepillos, por ejemplo, (poli) cloruro de vinilo
moldeado, espuma polimérica expandida con una superficie lisa y
espuma polimérica con una superficie texturizada elástica. Por
ejemplo, un limpiador de piscinas que tiene cepillos con un
diámetro de tres pulgadas tendrá una circunferencia de
aproximadamente nueve pulgadas y media. Un giro completo de los
cepillos de delante y de atrás moverá teóricamente un extremo del
limpiador de piscinas una distancia algo inferior a nueve pulgadas
desde su punto de partida. Las fuerzas de rozamiento, la inercia y
el movimiento global del limpiador de piscinas reducirán algo la
distancia real.
Tal como será evidente para un experto en la
técnica, la configuración del limpiador de piscinas, incluyendo en
particular el tamaño de los cepillos, y su ancho relativo, así como
las condiciones en la piscina o depósito en el que la máquina vaya
a hacerse funcionar, deben tenerse en cuenta al aplicar el método y
el aparato de la invención. El diseño y la implementación de
programa se corresponden con la experiencia en la técnica de
programadores familiarizados con el funcionamiento y el control de
limpiadores robotizados de piscinas y depósitos de la técnica
anterior.
En una realización preferida, se fija un primer
elemento de embrague al extremo interior de cada uno de los
cepillos conducidos y la superficie opuesta del cepillo libre; un
pasador de proyección u otra forma de elemento de engranaje se
extiende desde la placa de embrague conducida hacia la superficie
interior opuesta de la segunda o placa libre que está dotada de una
ranura para alojar el pasador de proyección en relación de
deslizamiento rotatorio. La ranura en la placa de embrague libre
incluye también un elemento de engranaje estacionario. Cuando se
hace rotar la placa de embrague conducida, su pasador de proyección
rotará en la ranura en la placa libre hasta alcanzar al elemento de
engranaje que se proyecta, en la placa de embrague de cepillo libre,
después de lo cual los dos se moverán de manera
sincrónica.
sincrónica.
Cuando se invierte el sentido de rotación del
cepillo conducido, el pasador de proyección en la placa conducida
se moverá aproximadamente una rotación completa en la ranura hasta
alcanzar el elemento de engranaje en la placa libre. Tal como se
entenderá a partir de la descripción de esta realización, con cada
cambio de sentido, el cepillo libre permanece estacionario mientras
que el cepillo conducido se mueve a través de aproximadamente una
rotación completa antes de que los elementos de embrague se engranen
completamente y se reanude la rotación sincrónica.
En una modificación de esta realización, una
placa de embrague intermedia que está ranurada en un lado y que
incluye elementos de engranaje de proyección sobre sus superficies
opuestas se inserta entre las caras de las placas de embrague
conducida y libre. Cuando se invierte el sentido de rotación del
motor de accionamiento, el pasador de proyección sobre la cara de
la placa de embrague conducida se mueve aproximadamente una rotación
completa antes de engranarse con el pasador correspondiente en la
placa intermedia adyacente, haciendo de ese modo que gire también.
El pasador de proyección sobre el lado opuesto de la placa
intermedia continúa rotando en una ranura correspondiente en la
placa de embrague libre adyacente, pero sin mover la placa libre
hasta que alcance el elemento de engranaje de la placa libre. Esta
disposición proporciona casi dos rotaciones completas por parte del
cepillo conducido antes de que el cepillo libre comience a moverse
de manera sincrónica.
En una modificación adicional de esta
realización, los lados opuestos de la placa de embrague intermedia
están dotados ambos de una ranura y un elemento de engranaje. En
esta realización, se completa casi una rotación completa adicional
antes de que la placa de embrague de cepillo libre se engrane y
provoque el giro sincrónico del cepillo libre al que está unida.
En una modificación adicional de esta
realización, una pluralidad de placas de embrague intermedias,
construidas según la descripción de la placa de embrague intermedia
ranurada única o la placa de embrague intermedia ranurada doble de
las realizaciones anteriores, se insertan en un eje de rotación
común con las placas de embrague opuestas montadas en los cepillos
libres y conducidos. Tal como se entenderá a partir de las
descripciones anteriores, cada placa de embrague intermedia puede
proporcionar una o dos rotaciones casi completas.
También será evidente que el ancho de los
pasadores de proyección respectivos y de los elementos de engranaje
reducirá la rotación angular de 360º. La cantidad de esta reducción
puede minimizarse minimizando el tamaño de los elementos
sobresalientes y de engranaje, es decir, usando una tira
relativamente estrecha de metal resistente a la corrosión, por
ejemplo, acero inoxidable; o moldeando o mecanizando las ranuras
para dejar una banda relativamente estrecha de material en cada una
de las caras opuestas.
En una realización preferida adicional de un
mecanismo de embrague de retardo mecánico según el método y el
aparato de la invención, los extremos opuestos de una longitud de
alambre flexible o material similar se unen a las caras opuestas de
los cepillos conducidos y libres. Cuando el cepillo conducido rota
en un sentido, el alambre se enrolla alrededor del eje sobre el que
los cepillos están montados hasta que se ha recogido toda la parte
floja, punto en el que el cepillo libre comienza a girar de manera
sincrónica. Cuando se invierte el sentido de la rotación del motor
de accionamiento, el correspondiente cambio de sentido de la
rotación del cepillo conducido hace que se forme una parte floja en
el alambre que se desenrolle del eje en el primer sentido y la
rueda libre deje de moverse. Este efecto continúa hasta que el
cepillo conducido ha girado suficientemente como para de nuevo
recoger la parte floja alrededor del eje, punto en el que el cepillo
libre comienza a moverse de manera sincrónica con el cepillo
conducido.
En esta realización, el grado de rotación
angular del cepillo conducido antes de que el cepillo libre comience
a moverse es el objeto de varias variables, incluyendo la longitud
del alambre, el diámetro del eje alrededor del que el alambre debe
enrollarse y la posición radial relativa en la que los extremos
respectivos del alambre están montados sobre las caras opuestas de
los cepillos libres y conducidos.
