ES2346343T3 - Robot autonomo de limpieza de superficies para una limpieza en seco y en mojado. - Google Patents
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- A47L11/4041—Roll shaped surface treating tools
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- A47L11/4066—Propulsion of the whole machine
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- A47L11/4069—Driving or transmission means for the cleaning tools
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- A47L11/408—Means for supplying cleaning or surface treating agents
- A47L11/4083—Liquid supply reservoirs; Preparation of the agents, e.g. mixing devices
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- A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
- A47L11/408—Means for supplying cleaning or surface treating agents
- A47L11/4088—Supply pumps; Spraying devices; Supply conduits
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- A47L5/00—Structural features of suction cleaners
- A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
- A47L5/14—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum cleaning by blowing-off, also combined with suction cleaning
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
- A47L7/0004—Suction cleaners adapted to take up liquids, e.g. wet or dry vacuum cleaners
- A47L7/0023—Recovery tanks
- A47L7/0028—Security means, e.g. float valves or level switches for preventing overflow
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- A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
- A47L7/0004—Suction cleaners adapted to take up liquids, e.g. wet or dry vacuum cleaners
- A47L7/0023—Recovery tanks
- A47L7/0038—Recovery tanks with means for emptying the tanks
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- A47L7/00—Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
- A47L7/0004—Suction cleaners adapted to take up liquids, e.g. wet or dry vacuum cleaners
- A47L7/0042—Gaskets; Sealing means
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
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- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
- A47L9/2826—Parameters or conditions being sensed the condition of the floor
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
- A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
- A47L9/2873—Docking units or charging stations
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
- A47L9/2884—Details of arrangements of batteries or their installation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0002—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture
- B60B33/0005—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture characterised by mounting method
- B60B33/001—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture characterised by mounting method by snapping, clicking or latching in
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0002—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture
- B60B33/0015—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture characterised by adaptations made to castor
- B60B33/0021—Castors in general; Anti-clogging castors assembling to the object, e.g. furniture characterised by adaptations made to castor in the form of a mounting pin
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0028—Construction of wheels; methods of assembling on axle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0036—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by type of wheels
- B60B33/0039—Single wheels
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0047—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the rolling axle
- B60B33/0049—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the rolling axle the rolling axle being horizontal
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/0047—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the rolling axle
- B60B33/0057—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the rolling axle the rolling axle being offset from swivel axis
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/006—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism
- B60B33/0065—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism characterised by details of the swivel axis
- B60B33/0068—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism characterised by details of the swivel axis the swivel axis being vertical
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/006—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism
- B60B33/0065—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism characterised by details of the swivel axis
- B60B33/0073—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by details of the swivel mechanism characterised by details of the swivel axis the swivel axis being symmetrical to wheel or wheels
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
- B60B33/02—Castors in general; Anti-clogging castors with disengageable swivel action, i.e. comprising a swivel locking mechanism
- B60B33/028—Castors in general; Anti-clogging castors with disengageable swivel action, i.e. comprising a swivel locking mechanism being actuated automatically
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
- B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
- B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
- B60R19/483—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds with obstacle sensors of electric or electronic type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4226—Fan casings
- F04D29/4233—Fan casings with volutes extending mainly in axial or radially inward direction
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0225—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving docking at a fixed facility, e.g. base station or loading bay
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0227—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using mechanical sensing means, e.g. for sensing treated area
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/02—Docking stations; Docking operations
- A47L2201/022—Recharging of batteries
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/38—Cationic compounds
- C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/75—Amino oxides
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/01—Mobile robot
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/30—End effector
- Y10S901/40—Vacuum or mangetic
Abstract
Un robot de limpieza autónomo (10), que comprende: un armazón (200) soportado para desplazarse sobre una superficie de limpieza, estando definido el armazón (200) por un eje longitudinal (106) y un eje transversal perpendicular (108); un primer aparato de recogida, acoplado al armazón (200) y configurado para recoger partículas sueltas de la superficie de limpieza a través de un ancho de limpieza (W), estando dispuesto dicho ancho de limpieza (W) generalmente de manera paralela al eje transversal: un aplicador de líquido (704), acoplado al armazón (200) y configurado para aplicar un fluido de limpieza directamente sobre la superficie de limpieza; y en el que la disposición del primer aparato de recogida con respecto al aplicador de líquido (700) hace que el primer aparato de recogida preceda al aplicador de líquido (700) sobre la superficie de limpieza cuando el armazón (200) se desplaza en una dirección de avance, un elemento de fregado (600) configurado para fregar la superficie de limpieza, en el que la disposición del aplicador de líquido (700) con respecto al elemento de fregado (600) hace que el aplicador de líquido (700) preceda al elemento de fregado (600) sobre la superficie de limpieza cuando el armazón (200) se desplaza en la dirección de avance; y un segundo aparato de recogida configurado para recoger líquido residual desde la superficie de limpieza, comprendiendo el líquido residual el fluido de limpieza aplicado por el aplicador de líquido (700) más cualquier contaminante extraído de la superficie de limpieza por el fluido de limpieza, en el que la disposición del elemento de fregado (600) con respecto al segundo aparato de limpieza hace que el elemento de fregado (600) preceda al segundo aparato de recogida sobre la superficie de limpieza a medida que el armazón (200) se desplaza en la dirección de avance; y donde el robot de limpieza (100) comprende además: bien A) un primer recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y dispuesto para recibir en el mismo las partículas sueltas; y un segundo recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y dispuesto para recibir en el mismo el líquido residual o bien B) un recipiente combinado de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y configurado para recibir en el mismo las partículas sueltas desde el primer aparato de recogida y para recibir el líquido residual desde el segundo aparato de recogida.
Description
Robot autónomo de limpieza de superficies para
una limpieza en seco y en mojado.
La presente invención se refiere a dispositivos
de limpieza y, más en particular, a un robot autónomo de limpieza
de superficies.
En la técnica se conocen dispositivos robóticos
autónomos de limpieza de suelos que tienen un precio para el
usuario final lo suficientemente bajo como para introducirse en el
mercado doméstico de limpieza de suelos. Por ejemplo, la patente
estadounidense número 6.883.201 a nombre de Jones y col. titulada
Autonomous Floor Cleaning Robot, desvela un robot autónomo.
El robot desvelado en este documento incluye un armazón, un
subsistema de alimentación por batería, un subsistema de
accionamiento motriz operativo para impulsar el robot autónomo de
limpieza de suelos sobre una superficie de suelo para operaciones de
limpieza, un subsistema de control y gobierno operativo para
controlar las operaciones de limpieza y el subsistema motriz, un
ensamblado de cepillo giratorio para barrer o recoger partículas
sueltas de la superficie, un subsistema de vacío para aspirar o
recoger partículas sueltas sobre la superficie y un receptáculo de
residuos extraíble para recoger las partículas y almacenar las
partículas sueltas en el robot durante el funcionamiento. Modelos
similares al dispositivo desvelado en la patente 6.883.201 se
distribuyen comercialmente por IROBOT CORPORATION bajo los nombres
comerciales de ROOMBA RED y ROOMBA DISCOVERY. Estos dispositivos
pueden hacerse funcionar para limpiar superficies de suelo duras,
por ejemplo suelos no alfombrados, así como suelos alfombrados, y
para moverse libremente desde un tipo de superficie a otro tipo sin
vigilarse y sin interrumpir el proceso de limpieza.
En particular, la patente 6.883.201 describe
una primera zona de limpieza configurada para recoger partículas
sueltas en un receptáculo. La primera zona de limpieza incluye un
par de cepillos de rotación inversa que hacen contacto con la
superficie que va a limpiarse. Los cepillos de rotación inversa
están configurados con cerdas de cepillo que se mueven a una
velocidad angular con respecto a la superficie del suelo a medida
que el robot se desplaza sobre la superficie en una dirección de
desplazamiento hacia delante. El movimiento angular de las cerdas
de cepillo con respecto a la superficie del suelo tiende a sacudir
las partículas sueltas dispuestas sobre la superficie hacia el
interior del receptáculo que está dispuesto para recibir las
partículas sacudidas.
La patente 6.883.201 describe además una segunda
zona de limpieza configurada para recoger partículas sueltas en el
receptáculo y situada detrás de la primera zona de limpieza de
manera que la segunda zona de limpieza lleva a cabo una segunda
limpieza de la superficie a medida que el robot se desplaza sobre la
superficie en la dirección de avance. La segunda zona de limpieza
incluye un dispositivo de vacío configurado para aspirar cualquier
partícula restante y depositarla en el receptáculo.