Tal como se usa en el presente documento, el
término alambre se entenderá que incluye alambre trenzado de acero
inoxidable, nailon trenzado, nailon de monofilamento, cuerda formada
por fibras de poliamida aromática y otras fibras y materiales
naturales o artificiales que pueden bobinarse y desbobinarse de
manera repetida resistiendo a la vez la fatiga por curvado y/o el
endurecimiento de trabajo y el estiramiento indebido a tracción.
En otra realización preferida, se sitúa un
elemento variablemente expansible, por ejemplo, un depósito
flexible, entre un alojamiento sobre el cepillo conducido y un
alojamiento correspondiente sobre el cepillo libre y se añade
gradualmente un fluido a presión al elemento expansible cuando se
invierte el sentido de rotación del cepillo conducido de modo que
hay un periodo predeterminado de movimiento diferencial entre el
cepillo libre y el cepillo conducido. Cuando el motor de
accionamiento se detiene antes de invertir su sentido, el fluido a
presión se descarga desde el elemento hinchable que se retrae o se
deshincha desde su posición de engranaje con el elemento de
alojamiento unido a, o asociado con el cepillo libre. En esta
realización, una corriente de agua a presión procedente de la
piscina puede introducirse convenientemente en el elemento
expansible, por ejemplo, un depósito flexible polimérico que se
expande gradualmente radialmente y/o axialmente en la dirección del
alojamiento montado sobre el extremo opuesto del cepillo libre.
Cuando el motor se detiene, el depósito flexible se descomprime y el
fluido se descarga, desengranando de ese modo el cepillo libre del
cepillo conducido y haciendo que el limpiador cambie su dirección de
movimiento.
En una realización adicional, las caras de
extremo opuestas de los cepillos conducidos y libres están dotadas
de un sistema de engranajes orbitales, estando predeterminado el
número y tamaño de los dientes de engranaje sobre los elementos de
engranaje orbital y central respectivos para proporcionar
desengranaje del cepillo libre para producir el grado de giro
deseado del limpiador de piscinas.
Un embrague electromagnético puede utilizarse
también cuando la activación del engranaje de las placas de
embrague se programa en el procesador. En la realización que utiliza
un mecanismo electromagnético, los cepillos conducidos funcionan
independientemente de los cepillos libres durante una cantidad
predeterminada de tiempo para completar el giro del cuerpo y
entonces el embrague electromagnético se alimenta para hacer que los
cepillos libres se muevan de manera sincrónica con los cepillos
conducidos. El controlador de programas desengrana el embrague
electromagnético al mismo tiempo que se detiene el motor de
accionamiento; a partir de entonces se inicia un temporizador en el
controlador cuando se arranca el motor de accionamiento en el
sentido opuesto y las etapas del procedimiento se repiten.
En una realización relacionada, el embrague
electromagnético se desvía mediante resorte para engranarse para
producir movimiento sincrónico de los cepillos conducidos y libres;
el desengranaje es intermitente con el fin de producir un cambio de
sentido. Se prefiere el método de funcionamiento cuando la
alimentación la proporciona
\hbox{una batería.}
Tal como será evidente para un experto en la
técnica, pueden utilizarse otros métodos y aparatos para producir
el movimiento diferencial entre los cepillos conducidos y libres
basándose en un intervalo temporizado o cantidad predeterminada de
rotación angular para producir el cambio de dirección deseado del
limpiador de piscinas después de detener e invertir el motor de
accionamiento. Por ejemplo, puede activarse un solenoide para forzar
que una placa de embrague axialmente desplazable sobre cada uno de
los cepillos conducidos o libres se acople con o desacople de la
placa de embrague opuesta. Puede utilizarse cualquiera de otras
varias construcciones electromecánicas para conseguir el resultado
deseado.
Debe entenderse que el motor de bomba que
proporciona un vector de fuerza en la dirección de la superficie
sobre la que el limpiador de piscinas está moviéndose funciona de
manera continua durante todo el funcionamiento del limpiador de
piscinas según el método de la invención. Este empuje hacia abajo
mantiene los medios de tracción del limpiador de piscinas en
contacto con la superficie todo el tiempo. Esto es una mejora
respecto a los métodos de la técnica anterior en los que el motor
de bomba se detiene o su velocidad rotatoria disminuye en gran
medida para reducir las fuerzas de rozamiento entre los cepillos y
la superficie de la piscina durante las maniobras de giro. Según la
presente invención detener el movimiento de los cepillos en un lado
del limpiador mientras se hace girar los cepillos adyacentes
respectivos en el lado opuesto del limpiador, proporciona tracción
suficiente para hacer que la unidad gire en la nueva dirección de
desplazamiento deseada antes de sincronizar el movimiento de los
cepillos adyacentes respectivos, sin reducir el vector de fuerza
hacia abajo que sirve para mantener el limpiador de piscinas casi
neutralmente flotante sobre la superficie horizontal o vertical
sobre la que está moviéndose.
En un aspecto adicional, la invención también
contempla un programa y un sistema novedosos para controlar el
movimiento del limpiador de piscinas con un patrón repetitivo
altamente eficaz que hará que el limpiador de piscinas pase por
sustancialmente toda la superficie de la piscina o depósito que ha
de limpiarse, independientemente de su configuración externa, por
ejemplo, rectilínea, curvilínea o una combinación de las dos. El
programa de control direccional está adaptado para limpiar sólo la
superficie del fondo de una piscina o depósito, así como controlar
eficazmente el movimiento de un limpiador de piscinas en la limpieza
tanto del fondo como de las paredes laterales de la piscina.
En una realización preferida, el movimiento
direccional programado del limpiador de piscinas es a lo largo de
un primer tramo más largo durante un periodo de tiempo
predeterminado; el motor de accionamiento se detiene y se invierte
el sentido; los cepillos conducidos en cada extremo de un lado del
limpiador de piscinas giran a una velocidad de rotación mayor que
los cepillos libres durante un número predeterminado de revoluciones
para hacer de ese modo que el cuerpo de limpiador gire; los
cepillos libres se engranan entonces para un movimiento sincrónico
con los cepillos conducidos adyacentes respectivos y el limpiador de
piscinas avanza a lo largo de un segundo tramo durante un periodo
de tiempo más corto al final del cual el motor de accionamiento se
detiene e invierte el sentido; las etapas anteriores se repiten
durante un número de ciclos predeterminado después de los cuales la
potencia del motor de accionamiento continúa ininterrumpida durante
un tiempo que es aproximadamente el doble del tiempo asignado para
el tramo más largo; después del tiempo de funcionamiento extendido,
el motor de accionamiento se detiene y se invierte su sentido; las
etapas originales se repiten para el mismo número predeterminado de
ciclos que anterior-
mente.
mente.
Al programar el procesador, los tiempos
asignados para que el limpiador de piscinas recorra los tramos
relativamente más largos y más cortos vienen determinados con
referencia a la velocidad del motor, el diámetro/circunferencia de
los cepillos y el tamaño de la piscina o depósito en el que el
limpiador va a funcionar. Por ejemplo, un motor de accionamiento de
alta velocidad puede producir una velocidad de aproximadamente 60
pies por minuto en un limpiador de piscinas accionado por correa
mientras que un motor de velocidad convencional (más baja) producirá
una velocidad de limpiador de aproximadamente 30 pies por minuto a
través de la superficie del fondo de la piscina.
En una realización preferida, el tramo más corto
de desplazamiento es suficiente para hacer que el limpiador de
piscinas recorra una distancia que supere la mitad del ancho del
fondo de la piscina. En el caso de un limpiador de piscinas
equipado con un motor convencional, o de baja velocidad, el tiempo
asignado para un ciclo completo es un minuto asignándose al tramo
más largo 36 segundos y al tramo más corto 24 segundos. En esta
realización, después de treinta de tales ciclos, se invierte el
orden de los tramos largos y cortos. En este modo de
funcionamiento, el limpiador de piscinas se mueve desde un lado de
la piscina a través de una trayectoria en zig-zag
hasta que alcanza el otro lado de la piscina. Cuando esto ocurre, el
sentido relativo del patrón de limpieza se invertirá, es decir, si
el limpiador de piscinas se movía en un sentido contrario a las
agujas del reloj alrededor de la periferia de la piscina durante los
treinta ciclos anteriores, después de que el limpiador ha cruzado la
piscina y alcanza la superficie del agua opuesta, los siguientes
treinta ciclos serán en un sentido según las agujas del reloj con
respecto a la periferia de la piscina.
En este modo de funcionamiento, se ha
descubierto que un limpiador de piscinas que emplea el método y el
aparato de la invención, equipado con un motor de alta velocidad y
un cambio angular resultante de dirección de aproximadamente 15º a
60º, cuando se hace funcionar en una piscina residencial grande de
una configuración curvilínea irregular recorrió el perímetro
aproximadamente 3 veces y 1/2 en una hora.
Según la invención, el modo de funcionamiento
altamente eficaz del limpiador de piscinas con un único motor de
accionamiento en combinación con un patrón de limpieza altamente
eficaz, permite a la unidad alimentarse mediante una batería
recargable incorporada. Otra ventaja del aparato y el método de la
invención es que obvia la necesidad de hacer que el limpiador de
piscinas se mueva horizontalmente a lo largo de la superficie del
agua de la piscina para adoptar un nuevo sentido de movimiento una
vez que se invierte el motor de accionamiento.
La eliminación del cable de potencia flotante
procedente de una fuente de alimentación externa hace el limpiador
de piscinas incluso más eficaz y elimina cualquier posibilidad de
que el programa se interrumpa por las fuerzas aplicadas al limpiador
de piscinas casi neutralmente flotante. El funcionamiento con
alimentación de batería elimina también el riesgo de que el cable de
alimentación interfiera con el movimiento de los cepillos cuando la
unidad está funcionando en la superficie del agua.
En otra realización adicional preferida de la
invención, el circuito de procesador y controlador incluye un
interruptor de mercurio que se activa cuando el cuerpo de limpiador
de piscinas se mueve desde una posición generalmente horizontal a
un ángulo de aproximadamente 70º o más en cada extremo. La señal
inicia un periodo operativo temporizado después del que el motor de
accionamiento se detiene y se invierte. Por tanto, a medida que el
limpiador de piscinas se aproxima a una pared lateral y se mueve
desde una orientación generalmente horizontal a una generalmente
vertical, el movimiento del interruptor de mercurio completa un
circuito que produce una señal recibida por el procesador que
activa un circuito de reloj temporizador. Después de un periodo de
tiempo predeterminado, que puede ser, por ejemplo, de ocho segundos
a veinte segundos, el motor de accionamiento se detiene y se
invierte su sentido. El intervalo de tiempo predeterminado que sigue
a la recepción de la señal procedente del interruptor de mercurio
puede ser suficiente para asegurar que el limpiador de piscinas
alcance la superficie del agua de la piscina antes de que el motor
invierta el sentido.
En esta realización, el tramo más corto de
desplazamiento es preferiblemente suficiente para hacer que el
limpiador de piscinas recorra aproximadamente la mitad del ancho de
la piscina durante cada ciclo; no es necesario predeterminar el
tramo más largo de desplazamiento en el programa de funcionamiento,
puesto que el limpiador de piscinas eventualmente generará una
señal a través del interruptor de mercurio cuando la unidad comience
a ascender por una pared.
Como en la realización preferida anterior, el
procesador puede programarse preferiblemente para funcionar en un
modo cíclico con un cambio periódico en el sentido de movimiento de
contrario a las agujas del reloj a según las agujas del reloj y
viceversa.
En la realización en la que se emplean dos
motores para accionar cada uno del par de cepillos, montados
coaxialmente aunque independientes, el programa del procesador
puede incluir la etapa de invertir el sentido de rotación después
de un número predeterminado de ciclos. Esto permitirá que el
limpiador de piscinas cambie de un patrón de movimiento según las
agujas del reloj con respecto a la periferia de la piscina a un
patrón contrario a las agujas del reloj sin el requisito de que el
limpiador de piscinas recorra completamente el fondo y, si es
apropiado, la pared lateral opuesta de la piscina tal como se
describió anteriormente en las realizaciones de un único motor de
accionamiento.