En otros ejemplos, dispositivos autónomos de
limpieza de uso doméstico se desvelan en la patente estadounidense
número 6.748.297 y en la publicación de solicitud de patente
estadounidense número 2003/0192144, ambas a nombre de Song y col. y
ambas asignadas a Samsung Gwangu Electronics Co.
En estos ejemplos, los robots de limpieza
autónomos están configurados con elementos de limpieza similares
que utilizan cepillos giratorios y un dispositivo de vacío para
sacudir y aspirar partículas sueltas y depositarlas en un
receptáculo.
Aunque cada uno de los ejemplos anteriores
proporciona robots autónomos asequibles de limpieza de suelos para
recoger partículas sueltas, hasta la fecha no hay constancia de un
robot autónomo asequible de limpieza de suelos que aplique un
fluido de limpieza sobre el suelo para limpiar en mojado suelos en
el hogar. En la técnica existe la necesidad de un dispositivo de
este tipo y esa necesidad es tratada por la presente invención,
cuyas diversas funciones, características y beneficios se describen
en este documento en mayor detalle.
La limpieza en mojado de suelos en el hogar se
ha realizado durante mucho tiempo de manera manual utilizando una
bayeta o una esponja húmedas acopladas al extremo de un asidero. La
bayeta o la esponja se introducen en un recipiente lleno con un
líquido de limpieza para absorber una cantidad del fluido de
limpieza en la bayeta o en la esponja, y después se pasan sobre la
superficie para aplicar el fluido de limpieza sobre la superficie.
El fluido de limpieza interactúa con contaminantes de la superficie
y puede disolver o emulsionar de otro modo los contaminantes en el
fluido de limpieza. Por lo tanto, el fluido de limpieza se
transforma en un líquido residual que incluye el fluido de limpieza
y contaminantes mantenidos en suspensión dentro del fluido de
limpieza. Después, la esponja o la bayeta se utilizan para absorber
el líquido residual de la superficie. Aunque el agua limpia es en
cierto modo eficaz para su utilización como un fluido de limpieza
aplicado a los suelos, la mayor parte de la limpieza se realiza con
un fluido de limpieza que es una mezcla de agua limpia y jabón o
detergente que reacciona con los contaminantes para emulsionar los
contaminantes en el agua. Además, se conoce el limpiar superficies
de suelo con agua y detergente mezclados con otros agentes tales
como un disolvente, una fragancia, un desinfectante, un agente de
secado, partículas abrasivas, etc., para aumentar la eficacia del
proceso de limpieza.
La esponja o la bayeta también pueden utilizarse
como un elemento de fregado para fregar la superficie de suelo, y
especialmente en zonas donde los contaminantes son particularmente
difíciles de quitar del suelo. La acción de fregado sirve para
agitar el fluido de limpieza para mezclarlo con contaminantes así
como para aplicar una fuerza de fricción para separar los
contaminantes de la superficie del suelo. La agitación mejora la
acción de disolución y de emulsión del fluido de limpieza y la
fuerza de fricción ayuda a romper la adherencia entre la superficie
y los contaminantes.
Un problema con los procedimientos manuales de
limpieza de suelos de la técnica anterior es que después de limpiar
una zona de la superficie del suelo, debe enjuagarse el líquido
residual de la bayeta o de la esponja, y esto se realiza
normalmente volviendo a introducir la bayeta o la esponja en el
recipiente lleno de fluido de limpieza. La etapa de enjuague
contamina el fluido de limpieza con líquido residual y el fluido de
limpieza se contamina más cada vez que se enjuaga la bayeta o la
esponja. Como resultado, la eficacia del fluido de limpieza se
deteriora a medida que se limpia más área de superficie de
suelo.
Aunque el procedimiento manual tradicional es
eficaz para la limpieza de suelos, es una labor lenta y que
requiere esfuerzo. Además, su eficacia de limpieza disminuye a
medida que se contamina el fluido de limpieza. Existe una necesidad
en la técnica de un procedimiento mejorado para limpiar en mojado
una superficie de suelo que proporcione un dispositivo asequible de
limpieza en mojado de suelos para automatizar la limpieza en mojado
de suelos en el hogar.
En muchos edificios de grandes dimensiones,
tales como hospitales, grandes tiendas de venta al por menor,
cafeterías, etc., existe la necesidad de limpiar en mojado los
suelos todos los días o todas las noches, y este problema se ha
tratado mediante el desarrollo de "robots" industriales de
limpieza de suelos que pueden limpiar suelos en mojado. Un ejemplo
de un dispositivo industrial de limpieza en mojado de suelos se
desvela en la patente estadounidense número 5.279.672 a nombre de
Betker y col. y asignada a Windsor Industries Inc. Betker y col.
desvelan un dispositivo autónomo de limpieza de suelos que presenta
un ensamblado de accionamiento que proporciona una fuerza motriz
para mover de manera autónoma el dispositivo de limpieza en mojado a
lo largo de una trayectoria de limpieza.
El uso de la palabra "robot" o
"autónomo" para describir el dispositivo de Betker y col. no
significa necesariamente "sin vigilarse" o completamente
autónomo (tales dispositivos se vigilan por un operador por muchos
motivos). Un motivo de que tales dispositivos se vigilen por un
operador es que pesan cientos de libras y pueden provocar daños
importantes en caso de fallo de un sensor o de una variable de
control no prevista. Un motivo más importante es que los
dispositivos propuestos por Betker y col. no están configurados
físicamente para salir de o moverse entre obstáculos y áreas
cerradas, ni tampoco pueden programarse para salir de o moverse
entre obstáculos y áreas cerradas. Por ejemplo, el fregador
desvelado por Betker y col. se encontrará a menudo en la situación
en la que no tiene el suficiente espacio lateral para girar según el
radio controlado necesario y moverse alrededor de un obstáculo, y
en tal caso "avisa al operador de que la situación requiere
asistencia", tal y como desvelan de manera expresa Betker y col.
El dispositivo de Betker y col. es en algunos casos semiautónomo
pero, a pesar de su avanzado complemento de detección, no afronta
los principios fundamentales de un funcionamiento autónomo,
incluyendo una configuración física y una respuesta flexible a su
entorno. Posiblemente, el dispositivo de Betker y col. limpiará
solamente durante algunos minutos antes de quedar atrapado y
necesitar la intervención de un operador.
El dispositivo de Betker y col. proporciona un
dispensador de fluido de limpieza para dispensar fluido de limpieza
sobre el suelo, cepillos de fregado giratorios en contacto con la
superficie del suelo para fregar el suelo con el fluido de limpieza
y un sistema de recuperación de líquido residual que comprende una
rasqueta y un sistema de vacío para recuperar el líquido residual
de la superficie del suelo. Aunque el dispositivo desvelado por
Betker y col. puede utilizarse para limpiar en mojado de manera
autónoma grandes áreas de suelo, no es adecuado para el mercado
doméstico y, además, carece de muchas características, capacidades y
funcionalidades de la presente invención descritas adicionalmente
en este documento. En particular, el dispositivo autónomo
industrial de limpieza desvelado por Betker y col. es demasiado
grande, costoso y complejo para su utilización en el hogar y
consume demasiada energía eléctrica para proporcionar una solución
práctica para el mercado doméstico de limpieza en mojado de suelos.
Un inconveniente fundamental del dispositivo de Betker es que parece
que no es capaz físicamente ni puede programarse de manera flexible
para responder a un entorno complejo y, por lo tanto, está diseñado
para "rescatarse" frecuentemente por su operador de control.
Otro inconveniente es que sus técnicas de limpieza pueden no ser
eficaces en un robot que pueda transportarse o moverse manualmente
por una persona, por ejemplo, con un peso inferior a 20 kg.
Recientemente, mejoras en la limpieza en mojado
manual convencional de suelos en el hogar se han desvelado en la
patente estadounidense número 5.968.281 a nombre de Wright y col. y
asignada a Royal Appliance Mfg., titulada Method for Mopping and
Drying a Floor. En este documento se desvela un sistema de
limpieza en mojado de bajo coste para su utilización manual en el
mercado doméstico. El sistema de limpieza en mojado desvelado por
Wright y col. comprende un dispositivo de limpieza de suelos manual
que presenta un asidero con un recipiente de suministro de fluido
de limpieza soportado en el asidero. El dispositivo incluye una
boquilla de dispensación de fluido de limpieza soportada en el
asidero para rociar fluido de limpieza sobre el suelo y una esponja
de fregado de suelo acoplada al extremo del asidero para hacer
contacto con el suelo. El dispositivo también incluye un
dispositivo mecánico para extraer el líquido residual de la esponja
de fregado. Una rasqueta y un dispositivo de aspiración asociado
están soportados en el extremo del asidero y se utilizan para
recoger líquido residual de la superficie del suelo y para depositar
el líquido residual en un recipiente de líquido residual, soportado
en el asidero separado del depósito de disolución de limpieza. El
dispositivo incluye además una fuente de alimentación por batería
para activar el dispositivo de aspiración. Aunque Wright y col.
describen un dispositivo de limpieza en mojado independiente así
como un procedimiento mejorado de limpieza en mojado que separa el
líquido residual del líquido de limpieza, el dispositivo se maneja
de manera manual y parece que carece de funcionalidad robótica
(accionamiento por motor, control autónomo, etc.) y de otros
beneficios y características identificados en la presente
invención.