Cuando el limpiador de piscinas alcanza la
superficie del agua, el eje longitudinal del limpiador de piscinas
generalmente se orientará en una dirección que es normal a la
superficie del agua antes de la detención y la inversión
temporizadas del motor de accionamiento. En esta configuración, la
unidad realiza el giro angular para cambiar de dirección cuando el
motor de accionamiento provoca la rotación de uno de cada par de
cepillos de delante y de atrás que se sitúan en el mismo lado del
alojamiento de limpiador. En el caso de que el limpiador de
piscinas se aproxime a la superficie del agua con un ángulo agudo
relativamente pequeño y el funcionamiento temporizado a partir de
la generación de la señal del interruptor de mercurio no sea
suficiente para permitir que la unidad adopte una posición
generalmente vertical sobre la pared lateral, el limpiador de
piscinas, sin embargo, volverá al fondo a lo largo de una
trayectoria diferente desde la superficie del agua. Además, un
limpiador de piscinas construido y en funcionamiento según el método
de control programado mejorado de la invención no se verá afectado
negativamente con respecto a su capacidad de cubrir las superficies
que han de limpiarse durante el tiempo asignado para completar la
limpieza de la piscina.
Aunque las realizaciones preferidas de la
invención tal como se describieron anteriormente funcionan con la
mayor eficacia con un único motor de accionamiento con el arranque
retardado de uno de un par de cepillos adyacentes coaxiales usando
medios mecánicos para producir el retardo que va seguido de la
rotación sincrónica de los cepillos, este patrón de limpieza
altamente eficaz puede lograrse también utilizando un segundo motor
de accionamiento. En la realización que utiliza dos motores de
accionamiento, no se requiere ni embrague ni ningún otro mecanismo
de enlace retardado. Cada uno del par de cepillos de delante y de
atrás gira de manera separada en respuesta a la acción de los
motores de accionamiento independientes. El procesador se programa
para hacer funcionar uno de los motores de accionamiento de la
manera que se describió anteriormente en las realizaciones con un
cepillo libre. El retardo predeterminado al comenzar la rotación del
cepillo adyacente se introduce en el programa de procesador de modo
que se consigue el mismo resultado final en términos de movimiento
según un patrón, pero sin el enlace mecánico entre los cepillos
adyacentes en cada extremo del cuerpo de limpiador de piscinas.
Tal como será evidente para un experto en la
técnica, el uso de un segundo motor de accionamiento aumenta el
coste de materiales y mano de obra para montar el limpiador de
piscinas, aumenta su peso, así como el gasto de funcionamiento y
mantenimiento. La adición del segundo motor de accionamiento puede
hacer asimismo poco práctica la utilización de una batería
incorporada montada en el cuerpo de limpiador de piscinas, puesto
que aumentará sustancialmente el consumo de energía.
La invención se describirá a continuación con
más detalle y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva lateral
desde arriba, en la que puede verse parcialmente el interior del
alojamiento de un limpiador de piscinas, que ilustra una realización
de la invención;
la figura 2 es una vista en despiece de una
realización de un mecanismo de embrague de retardo rotatorio para su
uso en la invención;
la figura 3 es una vista en sección transversal
del conjunto de embrague de la figura 2 según la línea
3-3;
la figura 4 es una vista en sección transversal
de la realización de la figura 3 según la línea
4-4;
la figura 5 es una vista en perspectiva en
despiece de otra realización de un conjunto de embrague de retardo
rotatorio;
la figura 6 es una vista en perspectiva de una
realización adicional de un conjunto de embrague rotatorio;
la figura 7 es una vista en sección transversal
del conjunto de embrague de la figura 6 según la línea
7-7;
la figura 8 es una vista en sección parcial de
una parte del conjunto mostrado en la figura 6 según la línea
8-8;
la figura 9 es una vista en perspectiva en
despiece del conjunto de embrague de la figura 6;
la figura 10 es una vista desde arriba,
parcialmente en sección, de otra realización de un conjunto de
embrague de retardo rotatorio para su uso con la invención;
la figura 11 es una vista de una realización
modificada similar a la de la figura 11;
la figura 12 es una ilustración esquemática del
movimiento de un limpiador de piscinas en una piscina en general
redonda según el método de la invención;
las figuras 13A y 13B son ilustraciones
esquemáticas del movimiento de un limpiador de piscinas en una
piscina de forma irregular según un método de la invención; y
las figuras 14A y 14B son ilustraciones
esquemáticas similares a las de las figuras 13A y 13B de una
realización adicional del método de la invención.
Con referencia ahora a la figura 1, se muestra
un limpiador 100 de piscinas que tiene un alojamiento 102 con una
salida 104 en la parte superior del alojamiento para la descarga de
agua procedente de la bomba filtrante para forzar que los cepillos
de limpiador entren en contacto con las superficies que han de
recorrerse. Se proporciona el mango 101 próximo a la parte superior
del alojamiento 102 para elevar y transportar el limpiador. En cada
extremo del alojamiento, un par de cepillos 12, 14 están montados
coaxialmente para la rotación. Un único motor 110 de accionamiento
está montado sobre el árbol para accionar la polea 112 que se
engrana con la correa 114 de accionamiento.
El extremo exterior del cepillo 12 está equipado
con una polea 120 de accionamiento sobre la que está situada la
correa 114 de accionamiento. En lo sucesivo, se hará referencia al
cepillo 12 como "cepillo conducido".
El cepillo 14 adyacente está montado sobre el
eje 16 común, es independiente del cepillo 12 conducido y puede
rotar libremente, dentro de los límites que se describirán con más
detalle posteriormente. En lo sucesivo, se hará referencia al
cepillo 14 como el "cepillo libre" al describir el aparato y el
método de la invención.
Para facilitar adicionalmente la descripción y
la comprensión de la invención, el cepillo 12 conducido se muestra
sombreado en las figuras para diferenciarlo del cepillo 14
libre.
Todavía con referencia a la realización
ilustrada en la figura 1, se sitúa un medio 30 de embrague de
retardo entre los cepillos 12 y 14 y se monta coaxialmente sobre el
eje 16.
Con referencia ahora a la figura 2, la placa 32
de embrague conducida con la abertura 40 axial se monta de manera
fija en el extremo interior o interno del cepillo 12 conducido. En
la realización ilustrada, la placa 32 de embrague conducida tiene un
rebaje 34 anular dentro del que sobresale el elemento 36 de
engranaje. Se proporciona también un tornillo 38 de regulación para
el ajuste adicional tal como se explicará posteriormente. La placa
62 de embrague opuesta se coloca de manera fija en el extremo
interno del cepillo 14 libre y su cara interior está configurada de
manera similar a la placa 32.
Tal como se ilustra adicionalmente en esta
realización un par de elementos 42 y 52 de embrague intermedios que
tienen, respectivamente, elementos 44 y 54 sobresalientes de
engranaje, están montados entre las placas 32 y 62. Cuando la placa
32 de embrague conducida ha avanzado un número suficiente de
revoluciones, los elementos 36 sobresalientes, y los elementos 44,
54 de engranaje están todos en contacto y el cepillo libre se mueve
de manera sincrónica. Tras la inversión del motor de accionamiento y
del cepillo 12 conducido, el cepillo 14 libre permanece sin moverse
hasta que los elementos de embrague intermedios han rotado
suficientemente para poner los elementos de engranaje de nuevo en
contacto con los elementos sobresalientes. En esta realización, la
rueda conducida girará casi tres revoluciones completas antes de que
el cepillo libre empiece a moverse de manera sincrónica.
Con referencia ahora a la figura 3, se muestra
una vista en sección transversal que representa la disposición de
acoplamiento de las placas de embrague fijas y los elementos 42 y 52
de embrague intermedios rotatorios. Tal como se ve claramente, todos
los elementos están montados para la rotación sobre el eje 16.
La vista en sección transversal de la figura 4
muestra la relación del elemento 36 sobresaliente sobre la placa 32
de embrague en contacto con los elementos 44 y 54 de engranaje.
Puede verse también a partir de esta vista en sección transversal
que el tornillo 38 de regulación en la periferia de la placa 32
puede bajarse para fijar el elemento 42 de embrague intermedio en su
posición contra el elemento 36 sobresaliente.
Una realización preferida alternativa de un
conjunto de placa de embrague de accionamiento retardado ajustable
se ilustra esquemáticamente en la vista en despiece de la figura 5.
En la realización ilustrada, las placas 72 y 92 de embrague
opuestas están dotadas, respectivamente, de una pluralidad de
elementos 74 y 94 sobresalientes ajustables móviles. Los elementos
82 y 84 de embrague intermedios están dotados de elementos 83 y 85
de engranaje, respectivamente, que están situados para engranar los
elementos 76 y 96 de contacto sobresalientes radialmente. Como en la
realización descrita anteriormente, el conjunto de embrague está
montado coaxialmente sobre el eje 16 que también soporta los
cepillos 12 y 14.
Esta realización del conjunto de embrague de
accionamiento de retardo permite realizar el ajuste del número de
rotaciones independientes por parte del cepillo conducido antes del
engranaje y el funcionamiento sincrónico del cepillo libre moviendo
simplemente uno o más de los elementos 74, 94 sobresalientes sobre
cada una o ambas de las placas 72, 92 de embrague de extremo
radialmente hacia dentro hacia el espacio central para entrar en
contacto con los elementos 83 y/u 85 de engranaje en menos de una
revolución completa. Tal como se explicó anteriormente, este tipo de
ajustabilidad puede utilizarse para adaptar específicamente el
número de grados, o arco que el limpiador de piscinas gira cuando el
motor de accionamiento invierte el sentido.
Tal como un experto en la técnica comprenderá,
pueden emplearse otras estructuras y configuraciones para ajustar el
número de rotaciones, o rotaciones parciales. Por ejemplo, pueden
montarse pasadores de engranaje deslizantes (no mostrados) en una o
ambas de las placas 72, 92 de embrague de extremo para el movimiento
en la dirección axial para entrar en contacto con los elementos 83,
85 de engranaje fijos.
Otra realización se ilustra en las figuras 6 a 9
en las que se hace referencia a elementos similares con los números
tal como se describió anteriormente. Una placa 122 intermedia
también está montada sobre el eje 16 entre la placa 72 de
accionamiento de extremo y la placa 92 conducida de extremo. En esta
construcción, las placas de extremo están dotadas de una pluralidad
de pasadores 71 y 91, respectivamente, y la placa 122 intermedia
está dotada de al menos un pasador 121 que se extiende a través de
la placa para engranarse por los pasadores 71 y 91. Tal como se
entenderá a partir de la descripción del funcionamiento de los
tornillos 74 y 94 de regulación de la figura 5, avanzar los
pasadores hacia la placa 122 controla el movimiento rotatorio entre
las placas 72 y 92 de accionamiento y conducida respectivamente. El
número y colocación de los pasadores 71 y 91 y sus pasos a través
de las placas viene determinado con referencia a las variables
anteriormente descritas y los grados deseados de los cambios
direccionales que el limpiador de piscinas ha de realizar. La
realización de las figuras 6 a 9 permite por tanto al usuario del
limpiador de piscinas ajustar la posición de los pasadores para
adaptar el movimiento a los requisitos de la piscina que ha de
limpiarse.
Con referencia a la figura 10, se ilustra
esquemáticamente un mecanismo de accionamiento retardado que emplea
un alambre 56 flexible que se extiende entre las placas 52 y 54 que
están unidas respectivamente al conjunto 12 de cepillos conducidos
y el conjunto 14 de cepillos libres. Según esta realización, el
movimiento del cepillo 12 conducido y la placa 52 asociada dará
como resultado que el alambre 56 se bobine en espiral alrededor del
eje 16 sobre el que el conjunto 14 de cepillo libre está soportado
para la rotación libre después de que el cepillo 12 conducido haya
completado un movimiento angular suficiente.