El documento US 4.782.550 desvela
un robot de limpieza autónomo que comprende:
- un armazón soportado para el desplazamiento sobre una superficie de limpieza, estando definido el armazón por un eje longitudinal y un eje transversal perpendicular,
- un aplicador de líquido, acoplado al armazón y configurado para aplicar un fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza,
- un elemento de fregado configurado para fregar la superficie de limpieza,
- un aparato de recogida configurado para recoger líquido residual de la superficie de limpieza, comprendiendo el líquido residual el fluido de limpieza aplicado por el aplicador de líquido más cualquier contaminante extraído de la superficie de limpieza mediante el fluido de limpieza, en el que la disposición del elemento de fregado con respecto al aparato de recogida hace que el elemento de fregado preceda al aparato de recogida sobre la superficie de limpieza a medida que el armazón se desplaza en la dirección de avance. Este aparato conocido incluye además un recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón y dispuesto para recibir en el mismo líquido residual.
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La presente invención resuelve los problemas
mencionados en la técnica anterior proporcionando, entre otras
cosas, un robot autónomo de bajo coste de limpieza en mojado de
suelos y asequible para uso doméstico. Los problemas de la técnica
anterior son tratados por la presente invención, la cual proporciona
un robot de limpieza autónomo según la reivindicación 1. El robot
de limpieza autónomo puede comprender un sistema de accionamiento
de transporte configurado para desplazar de manera autónoma
elementos de limpieza sobre una superficie de limpieza. El robot
puede apoyarse sobre la superficie de limpieza mediante ruedas en
contacto rodante con la superficie de limpieza y el robot puede
incluir controles y elementos de accionamiento configurados para
controlar que el robot atraviese generalmente la superficie de
limpieza en una dirección de avance definida por un eje
longitudinal.
En particular, el robot de limpieza puede
incluir dos zonas de limpieza distintas, estando configurada una
primera zona de limpieza para recoger las partículas sueltas de la
superficie y estando configurada una segunda zona de limpieza para
aplicar un fluido de limpieza sobre la superficie, fregar la
superficie y después recoger un líquido residual de la superficie.
El robot de limpieza también puede incluir al menos dos recipientes
o compartimentos, contenidos en el mismo, para almacenar fluido de
limpieza y materiales residuales. En determinadas realizaciones, un
compartimento está colocado, al menos de manera parcial,
directamente encima (con respecto a la gravedad) del otro, de
manera que los movimientos de fluido desde un compartimento a otro
no desplacen significativamente el centro de gravedad del
robot.
El armazón del robot puede contener una primera
zona de limpieza A que comprende elementos de limpieza dispuestos
para recoger partículas sueltas de la superficie de limpieza a
través de un ancho de limpieza. Los elementos de limpieza de la
primera zona de limpieza pueden utilizar un orificio de chorro
dispuesto en un borde transversal del robot y configurado para
expulsar un chorro de aire a través de un ancho de limpieza del
robot hacia el borde transversal opuesto. Un orificio de entrada
por vacío puede estar dispuesto en el robot de manera opuesta al
orificio de chorro para aspirar partículas sueltas sopladas a través
del ancho de limpieza mediante el orificio de chorro. Los elementos
de limpieza de la primera zona de limpieza pueden aspirar partículas
sueltas, utilizar cepillos para barrer las partículas sueltas hacia
el interior del receptáculo o extraer de otro modo las partículas
sueltas de la superficie.
El armazón del robot también puede contener una
segunda zona de limpieza B que comprende elementos de limpieza
dispuestos para aplicar un fluido de limpieza sobre la superficie.
La segunda zona de limpieza también puede incluir elementos de
limpieza configurados para recoger el fluido de limpieza de la
superficie después de que se haya utilizado para limpiar la
superficie y también puede incluir elementos para fregar la
superficie de limpieza y para embadurnar el fluido de limpieza de
una manera más uniforme sobre la superficie de limpieza.
El robot puede incluir un susbsistema de
accionamiento motriz controlado por un módulo de control maestro y
alimentado por un módulo de alimentación independiente para llevar a
cabo un movimiento autónomo sobre la superficie de limpieza.
En una realización del aspecto anterior, el
robot de limpieza autónomo también incluye un elemento embadurnador
acoplado al armazón y configurado para embadurnar el fluido de
limpieza aplicado sobre la superficie de limpieza para embadurnar
de manera más uniforme el fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza; en el que la disposición del aplicador de líquido con
respecto al elemento embadurnador (o cepillo esparcidor) hace que
el aplicador de líquido preceda al elemento embadurnador sobre la
superficie de limpieza cuando el armazón se desplaza en una
dirección de avance. En otra realización, el robot incluye un
elemento de fregado configurado para fregar la superficie de
limpieza; en el que la disposición del aplicador de líquido con
respecto al elemento de fregado hace que el aplicador de líquido
preceda al elemento de fregado sobre la superficie de limpieza
cuando el armazón se desplaza en la dirección de avance.
El robot incluye un primer recipiente,
compartimento o tanque de almacenamiento de residuos acoplado al
armazón y dispuesto para recibir en el mismo las partículas
sueltas, y un segundo recipiente de almacenamiento de residuos
acoplado al armazón y dispuesto para recibir en el mismo el líquido
residual. Algunas realizaciones del robot autónomo del aspecto
anterior incluyen un recipiente de almacenamiento de fluido de
limpieza acoplado al armazón y configurado para almacenar en el
mismo una cantidad del fluido de limpieza y para suministrar el
fluido de limpieza al aplicador de líquido. En algunas
realizaciones, el fluido de limpieza comprende agua y/o agua
mezclada con uno cualquiera de entre jabón, disolvente, fragancia,
desinfectante, emulsionante, agente de secado y partículas
abrasivas. En algunas realizaciones, el primer y el segundo
recipiente de residuos están configurados para poder extraerse del
armazón por un usuario y vaciarse por el usuario, y/o dicho
recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza está configurado
para poder extraerse del armazón por un usuario y llenarse por el
usuario. La invención también contempla un recipiente, compartimento
o tanque combinado de almacenamiento de residuos acoplado al
armazón y configurado para recibir las partículas sueltas desde el
primer aparato de recogida y para recibir en el mismo el líquido
residual desde el segundo aparato de recogida. En otras
realizaciones, el recipiente de almacenamiento de residuos está
configurado para poder extraerse del armazón por un usuario y
vaciarse por el usuario. Otras realizaciones adicionales incluyen un
recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza, acoplado al
armazón y configurado para almacenar en el mismo una cantidad del
fluido de limpieza y para suministrar el fluido de limpieza al
aplicador de líquido y, en algunos casos, dicho recipiente de
almacenamiento de fluido de limpieza está configurado para poder
extraerse del armazón y llenarse por el usuario.