Tal como se muestra en la figura 11, puede
dotarse al eje 16 de un alojamiento 60 de un diámetro mayor que
requerirá menos vueltas de alambre 56 para eliminar toda la parte
floja y hacer que el cepillo 14 libre se mueva de manera sincrónica
con el cepillo 12. El cambio en la ubicación de los puntos 58 y 59
de enganche de los extremos opuestos del alambre 56 servirán
también para cambiar el número de revoluciones o desplazamientos
angulares experimentados por la placa 54 y el cepillo libre asociado
cuando está recogiéndose la parte floja del alambre. Debe
entenderse también que el número de vueltas requerido para
desenrollar el alambre de cada eje 16 o carrete 60 de la figura 11
será la mitad del número total de revoluciones requeridas antes de
que el cepillo 14 libre empiece a moverse de manera sincrónica con
el cepillo 12 conducido.
Debe entenderse también a partir de las
ilustraciones esquemáticas de las figuras 10 y 11, que las placas
52, 54 pueden situarse relativamente más próximas entre sí y que
pueden montarse en un alojamiento 62 protector, mostrado en línea
discontinua. Como alternativa, las placas 52 y 54 pueden dotarse de
una abertura anular o de un reborde de modo que se monten muy
próximas para rodear el alambre. Invertir el sentido del motor de
accionamiento hace que el alambre se desbobine y a continuación se
bobine alrededor del carrete o eje 60, haciendo girar de ese modo el
limpiador de piscinas en cada ocasión que se invierte el
sentido.
Con referencia ahora a la figura 12, se ilustra
esquemáticamente un patrón de movimiento controlado de un limpiador
100 de piscinas que está funcionando en una piscina 101 o depósito
grande, generalmente circular, que tiene un perímetro 102. El
limpiador 100 de piscinas tiene cepillos 12 conducidos de delante y
de atrás y cepillos 14 libres montados coaxialmente. En el modo de
funcionamiento ilustrado, el limpiador 100 de piscinas se aproxima
a y entra en contacto con la pared lateral en una primera posición
102A; el sentido de rotación del motor de accionamiento y de ese
modo, los cepillos conducidos se invierten y funcionan durante
varias rotaciones suficientes para hacer girar el limpiador con un
ángulo en el intervalo entre 15º y 60º y entonces con el
funcionamiento sincrónico de los cepillos 14 libres, moverse a lo
largo de un tramo (S) más corto, después de lo cual la unidad se
detiene e invierte el sentido para moverse a lo largo de un tramo
(L) más largo a la segunda posición 102B en la periferia de la
piscina 100.
Este patrón de movimiento continúa a lo largo de
tramos (L, S) largos y cortos hasta que se ha completado el número
predeterminado de ciclos en el punto 102C de contacto. A partir de
entonces, el orden del movimiento a lo largo de los tramos largos y
cortos se invierte lo que hace que el limpiador 10 se mueva hacia el
centro de la piscina 100 de modo que el limpiador de piscinas no
regrese para entrar en contacto con la pared lateral desde la que
ha partido. Tal como se observará a partir de la ilustración
esquemática de la figura 12, el limpiador de piscinas continúa
según el control direccional programado hasta que alcance una
posición 102E sobre la pared lateral opuesta. Cuando se invierte el
programa, el patrón de movimiento del limpiador 100 de piscinas con
respecto a la periferia 102 de la piscina 101 cambia de contrario de
las agujas del reloj a según las agujas del reloj.
Con referencia ahora a la figura 13, se ilustra
esquemáticamente el movimiento direccional controlado de un
limpiador 100 de piscinas según un método preferido de
funcionamiento de la invención. El limpiador 100 de piscinas se
mueve inicialmente hasta y alejándose de la pared lateral de la
piscina 101 que tiene forma irregular durante un número de ciclos
predeterminado. Según la ilustración de la figura 13, al final del
primer número de ciclos en el punto 102A sobre el lateral de la
piscina, un tramo L' especialmente largo permite al limpiador de
piscinas cruzar toda la superficie del fondo de la piscina y
ascender por la pared opuesta en 102E. A partir de entonces, el
limpiador de piscinas reanuda su funcionamiento de limpieza
programado para recorrer los tramos largos y cortos predeterminados,
pero moviéndose durante este ciclo en un sentido según las agujas
del reloj.
Otro modo de funcionamiento se describirá con
referencia a las figuras 14A y 14B en las que se ilustra
esquemáticamente el movimiento direccional controlado del limpiador
100 de piscinas que está equipado con un conmutador de mercurio que
genera una señal cuando la orientación del cuerpo del limpiador de
piscinas se mueve desde la horizontal hasta un ángulo
predeterminado de aproximadamente 70º. A medida que el limpiador 100
de piscinas sube por la pared el procesador recibe la señal del
interruptor de mercurio y un reloj temporizador proporciona un
retardo, por ejemplo, de ocho segundos antes de que el motor de
accionamiento se detenga y se invierta. El temporizador de
procesador permite entonces que el limpiador de piscinas pase por la
mitad de la piscina antes de invertir el sentido del motor de
accionamiento. Por tanto, el limpiador de piscinas funciona en un
programa que se basa en alternar un interruptor de mercurio y el
control del tiempo. El tramo (M) largo se controla mediante un
interruptor de mercurio, mientras que el tramo (T) corto se controla
mediante un temporizador.
Este ciclo se repite un número predeterminado de
veces después de los que a medida que el limpiador de piscinas
desciende por la pared y pasa por la mitad de la piscina, no se
invierte cuando cambia el control de tiempo a control de interruptor
de mercurio, sino que continúa moviéndose a través de la piscina y
reanuda su programa, pero moviéndose en un sentido según las agujas
del reloj.
A partir de la descripción anterior, debe
observarse que el método y el aparato de la invención de controlar
el movimiento del limpiador de piscinas se consigue sin recurrir a
un algoritmo complicado insertado en el procesador que debe
ejecutarse por el controlador. La simplicidad relativa de los medios
para controlar el movimiento del limpiador permite ajustar el
aparato para las condiciones particulares del depósito de la piscina
que va a limpiarse.
Claims (24)
1. Método de control del movimiento direccional
de un limpiador de piscinas robotizado autopropulsado que comprende
las etapas de:
a. proporcionar un limpiador (100) de piscinas
que tiene un primer y un segundo par de cepillos (12, 14) duales
montados coaxialmente en extremos opuestos del limpiador de piscinas
para la rotación sobre ejes que son transversales a la dirección de
movimiento, estando montado el primer par de cepillos sobre un lado
y estando montado el segundo par de cepillos sobre el lado opuesto
del limpiador, estando el limpiador de piscinas propulsado por la
rotación de los cepillos, teniendo dicho limpiador de piscinas al
menos un motor (110) de accionamiento conectado operativamente con
el primer par de cepillos para accionamiento sincrónico;
b. activar el al menos un motor de accionamiento
para propulsar el limpiador de piscinas en una primera dirección a
lo largo de una trayectoria generalmente recta por la rotación
sincrónica del par de cepillos primero y
segundo;
segundo;
c. detener e invertir el motor de accionamiento
para hacer rotar el primer par de cepillos con una mayor velocidad
de rotación angular que el segundo par de cepillos haciendo pivotar
de ese modo el limpiador de piscinas a través de un cambio angular
predeterminado en la dirección; y
d. reanudar la rotación sincrónica del segundo
par de cepillos duales con el primer par de cepillos, por lo que el
limpiador de piscinas se mueve en una segunda dirección a lo largo
de una trayectoria generalmente recta que está desplazada
angularmente de la primera dirección.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
el limpiador de piscinas está dotado de un embrague (30) de retardo
rotatorio situado coaxialmente entre cada uno del primer y segundo
par de cepillos duales en cada extremo del limpiador de piscinas, y
el método según la etapa (d) incluye hacer rotar el primer par de
cepillos conducidos a través de un número de grados predeterminado
de rotación angular mientras que el segundo par de cepillos libres
permanece estacionario; y engranarse con el segundo par de cepillos
mediante el embrague para iniciar la rotación sincrónica del
segundo par con el primer par de cepillos.
3. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye una placa (32, 62) de
embrague fija unida a cada una de las caras opuestas del primer y el
segundo par de cepillos, y el método incluye hacer girar la primera
placa (32) fija hasta que se engrana con la placa (62) opuesta sobre
el segundo par de cepillos para iniciar la rotación sincrónica del
segundo par de cepillos con el primer par de cepillos.
4. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye una placa (32, 62) de
embrague fija unida a caras opuestas de cada uno del primer y el
segundo par de cepillos y al menos una placa (42, 52) libre
intermedia que está montada para la rotación sobre el eje entre las
placas de embrague fijas, y el método incluye hacer rotar la primera
placa (32) fija para engranarse con la al menos una placa (52) libre
intermedia y continuar dicha rotación para engranarse con la placa
(62) fija opuesta sobre el segundo cepillo libre para iniciar la
rotación sincrónica del segundo par de cepillos con el primer par de
cepillos.
5. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye un elemento (56) flexible
alargado que se extiende entre elementos (52, 54) de extremo
opuestos unidos a cada una de las caras opuestas de los cepillos
primero y segundo sobre cada eje y en contacto de bobinado con el
eje (60), y el método incluye hacer rotar el primer par de cepillos
para primero desbobinar el elemento flexible y a continuación
rebobinar el elemento flexible en el sentido opuesto hasta que se
inicia la rotación sincrónica del segundo par de cepillos
libres.
6. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye un elemento expansible
situado de manera rotatoria entre los extremos opuestos de cada uno
de los cepillos primero y segundo, y el método incluye aplicar un
fluido a presión para extender el elemento expansible para
engranarse por rozamiento con el segundo cepillo mientras que el
primer cepillo está rotando y de ese modo iniciar la rotación
sincrónica del segundo par de cepillos con el primer par de
cepillos.
7. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye un conjunto de engranaje
orbital de dos partes, un primer elemento rotatorio cuyo engranaje
está unido a cada uno de los primeros cepillos y un segundo elemento
del cual está unido a cada uno de los segundos cepillos, por lo que
los elementos de engranaje orbital primero y segundo se desengranan
temporalmente cuando el sentido para la rotación del primer cepillo
se invierte y se engranan después de una rotación predeterminada de
los primeros cepillos.
8. Método según la reivindicación 2, en el que
el embrague de retardo rotatorio incluye un conjunto de engranaje de
embrague electromecánico y medios asociados para actuar el engranaje
de los cepillos primero y segundo a intervalos predeterminados
siguiendo una inversión del sentido de rotación del primer par de
cepillos.
9. Método según la reivindicación 1, en el que
el limpiador de piscinas está dotado con un primer motor de
accionamiento conectado operativamente con el primer par de
cepillos, un segundo motor de accionamiento conectado operativamente
con el segundo par de cepillos, un controlador para controlar la
velocidad operativa y el sentido de los motores respectivos en
respuesta a una señal de procesador, y el método comprende además
las etapas de:
e. actuar los motores de accionamiento primero y
segundo simultáneamente para propulsar el limpiador de piscinas en
el primer sentido;
f. detener los motores de accionamiento primero
y segundo y actuar el primer motor para la rotación en el sentido
opuesto a una velocidad de rotación que es superior a la del segundo
motor; y
g. después de un periodo de tiempo
predeterminado, actuar el segundo motor de accionamiento para la
rotación sincrónica con el primer motor de accionamiento.
10. Método según la reivindicación 9, en el que
el segundo motor permanece detenido durante la etapa (f).
11. Método según la reivindicación 1, que
comprende además:
hacer funcionar el limpiador de piscinas según
un programa en el que se propulsa en el primer sentido durante un
primer periodo de tiempo predeterminado y en el segundo sentido
desplazado angularmente durante un segundo periodo de tiempo
predeterminado que es inferior al primer periodo de tiempo, y
repetir este patrón de movimiento
programado.
12. Método según la reivindicación 11, en el que
el limpiador de piscinas recorre aproximadamente la mitad de la
distancia entre las paredes laterales de la piscina durante el
segundo periodo de tiempo.
13. Método según la reivindicación 11, en el que
el patrón de movimiento programado se repite durante un número de
ciclos predeterminado que constituye un ciclo original, después del
cual el limpiador de piscinas se propulsa en el primer sentido
durante un periodo de tiempo extendido que es aproximadamente el
doble del primer periodo de tiempo, después del cual el limpiador de
piscinas se detiene y entonces se repite el ciclo original.