En algunas realizaciones del aspecto anterior,
el robot de limpieza autónomo incluye además un recipiente
integrado de almacenamiento de líquido, acoplado al armazón, y
formado con dos partes de recipiente distintas, compartimentos,
contenedor(es) o tanques, que comprende: una parte de
recipiente de almacenamiento de residuos configurada para recibir
en la misma las partículas sueltas desde el primer aparato de
recogida y el líquido residual del segundo aparato de recogida; y
una parte de recipiente, compartimento, contenedor o tanque de
almacenamiento de fluido de limpieza configurada para almacenar en
la misma una cantidad del fluido de limpieza y para suministrar el
fluido de limpieza al aplicador de líquido. En otras realizaciones,
el robot de limpieza autónomo del aspecto anterior incluye el
recipiente integrado de almacenamiento de líquido configurado para
poder extraerse del armazón por un usuario y para que el recipiente
de almacenamiento de fluido de limpieza se llene por y para que el
recipiente de almacenamiento de residuos se vacíe por el usuario. En
algunas realizaciones del aspecto anterior, el robot incluye un
segundo aparato de recogida configurado para recoger líquido
residual de la superficie de limpieza, comprendiendo el líquido
residual el fluido de limpieza aplicado por el aplicador de líquido
más cualquier contaminante extraído de la superficie de limpieza
mediante el fluido de limpieza; y en el que la disposición del
aplicador de líquido con respecto al segundo aparato de recogida
hace que el aplicador de líquido preceda al segundo aparato de
recogida sobre la superficie de limpieza a medida que el armazón se
desplaza en la dirección de avance. Determinadas realizaciones del
aspecto anterior incluyen un elemento embadurnador o cepillo
esparcidor acoplado al armazón y configurado para embadurnar el
fluido de limpieza aplicado sobre la superficie de limpieza para
embadurnar de manera más uniforme el fluido de limpieza sobre la
superficie de limpieza; y en el que la disposición del aplicador de
líquido con respecto al elemento embadurnador hace que el aplicador
de líquido preceda al elemento embadurnador o cepillo esparcidor
sobre la superficie de limpieza cuando el armazón se desplaza en
una dirección de avance.
En algunas realizaciones, el robot incluye un
recipiente, compartimento o tanque de almacenamiento de residuos
acoplado al armazón y configurado para recibir en el mismo las
partículas sueltas desde el primer aparato de recogida y para
recibir el líquido residual desde el segundo aparato de recogida y,
en determinados casos, el recipiente de almacenamiento de residuos
está configurado para poder extraerse del armazón por un usuario y
vaciarse por el usuario. Algunas realizaciones del robot incluyen un
recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza, acoplado al
armazón y configurado para almacenar en el mismo una cantidad del
fluido de limpieza y para suministrar el fluido de limpieza al
aplicador de líquido y, en algunos casos, dicho recipiente de
almacenamiento de fluido de limpieza está configurado para poder
extraerse del armazón por un usuario y llenarse por el usuario. En
otras realizaciones, el robot del aspecto anterior incluye un
recipiente o tanque integrado de almacenamiento de líquido,
acoplado al armazón, y formado con dos partes de recipiente
distintas, que comprende: una parte de recipiente de almacenamiento
de residuos configurada para recibir en la misma las partículas
sueltas desde el primer aparato de recogida y para recibir el
líquido residual desde el segundo aparato de recogida; y un
recipiente, compartimento, contenedor o tanque de almacenamiento de
fluido de limpieza configurado para almacenar en el mismo una
cantidad del fluido de limpieza y para suministrar el fluido de
limpieza al aplicador de líquido. En determinadas realizaciones,
dicho recipiente o tanque integrado de almacenamiento de líquido
está configurado para poder extraerse del armazón por un usuario y
para que el recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza se
llene por y para que el recipiente o tanque de almacenamiento de
residuos se vacíe por el usuario.
Algunas realizaciones del aspecto anterior
incluyen un subsistema de accionamiento motriz acoplado al armazón
para desplazar el armazón sobre la superficie de limpieza; un módulo
de alimentación acoplado al armazón para suministrar energía
eléctrica a cada uno de una pluralidad de subsistemas de consumo de
energía acoplados al armazón; y un módulo de control maestro
acoplado al armazón para controlar el módulo de accionamiento
motriz, el primer aparato de recogida y el aplicador de líquido,
para desplazar de manera autónoma el robot sobre la superficie de
limpieza y para limpiar de manera autónoma la superficie de
limpieza. Algunas realizaciones también pueden incluir un módulo de
sensor configurado para detectar condiciones externas al robot y
para detectar condiciones internas al robot y para generar señales
de sensor eléctricas en respuesta a la detección de dichas
condiciones; una línea de señal para comunicar las señales de sensor
eléctricas al módulo de control maestro; y un controlador
incorporado dentro del módulo de control maestro para implementar
modos de funcionamiento predefinidos del robot en respuesta a
dichas condiciones.
Algunas realizaciones incluyen un módulo de
control de usuario configurado para recibir un comando de entrada
de un usuario y para generar una señal de entrada eléctrica en
respuesta al comando de entrada; una línea de señal para comunicar
la señal de entrada eléctrica al módulo de control maestro; y un
controlador incorporado dentro del módulo de control maestro para
implementar modos de funcionamiento predefinidos del robot en
respuesta al comando de entrada. En determinadas realizaciones, el
robot de limpieza autónomo incluye un módulo de interfaz acoplado
al armazón y configurado para proporcionar una interfaz entre un
elemento externo al robot y al menos un elemento acoplado al
armazón. En algunas realizaciones, el elemento externo al robot
comprende uno de entre un dispositivo de carga de batería y un
procesador de datos. Algunas realizaciones incluyen un módulo de
interfaz acoplado al armazón y configurado para proporcionar una
interfaz entre un elemento externo al robot y al menos un elemento
acoplado al armazón. En algunas realizaciones, el elemento externo
al robot comprende uno de entre un dispositivo de carga de batería,
un procesador de datos, un dispositivo para llenar de manera
autónoma el recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza con
fluido de limpieza, y un dispositivo para vaciar de manera autónoma
el recipiente de líquido residual.
Determinadas realizaciones de robots del aspecto
anterior incluyen un orificio de chorro de aire, acoplado al
armazón, dispuesto en un primer borde del ancho de limpieza y
configurado para expulsar un chorro de aire a través del ancho de
limpieza cerca de la superficie de limpieza para hacer de ese modo
que las partículas sueltas sobre la superficie de limpieza se
alejen del primer borde en una dirección generalmente paralela al
eje transversal; un orificio de entrada de aire, acoplado al armazón
y dispuesto en un segundo borde del ancho de limpieza, opuesto al
primer borde y próximo a la superficie de limpieza para aspirar las
partículas sueltas; un recipiente de almacenamiento de residuos
configurado para recibir las partículas sueltas desde el orificio
de entrada de aire; y un ensamblado de ventilador configurado para
generar una presión negativa dentro del recipiente, compartimento o
tanque de almacenamiento de residuos. En algunas realizaciones, el
ensamblado de ventilador está configurado además para generar una
presión de aire positiva en el orificio de chorro de aire.
En otras realizaciones, el segundo aparato de
recogida incluye una rasqueta acoplada al armazón y formada con un
resalte longitudinal dispuesto cerca de la superficie de limpieza y
que se extiende a través del ancho de limpieza para proporcionar un
volumen de recogida de líquido en un borde delantero del resalte,
recogiendo dicho resalte longitudinal líquido residual dentro del
volumen de recogida de líquido a medida que el armazón se desplaza
en la dirección de avance; una cámara de vacío formada parcialmente
por la rasqueta dispuesta cerca del resalte longitudinal y que se
extiende a través del ancho de limpieza; una pluralidad de orificios
de aspiración que pasan a través de la rasqueta para proporcionar
una pluralidad de pasos de fluido para conectar de manera fluida el
volumen de recogida de líquido y la cámara de vacío; y un vacío para
generar una presión de aire negativa dentro de la cámara de vacío
para introducir en la cámara de vacío el líquido residual recogido
dentro del volumen de recogida de líquido. Algunas realizaciones
adicionales incluyen además un recipiente de almacenamiento de
residuos configurado para recibir el líquido residual desde la
cámara de vacío, al menos un conducto de fluido que conecta de
manera fluida la cámara de vacío y el recipiente, compartimento o
tanque de almacenamiento de residuos; y un ensamblado de ventilador
configurado para generar una presión de aire negativa dentro del
recipiente de almacenamiento de residuos y de la cámara de vacío
para aspirar de ese modo líquido residual de la superficie de
limpieza y depositar el líquido residual en el recipiente de
almacenamiento de residuos. Otras realizaciones del segundo aparato
de recogida incorporan una rasqueta acoplada al armazón y formada
con un resalte longitudinal dispuesto cerca de la superficie de
limpieza y que se extiende a través del ancho de limpieza para
proporcionar un volumen de recogida de líquido en un borde delantero
del resalte, recogiendo dicho resalte longitudinal líquido residual
dentro del volumen de recogida de líquido a medida que el armazón
se desplaza en la dirección de avance; una cámara de vacío formada
parcialmente por la rasqueta dispuesta cerca del resalte
longitudinal y que se extiende a través del ancho de limpieza; una
pluralidad de orificios de aspiración que pasan a través de la
rasqueta para proporcionar una pluralidad de pasos de fluido para
conectar de manera fluida el volumen de recogida de líquido y la
cámara de vacío; y un vacío para generar una presión de aire
negativa dentro de la cámara de vacío para introducir en la cámara
de vacío líquido residual recogido dentro del volumen de recogida
de líquido.
Otras realizaciones adicionales del aspecto
anterior incluyen un tanque (o compartimento) de almacenamiento de
residuos configurado para recibir el líquido residual desde la
cámara de vacío, al menos un conducto de fluido que conecta de
manera fluida la cámara de vacío y el recipiente o tanque de
almacenamiento de residuos; y un ensamblado de ventilador
configurado para generar una presión de aire negativa dentro del
recipiente de almacenamiento de residuos y de la cámara de vacío
para aspirar de ese modo líquido residual de la superficie de
limpieza y depositar el líquido residual en el recipiente o tanque
de almacenamiento de residuos. En algunas realizaciones, el
ensamblado de ventilador está configurado para generar una presión
de aire positiva en el orificio de chorro de aire.
El armazón puede apoyarse en un contacto rodante
sobre la superficie de limpieza para desplazar el armazón en una
dirección de avance definida por el eje longitudinal, comprendiendo
la primera zona de limpieza elementos de limpieza acoplados al
armazón y dispuestos para recoger partículas sueltas de la
superficie de limpieza a través de un ancho de limpieza, estando
dispuesto el ancho de limpieza generalmente de manera perpendicular
al eje longitudinal; comprendiendo la segunda zona de limpieza
elementos de limpieza acoplados al armazón y dispuestos para
aplicar un fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza y para
recoger un líquido residual de la superficie de limpieza a través
del ancho de limpieza, comprendiendo dicho líquido residual el
fluido de limpieza más cualquier contaminante extraído de la
superficie de limpieza mediante el fluido de limpieza; y un
susbsistema de accionamiento motriz controlado por un módulo de
control maestro y accionado por un módulo de alimentación, estando
interconectados eléctricamente el subsistema de accionamiento
motriz, el módulo de control maestro y el módulo de alimentación, y
acoplados al armazón configurado para desplazar de manera autónoma
el robot sobre la superficie de limpieza y para limpiar la
superficie de limpieza. En algunas realizaciones, el robot está
configurado con una sección transversal circular que presenta un eje
central vertical y en el que dicho eje longitudinal, dicho eje
transversal y dicho eje vertical son perpendiculares entre sí y en
el que el subsistema de accionamiento motriz está configurado para
hacer girar el robot alrededor del eje vertical central para
cambiar la orientación de la dirección de desplazamiento
hacia
delante.
delante.
El primer aparato de recogida puede incluir un
orificio de chorro de aire configurado para expulsar un chorro de
aire a través del ancho de limpieza; un orificio de entrada de aire
configurado para introducir en el mismo aire y partículas sueltas;
en el que el orificio de chorro de aire y el orificio de entrada de
aire están dispuestos en extremos opuestos del ancho de limpieza
con el orificio de chorro de aire expulsando el chorro de aire
generalmente de manera paralela a la superficie y generalmente
dirigido hacia al orificio de entrada de aire. En una realización,
el primer aparato de recogida incluye además un canal formado con un
borde delantero y un borde trasero generalmente opuestos, que se
extienden generalmente de manera paralela al eje transversal a
través del ancho de limpieza, y un borde izquierdo y un borde
derecho generalmente opuestos, que se extienden generalmente de
manera ortogonal a dicho borde delantero y dicho borde trasero; en
el que el orificio de chorro de aire está dispuesto en uno de
dichos bordes izquierdo y derecho y el orificio de entrada de aire
está dispuesto en el otro de dichos bordes izquierdo y derecho. En
otras realizaciones, el aparato de limpieza de superficie incluye
además una primera paleta amoldable de guiado de flujo de aire o
raspadora dispuesta a través del ancho de limpieza y acoplada de
manera fija a una superficie inferior del armazón cerca de dicho
borde trasero y que se extiende desde dicha superficie inferior
hasta la superficie para guiar el chorro de aire y las partículas
sueltas a través del ancho de limpieza.
En otras realizaciones, el robot de limpieza
incluye además una segunda paleta amoldable de guiado de flujo de
aire o raspadora acoplada de manera fija a dicha superficie inferior
y que se extiende desde dicha superficie inferior hasta la
superficie para guiar el chorro de aire y las partículas sueltas
hacia el interior del orificio de entrada de aire. En otras
realizaciones adicionales, el aparato incluye un motor de ventilador
giratorio que presenta un alojamiento fijo y un árbol giratorio que
se extiende desde el mismo; un impulsor de ventilador configurado
para mover aire cuando gira alrededor de un eje de rotación, estando
acoplado de manera fija dicho impulsor de ventilador al árbol
giratorio para la rotación alrededor del eje de rotación mediante el
motor de ventilador; un alojamiento para alojar el impulsor de
ventilador en una cavidad hueca formada en el mismo y para soportar
de manera fija el alojamiento fijo de motor en el mismo, estando
configurado además el alojamiento con un orificio de entrada de
aire a través del cual se introduce aire en la cavidad y un orificio
de salida de aire a través del cual se expulsa aire fuera de la
cavidad cuando gira el impulsor; y un primer conducto de fluido
conectado de manera fluida entre el orificio de entrada de aire de
ventilador y el orificio de entrada de aire de dicho primer aparato
de recogida; en el que cada uno de los elementos está acoplado al
armazón. En algunas realizaciones, el aparato incluye un recipiente
de almacenamiento de residuos acoplado al armazón e interpuesto de
manera fluida dentro de dicho primer conducto de fluido entre el
orificio de entrada de aire de ventilador y el orificio de entrada
de aire. En algunas realizaciones, el recipiente de almacenamiento
residual está configurado para poder extraerse del armazón por un
usuario y vaciarse por el usuario.
Otras realizaciones adicionales incluyen un
elemento de filtro de aire interpuesto dentro de dicho primer
conducto de fluido entre el recipiente de almacenamiento de residuos
y el orificio de entrada de aire de ventilador para filtrar
contaminantes sueltos del aire que está introduciéndose a través del
orificio de entrada de aire de ventilador, y también puede incluir
un segundo conducto de fluido conectado de manera fluida entre el
orificio de salida de ventilador y el orificio de chorro de aire de
dicho primer aparato de recogida. En otras realizaciones, el robot
de limpieza incluye además un segundo aparato de recogida acoplado
al armazón y dispuesto detrás del primer aparato de recogida para
recoger líquido de la superficie sobre el ancho de limpieza. En
algunas realizaciones, la segunda zona de recogida incluye una
rasqueta acoplada de manera fija al armazón detrás del primer
aparato de recogida y que se extiende desde una superficie inferior
del armazón hasta la superficie a través del ancho de limpieza para
recoger líquido en un volumen de recogida de líquido formado entre
la rasqueta y la superficie, formando además la rasqueta una cámara
de vacío y proporcionando una pluralidad de orificios de aspiración
dispuestos a través del ancho de limpieza y que conectan de manera
fluida la cámara de vacío y el volumen de recogida de líquido; y un
vacío para generar una presión de aire negativa dentro de la cámara
de vacío para introducir de ese modo líquido dentro de la cámara de
vacío a través de la pluralidad de orificios de aspiración
conectados de manera fluida con el volumen de recogida.
Otras realizaciones incluyen un motor de
ventilador giratorio que presenta un alojamiento fijo y un árbol
giratorio que se extiende sobre el mismo; un impulsor de ventilador
configurado para mover aire cuando gira alrededor de un eje de
rotación, estando acoplado de manera fija dicho impulsor de
ventilador al árbol giratorio para la rotación alrededor del eje de
rotación mediante el motor de ventilador; un alojamiento para alojar
el impulsor de ventilador en una cavidad hueca formada en el mismo
y para soportar de manera fija el alojamiento fijo de motor en el
mismo, estando configurado además el alojamiento con un orificio de
entrada de aire a través del cual se introduce aire en la cavidad,
y un orificio de salida de aire a través del cual se expulsa aire
fuera de la cavidad cuando gira el impulsor; un primer conducto de
fluido conectado de manera fluida entre el orificio de entrada de
aire de ventilador y el orificio de entrada de aire de dicho primer
aparato de recogida; y un tercer conducto de fluido conectado de
manera fluida entre el orificio de entrada de aire de ventilador y
la cámara de vacío; donde estos elementos está acoplados al armazón.