14. Método según la reivindicación 12, en el que
el limpiador de piscinas cambia de un patrón de movimiento en el
sentido de las agujas del reloj a uno contrario a las agujas del
reloj durante el ciclo de tiempo en el que está limpiando el fondo
de la piscina y las paredes laterales.
15. Método según la reivindicación 1, en el que
el al menos un motor de accionamiento es alimentado por una
batería.
16. Método según la reivindicación 1, en el que
el limpiador de piscinas incluye además una corriente de descarga de
bomba que tiene un vector de fuerza que es normal a la superficie
sobre la que el limpiador de piscinas está situado y la bomba se
hace funcionar continuamente durante el ciclo de limpieza.
17. Método según la reivindicación 1, en el que
el limpiador de piscinas incluye además un sensor de orientación de
generación de señales que se activa cuando el limpiador de piscinas
se mueve desde una orientación en general horizontal hasta un ángulo
de aproximadamente 70º o más en cada extremo, y el método
incluye:
propulsar el limpiador de piscinas durante un
periodo de tiempo predeterminado en respuesta a una señal que indica
que el limpiador de piscinas está ascendiendo por una pared
lateral,
terminar el movimiento del limpiador de piscinas
después del periodo de tiempo predeterminado, e
invertir el sentido de movimiento para hacer que
el limpiador de piscinas descienda por la pared a lo largo de una
trayectoria desplazada angularmente respecto a aquella por la que el
limpiador de piscinas ascendió por la pared.
18. Limpiador de piscinas robotizado
autopropulsado que comprende:
a. un alojamiento (102) de limpiador de piscinas
que tiene un primer y un segundo par de cepillos (12, 14) duales
montados coaxialmente en extremos opuestos del alojamiento para la
rotación sobre ejes que son transversales a la dirección de
movimiento, estando montado el primer par de cepillos sobre un lado
y estando montado el segundo par de cepillos sobre el lado opuesto
del limpiador, estando el limpiador (100) de piscinas propulsado por
la rotación de los cepillos;
b. al menos un motor (110) de accionamiento
reversible conectado operativamente para accionar de manera
sincrónica el primer par de cepillos;
estando tal dispositivo de piscinas
caracterizado porque
comprende:
c. un controlador para controlar el sentido de
rotación del al menos un motor de accionamiento y de ese modo el
movimiento direccional del limpiador de piscinas; y
d. un conjunto de embrague (30) de retardo
rotatorio que está situado coaxialmente entre cada par de los
cepillos primero y segundo, por lo que una inversión en el sentido
de rotación del primer par de cepillos conducidos desengrana
temporalmente el embrague del segundo par de cepillos haciendo
pivotar de ese modo el limpiador de piscinas a través de un cambio
angular predeterminado en la dirección antes de iniciar la rotación
sincrónica del segundo par de cepillos, por lo que el limpiador de
piscinas se mueve en un sentido a lo largo de una trayectoria
generalmente recta que se desplaza angularmente de la dirección
antes de la inversión.
19. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el embrague (30) de retardo rotatorio
incluye una placa (32) de embrague unida a cada uno del primer y el
segundo par de cepillos duales en cada extremo del limpiador de
piscinas, y al menos un elemento de engranaje de embrague en cada
conjunto (30) de embrague, por lo que la placa de embrague unida al
primer par de cepillos conducidos puede rotar a través de un número
de grados predeterminado de rotación angular mientras que el segundo
par de cepillos libres permanece estacionario antes del engranaje de
la segunda placa (62) de embrague para iniciar la rotación
sincrónica del segundo par y el primer par de cepillos.
20. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el conjunto (30) de embrague de retardo
rotatorio incluye una placa (32, 62) de embrague fija unida a caras
opuestas del primer y el segundo par de cepillos, y al menos una
placa (42, 52) libre intermedia que está montada para la rotación
sobre el eje entre las placas de embrague fijas, por lo que la placa
(32) de embrague unida al primer par de cepillos conducidos puede
rotar para engranarse con la al menos una placa (52) libre
intermedia y continúa dicha rotación para engranarse con la placa
(62) opuesta sobre el segundo par de cepillos para iniciar la
rotación sincrónica del segundo par de cepillos con el primer par de
cepillos.
21. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el conjunto de embrague de retardo
rotatorio incluye un elemento (56) flexible alargado que se extiende
entre elementos (52, 54) de extremo opuestos unidos a las caras
opuestas de los cepillos sobre cada eje y en contacto de bobinado
con el eje (60), por lo que la inversión del sentido de rotación del
primer par de cepillos desbobina el elemento flexible del eje y a
continuación rebobina el elemento flexible sobre el eje en el
sentido opuesto hasta que se inicia la rotación sincrónica del
segundo par de cepillos.
22. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el embrague de retardo rotatorio
incluye un elemento expansible situado de manera rotatoria entre los
extremos opuestos de cada uno de los cepillos primero y segundo, y
en comunicación con una fuente controlada de un fluido a presión,
por lo que el paso controlado del fluido a presión hacia el elemento
expansible extiende el elemento expansible para engranar por
rozamiento el segundo cepillo mientras que el primer cepillo está
rotando para de ese modo iniciar la rotación sincrónica del segundo
par de cepillos con el primer par de cepillos.
23. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el conjunto de embrague de retardo
rotatorio incluye un conjunto de engranaje orbital de dos partes, un
primer elemento rotatorio cuyo conjunto de engranaje está unido a
cada uno de los primeros cepillos y un segundo elemento del cual
está unido a cada uno de los segundos cepillos, por lo que los
elementos de engranaje orbital primero y segundo se desengranan
temporalmente cuando se invierte el sentido de rotación del primer
cepillo.
24. Limpiador de piscinas según la
reivindicación 18, en el que el conjunto de embrague de retardo
rotatorio comprende un conjunto de engranaje de embrague
electromecánico y medios asociados para actuar el engranaje y el
desengranaje de los cepillos primero y segundo a intervalos
predeterminados en respuesta a señales procedentes de un controlador
programado.
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