El robot de limpieza también puede incluir un segundo conducto de
fluido conectado de manera fluida entre el orificio de salida de
ventilador y el orificio de chorro de aire de dicho primer aparato
de recogida, y/o un recipiente o tanque de almacenamiento de
residuos acoplado al armazón y configurado para almacenar el líquido
recogido de la superficie. Otras realizaciones adicionales utilizan
un recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón y
configurado para almacenar el líquido recogido de la superficie,
estando interpuesto de manera fluida dicho recipiente o tanque de
almacenamiento de residuos dentro de dicho tercer conducto de
fluido. En algunas realizaciones, el aparato de limpieza incluye un
recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón y
configurado para almacenar el líquido recogido de la superficie,
estando interpuesto de manera fluida dicho recipiente de
almacenamiento de residuos dentro de dicho primer y de dicho tercer
conducto de fluido. En determinados casos, dicho recipiente o
tanque de almacenamiento de residuos incluye un recipiente de
residuos sellado para almacenar partículas sueltas recogidas por el
primer aparato de recogida y para almacenar líquido recogido por el
segundo aparato de recogida y que presenta al menos un orificio de
acceso formado en el mismo para vaciar de residuos el recipiente; y
una cámara de distribución incorporada en una pared superior del
recipiente sellado de manera que la cámara de distribución está
dispuesta de manera vertical encima del recipiente de residuos
sellado durante el funcionamiento del aparato de limpieza; y en el
que la cámara de distribución está configurada con orificios para
interponerse de manera fluida en cada uno de dicho primer, dicho
segundo y dicho tercer conducto.
En algunas realizaciones, el recipiente de
almacenamiento de residuos está configurado para poder extraerse
del armazón por un usuario y para vaciarse por el usuario. Otras
realizaciones determinadas incluyen un ensamblado de aplicador de
fluido de limpieza, acoplado al armazón entre el primer aparato de
recogida y el segundo aparato de recogida para aplicar un fluido de
limpieza sobre la superficie a través del ancho de limpieza; y un
recipiente o tanque de almacenamiento de fluido de limpieza para
contener en el mismo una cantidad del fluido de limpieza,
incluyendo el recipiente de almacenamiento al menos un orificio de
acceso formado en el mismo para llenar el recipiente con el líquido
de limpieza. En otras realizaciones, dicho recipiente de residuos
sellado y dicho recipiente de fluido de limpieza sellado están
integrados en un módulo de depósito integrado de almacenamiento de
líquido y donde el módulo de depósito integrado de almacenamiento de
líquido integrado está configurado para poder extraerse del armazón
por un usuario para llenarlo con fluido de limpieza y para vaciarlo
de residuos. En algunas realizaciones, el aparato de limpieza de
superficie incluye además un elemento embadurnador acoplado al
armazón detrás del ensamblado de aplicador de líquido y configurado
para embadurnar el fluido de limpieza a través del ancho de
limpieza; y un elemento de fregado, cepillo de fregado, elemento
frotador o paño acoplado al armazón detrás del elemento
embadurnador o cepillo esparcidor para fregar la superficie a través
del ancho de limpieza. En algunas realizaciones, el robot de
limpieza comprende además un subsistema de accionamiento motriz
controlado por un módulo de control maestro y alimentado por un
módulo de alimentación, cada uno acoplado al armazón, para
desplazar de manera autónoma el aparato de limpieza de superficies
sobre la superficie. Una bayeta, paño u otro trapo absorbente que
se extiende esencialmente a través del ancho de limpieza puede
colocarse delante o detrás del cabezal de limpieza para preparar la
superficie o absorber la humedad por detrás del cabezal de limpieza
según sea apropiado. Todo el cabezal de limpieza está formado a
partir de materiales que resisten de manera suficiente el agua y
temperaturas extremas para que el cabezal de limpieza pueda lavarse
en el lavavajillas.
En otras realizaciones, el robot de limpieza
incluye además un módulo de sensor configurado para detectar
condiciones y para generar señales de sensor eléctricas en respuesta
a la detección de dichas condiciones; una línea de señal para
comunicar las señales de sensor eléctricas al módulo de control
maestro; y un controlador incorporado dentro del módulo de control
maestro para implementar modos de funcionamiento predefinidos en
respuesta a la detección de dichas condiciones. Otras realizaciones
adicionales incluyen un subsistema de accionamiento motriz
controlado por un módulo de control maestro y accionado por un
módulo de alimentación, cada uno acoplado al armazón, para
desplazar de manera autónoma el aparato de limpieza de superficies
sobre la superficie. Otras realizaciones del robot de limpieza
incluyen además un módulo de sensor configurado para detectar
condiciones y para generar señales de sensor eléctricas en respuesta
a la detección de dichas condiciones; una línea de señal para
comunicar las señales de sensor eléctricas al módulo de control
maestro; y un controlador incorporado dentro del módulo de control
maestro para implementar modos de funcionamiento predefinidos en
respuesta a la detección de dichas condiciones.
Otras realizaciones pueden incluir un subsistema
de accionamiento de transporte autónomo controlado por un módulo de
control maestro, un módulo de sensor para detectar condiciones, un
módulo de alimentación y elementos de limpieza soportados
conjuntamente sobre un armazón y alimentados por el módulo de
alimentación para mover el armazón sobre la superficie según modos
de funcionamiento predefinidos y en respuesta a las condiciones
detectadas por el módulo de sensor, estando configurados los
elementos con un ancho de limpieza dispuesto generalmente de manera
ortogonal a una dirección de transporte hacia delante y donde los
elementos de limpieza comprenden: un primer aparato de recogida
para recoger partículas sueltas de la superficie a través del ancho
de limpieza, estando colocado dicho primer aparato de recogida A en
el armazón para avanzar en primer lugar sobre la superficie a
medida que el armazón se desplaza en una dirección de transporte
hacia delante; un aplicador de fluido de limpieza para aplicar
fluido de limpieza sobre la superficie a través del ancho de
limpieza, estando colocado dicho aplicador de fluido de limpieza en
el armazón para avanzar en segundo lugar sobre la superficie a
medida que el armazón se desplaza en una dirección de transporte
hacia delante; un elemento embadurnador para embadurnar el fluido
de limpieza aplicado sobre la superficie a través del ancho de
limpieza, estando colocado dicho elemento embadurnador o cepillo
esparcidor en el armazón para avanzar en tercer lugar sobre la
superficie a medida que el armazón se desplaza en una dirección de
transporte hacia delante; un elemento de fregado activo para fregar
de manera activa la superficie a través del ancho de limpieza,
estando colocado dicho elemento de fregado activo en el armazón
para avanzar en cuarto lugar sobre la superficie a medida que el
armazón se desplaza en una dirección de transporte hacia delante; un
segundo aparato de recogida para recoger líquido residual de la
superficie, estando colocado dicho segundo aparato de recogida en el
armazón para avanzar en quinto lugar sobre la superficie a medida
que el armazón se desplaza en una dirección de transporte hacia
delante; y un módulo integrado de recipiente o de tanque de
almacenamiento que comprende un recipiente de almacenamiento de
residuos para almacenar partículas sueltas recogidas por dicho
primer aparato de recogida y líquido residual recogido por dicho
segundo aparato de recogida, un recipiente de suministro de fluido
de limpieza para almacenar una cantidad del fluido de limpieza, y
donde el módulo integrado de recipiente o de tanque de
almacenamiento está configurado para extraerse del armazón por un
usuario, llenarse con fluido de limpieza, vaciarse de residuos y
después volverse a instalar en el armazón por el usuario.
El aplicador de líquido puede comprender al
menos una boquilla dispuesta en uno de dicho extremo izquierdo y
dicho extremo derecho para expulsar líquido de limpieza desde la
misma, expulsándose dicho fluido de limpieza con un volumen y una
presión suficientes para distribuir el fluido de limpieza a través
del ancho de limpieza. En determinadas realizaciones del aspecto
anterior, el fluido de limpieza comprende agua y/o uno cualquiera
de entre jabón, disolvente, fragancia, desinfectante, emulsionante,
agente de secado y partículas abrasivas.
En algunas realizaciones, el aparato incluye un
elemento embadurnador acoplado al armazón detrás de la posición de
la al menos una boquilla y que se extiende desde el armazón hasta la
superficie a través del ancho de limpieza para embadurnar el fluido
de limpieza, y puede incluir un elemento de fregado acoplado al
armazón detrás de la posición de la al menos una boquilla y que se
extiende desde el armazón hasta la superficie a través del ancho de
limpieza para fregar la superficie. En algunas realizaciones, el
elemento de fregado está acoplado al armazón detrás de la posición
de la al menos una boquilla y se extiende desde el armazón hasta la
superficie a través del ancho de limpieza para fregar la
superficie. El aparato de recogida puede estar acoplado al armazón
detrás de la posición de la al menos una boquilla y se extiende
desde el armazón hasta la superficie a través del ancho de limpieza
para recoger líquido residual de la superficie. En algunas
realizaciones, el aplicador de líquido presenta una primera
boquilla dispuesta en el extremo izquierdo para expulsar fluido de
limpieza desde la misma, expulsándose dicho fluido de limpieza
desde la primera boquilla con un volumen y una presión suficientes
para distribuir el fluido de limpieza a través del ancho de
limpieza, una segunda boquilla dispuesta en el extremo derecho para
expulsar fluido de limpieza desde la misma, expulsándose dicho
fluido de limpieza desde la segunda boquilla con un volumen y una
presión suficientes para distribuir el fluido de limpieza a través
del ancho de limpieza; y donde la primera boquilla y la segunda
boquilla están colocadas conjuntamente en el eje longitudinal.
En determinadas realizaciones, tanto la primera
como la segunda boquilla expulsa un fluido de limpieza de ráfaga
discreta según una frecuencia de ráfaga y donde la frecuencia de
ráfaga de la primera boquilla es sustancialmente opuesta en fase
con respecto a la ráfaga de frecuencia de la segunda boquilla. En
algunas realizaciones, el aparato de limpieza de superficies
incluye además un subsistema de accionamiento de transporte
autónomo, un módulo de sensor para detectar condiciones y un módulo
de alimentación soportados conjuntamente por el armazón y
controlados por un módulo de control maestro para mover de manera
autónoma los elementos de limpieza sustancialmente sobre toda la
superficie sobre la superficie según modos de funcionamiento
predefinidos y en respuesta a las condiciones detectadas por el
módulo de sensor. Otras realizaciones adicionales utilizan un
subsistema de accionamiento de transporte autónomo, un módulo de
sensor para detectar condiciones y un módulo de alimentación
soportados conjuntamente por el armazón y controlados por un módulo
de control maestro para mover de manera autónoma los elementos de
limpieza sustancialmente sobre toda la superficie sobre la
superficie según modos de funcionamiento predefinidos y en
respuesta a las condiciones detectadas por el módulo de sensor.
Otras realizaciones incluyen un subsistema de
accionamiento de transporte autónomo, un módulo de sensor para
detectar condiciones y un módulo de alimentación soportados
conjuntamente por el armazón y controlados por un módulo de control
maestro para mover de manera autónoma los elementos de limpieza
sustancialmente sobre toda la superficie sobre la superficie según
modos de funcionamiento predefinidos y en respuesta a las
condiciones detectadas por el módulo de sensor. En algunas
realizaciones, el módulo de control maestro está configurado para
modificar la frecuencia de ráfaga según una tasa deseada para
aplicar fluido de limpieza sobre la superficie y, en algunos casos,
el módulo de control maestro está configurado para modificar la
frecuencia de ráfaga para aplicar fluido de limpieza sobre la
superficie en un volumen sustancialmente uniforme de aproximadamente
2 ml por pie cuadrado.
En algunas realizaciones, el robot de limpieza
incluye además un depósito integrado de almacenamiento de líquido,
contenido en el armazón, para almacenar en el mismo una cantidad del
fluido de limpieza; un ensamblado de bomba de diafragma configurado
con una primera parte de bomba para extraer fluido de limpieza desde
el recipiente y suministrar el fluido de limpieza a la al menos una
boquilla; y un accionador mecánico para accionar mecánicamente la
primera parte primera parte de bomba. Otras realizaciones
adicionales incluyen un subsistema de accionamiento de transporte
autónomo, un módulo de sensor para detectar condiciones y un módulo
de alimentación soportados conjuntamente por el armazón y
controlados por un módulo de control maestro para mover de manera
autónoma los elementos de limpieza sustancialmente sobre toda la
superficie sobre la superficie según modos de funcionamiento
predefinidos y en respuesta a las condiciones detectadas por el
módulo de sensor; un depósito integrado de almacenamiento de
líquido, contenido en el armazón, para almacenar en el mismo una
cantidad del fluido de limpieza; un ensamblado de bomba de
diafragma que presenta una primera parte primera parte de bomba para
extraer fluido de limpieza desde el recipiente y suministrar el
fluido de limpieza a la primera boquilla y una segunda parte de
bomba para extraer fluido de limpieza desde el contenedor y
suministrar el fluido de limpieza a la segunda boquilla; y un
accionador mecánico para accionar mecánicamente la primera parte de
bomba y la segunda parte de bomba.
En determinadas realizaciones, el ensamblado de
bomba de diafragma incluye un elemento flexible montado entre un
elemento de cámara superior no flexible y un elemento de cámara
inferior no flexible, estando formado dicho elemento flexible con
una primera cámara de bomba y un primer tubo corto de empalme de
accionador acoplado a la misma y con una segunda cámara de bomba y
un segundo tubo corto de empalme de accionador acoplado a la misma;
un enlace de accionador acoplado de manera pivotante al ensamblado
de bomba para pivotar entre una primera posición de accionador y
una segunda posición de accionador, estando acoplado de manera fija
el enlace de accionador tanto a dicho primer como a dicho segundo
tubo corto de empalme de accionador y donde el movimiento del
enlace de accionador hacia la primera posición de accionador
disminuye el volumen de la primera cámara de bomba y aumenta el
volumen de la segunda cámara de bomba y donde, además, el movimiento
del enlace de accionador hacia la segunda posición de accionador
aumenta el volumen de la primera cámara de bomba y disminuye el
volumen de la segunda cámara de bomba; un elemento de leva
configurado con un perfil de leva circunferencial y soportado para
mover el enlace de accionador entre la primera posición de
accionador y la segunda posición de accionador; y un mecanismo
giratorio de leva, controlado por el controlador maestro, para hacer
girar el elemento de leva según un patrón de accionamiento
giratorio de leva.
El robot de limpieza puede incluir un cuerpo de
robot que presente un perímetro exterior formado sustancialmente
como una forma de ancho de constante, accionado hacia delante
mediante al menos un elemento de circulación, y un compartimento de
material dispensado que contenga el material que vaya a dispensarse
por el robot. Un cabezal de limpieza en mojado puede utilizar uno o
más elementos de limpieza en mojado para limpiar a lo largo de una
línea de ancho de limpieza del robot con la ayuda del material
dispensado, definiendo el cabezal de limpieza en mojado un ancho de
limpieza. Un compartimento de material residual puede contener
material recogido por el robot. Tanto el compartimento de material
dispensado como el compartimento de material residual pueden estar
conformados y colocados para situar el centro de gravedad del
volumen del compartimento de material dispensado a menos de la
mitad del ancho de limpieza desde el centro de gravedad del volumen
del compartimento de material residual.
Por ejemplo, una realización del robot presenta
un ancho de limpieza de 30 cm aproximadamente, y cada uno de estos
centros de gravedad está a menos de 15 cm uno del otro. El centro de
gravedad del volumen se entiende fácilmente como el centro del
volumen vacío; sin embargo, también puede entenderse como el centro
de gravedad de un cuerpo de fluido que llena el volumen (la mayoría
de los fluidos indicados en este documento se aproximan a la
gravedad específica del agua). El tratamiento de la superficie
incluye la limpieza y otros tratamientos indicados en este
documento. Las formas de ancho constante también se definen en este
documento, observando que no todas las formas son regulares y que
una realización del robot es sustancialmente cilíndrica. El elemento
de limpieza en mojado incluye cepillos, esponjas, elementos
frotadores, etc. Un elemento de circulación incluye una rueda
giratoria, un cepillo giratorio y una o más cintas o bandas de
circulación. El material no necesitar estar mojado, aunque gran
parte del mismo lo estará.
Opcionalmente, tanto el compartimento de
material dispensado como el compartimento de material residual está
conformado y colocado para situar el centro de gravedad combinado
del volumen del compartimento de material dispensado y del volumen
del compartimento de material residual a menos de la mitad del ancho
de limpieza desde el centro del al menos un elemento de
circulación. El centro de un cepillo giratorio será el punto medio
a lo largo del eje, el centro de una cinta giratoria estará a lo
largo del punto medio del área de contacto con la superficie.
Además, opcionalmente, tanto el compartimento de material dispensado
como el compartimento de material residual están conformados y
colocados para situar el centro de gravedad del volumen del
compartimento de material dispensado sustancialmente de manera
directa por encima o por debajo del centro de gravedad del volumen
del compartimento de material residual. "Sustancialmente de manera
directa" significa, en un caso, por encima o por debajo de uno
con respecto del otro, y las normales verticales desde cada centro
de gravedad están a menos de un cuarto del ancho de limpieza entre
sí.
El robot de limpieza puede incluir al menos dos
elementos de accionamiento de circulación que accionan el cuerpo de
robot hacia delante y que orientan el cuerpo de robot. Un
compartimento de fluido dispensado puede contener fluido que va a
dispensarse por el robot; y un fregador motorizado puede accionar al
menos un elemento de fregado para limpiar, con la ayuda de fluido
dispensado, sustancialmente a lo largo de una línea de ancho máximo
de la forma de ancho constante, extendiéndose el elemento de fregado
motorizado hasta sustancialmente menos de 1 cm de un borde
tangencial del cuerpo del robot. Colocando el fregador a lo largo de
la línea de ancho máximo de una forma de ancho constante tal como
un cilindro, el borde del área de limpieza puede llevarse al borde
del robot, permitiendo al robot limpiar con el borde a menos de 1 cm
de una pared. Colocando las ruedas a lo largo de la línea de ancho
máximo se impediría esto. De nuevo, la circulación incluye elementos
giratorios tales como ruedas o cepillos, pero también cintas o
bandas de circulación.
Si el cabezal de limpieza está a lo largo del
ancho máximo, puede obtenerse el cabezal de limpieza más ancho
colocando los al menos dos elementos de accionamiento de circulación
a lo largo de una línea en la que el ancho del robot es inferior al
ancho máximo del robot. Opcionalmente, el robot también incluye un
vacío en mojado que recoge el fluido dispensado después de que el
elemento de fregado haya limpiado con la ayuda del fluido
dispensado, y un compartimento de fluido residual que contiene
fluido recogido por la unidad de vacío en mojado. El compartimento
de fluido residual y el compartimento de fluido dispensado pueden
ser componentes integrantes de un mismo módulo de tanque de fluido
que puede extraerse fácilmente como un módulo del cuerpo de
robot.
El robot de limpieza puede accionarse hacia
delante mediante al menos un elemento giratorio e incluye un
compartimento de fluido dispensado que contiene fluido que va
dispensarse por el robot. Un cabezal de limpieza en mojado
motorizado utiliza al menos un elemento de limpieza en mojado
motorizado para limpiar un ancho de limpieza a lo largo de una
línea de ancho de limpieza del robot con la ayuda del fluido
dispensado. Un compartimento de material residual contiene el
fluido residual recogido por el robot. El cabezal de limpieza en
mojado presenta un ancho de limpieza con respecto a la masa de
robot total del cuerpo de robot, al compartimento de material
dispensado cuando está vacío, al cabezal de limpieza en mojado y al
compartimento de material residual cuando está lleno de fluido
residual recogido por el robot, superior o igual a tres centímetros
de ancho de limpieza por kilogramo de masa de robot total.
Un robot de ejemplo según la invención presenta
un ancho de limpieza de 30 cm aproximadamente y una masa de 3 a 5
kg aproximadamente. Un robot de este tipo tiene un ancho de limpieza
motorizado de entre 10 cm aproximadamente y 6 cm aproximadamente
por kilogramo de robot totalmente cargado; una versión menos eficaz,
pero todavía aceptable, podría ser un ancho de limpieza motorizado
de 3 cm por kilogramo de masa de robot. Este ancho de limpieza
permite que se realice un trabajo suficiente por unidad de tiempo, y
la cantidad de peso es suficiente para proporcionar la suficiente
tracción para el ancho de limpieza. Además, el robot no se vuelve
excesivamente grande o ineficaz limitando la cantidad de peso. Esta
combinación proporciona el mejor equilibrio entre el tiempo de
limpieza, la maniobrabilidad y la manejabilidad.
Opcionalmente, el cabezal de limpieza en mojado
motorizado incluye un fregador de circulación motorizado que friega
la superficie que va a limpiarse a lo largo de una línea de ancho de
limpieza del robot con la ayuda del fluido dispensado. Además, el
cabezal de limpieza en mojado motorizado puede incluir un vacío
mojado motorizado que recoja el fluido residual. Todo esto
contribuye al ancho de limpieza y puede contribuir a una fuerza de
resistencia al avance o a una fuerza motriz. El peso colocado sobre
el ancho de limpieza puede limitarse para reducir o limitar de otro
modo la cantidad de resistencia al avance.
El robot de limpieza puede accionarse hacia
delante mediante al menos un elemento giratorio, e incluye un
cabezal de limpieza en mojado que utiliza al menos un elemento de
limpieza en mojado de circulación para limpiar una ancho de
limpieza a lo largo de una línea de ancho de limpieza del robot con
la ayuda del fluido dispensado. El robot de limpieza puede incluir
un tanque que contenga un compartimento de fluido que almacene
fluido, y el cuerpo de robot puede incluir un bastidor que aloje al
tanque. Puede proporcionarse una conexión de fluidos entre el
tanque y el cuerpo de robot y una conexión de vacío entre el tanque
y el cuerpo de robot. Un acoplamiento puede enganchar mecánicamente
el tanque al cuerpo del robot, sellando simultáneamente el enganche
del acoplamiento tanto la conexión de fluidos como la conexión de
vacío.
Con esta construcción, el robot puede prepararse
para utilizarse con un acoplamiento, el cual completa la forma del
robot, la integridad mecánica del robot, la conexión de vacío (y
sellado) y la conexión de fluidos (y sellado).
Opcionalmente, el tanque forma al menos un
cuarto del perfil exterior del robot, donde el enganche del
acoplamiento enganche del completa un perfil exterior
sustancialmente liso del robot. Como alternativa, el tanque forma
al menos un cuarto de la superficie periférica exterior del robot
incluyendo una parte del perímetro de la forma de ancho constante,
y donde el enganche del acoplamiento enganche del completa
sustancialmente el perímetro de la forma de ancho constante. En
cualquier caso, el robot puede girar de manera autónoma para salir
de espacios cerrados y de esquinas gracias al perfil exterior, y el
espacio se maximiza de manera eficaz evitando el uso de dobles y
triples paredes para alojar el tanque dentro del cuerpo de
robot.
En una realización, un procedimiento para
controlar un robot móvil puede incluir hacer girar un cepillo en
una primera dirección cuando el robot móvil avanza; y desactivar el
cepillo barredor cuando el robot móvil se mueve en una dirección
marcha atrás. Según otra realización, un procedimiento para
controlar un robot móvil puede incluir distribuir fluido a través
de una bomba cuando el robot móvil funciona en un modo de limpieza;
y desactivar la bomba cuando el robot móvil no está avanzando. Según
otra realización adicional, un procedimiento para controlar un
robot móvil puede incluir atravesar una superficie de limpieza y
distribuir fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza
durante un ciclo de limpieza; y atravesar la superficie de limpieza
sin distribuir el fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza durante un ciclo de limpieza. Además, el procedimiento
puede incluir además pasar del ciclo de limpieza al ciclo de secado
cuando disminuye una tensión de suministro de energía; o aplicar
aspiración por vacío a la superficie de limpieza cuando el robot
móvil funciona en el modo de secado. Según otra realización, un
procedimiento para detectar fluido en un robot móvil que presenta
al menos un primer y un segundo electrodo puede incluir intercambiar
la polaridad entre el primer y el segundo electrodo; detectar una
resistencia entre el primer y el segundo electrodo; y determinar si
hay fluido en función de la resistencia detectada entre el primer y
el segundo electrodo.
Un limpiador líquido utilizado con el robot de
limpieza puede incluir poliglucósido de alquilo (por ejemplo, en
una concentración de entre el 1% y el 3%) y
etilendiamina-tetraacetato de tetrapotasio (EDTA de
tetrapotasio) (por ejemplo, en una concentración entre el 0,5% y el
1,5%).
Un material de neumático para el robot de
limpieza puede incluir un homopolímero de cloropreno estabilizado
con negro de bisulfuro de tiurama con una densidad de 14 a 16 libras
por pie cúbico, o de aproximadamente 15 libras por pie cúbico
espumado para un tamaño de célula de 0,1 mm \pm 0,02 mm. En
determinadas realizaciones, el neumático presenta una duraza
después del espumado de entre 69 y 75 Shore 00 aproximadamente. En
otras realizaciones de los aspectos anteriores, la invención se
refiere a neumáticos que incluyen, por ejemplo, los fabricados con
neopreno y cloropreno y con otros materiales esponjosos de caucho de
célula cerrada. También puede utilizarse neumáticos fabricados con
policloruro de vinilo (PVC) y
acrilonitrilo-butadieno (ABS) (con o sin otros
extraíbles, hidrocarburos, negro de carbón y cenizas).
Las características de la presente invención se
entenderán mejor a partir de una descripción detallada de la
invención y de una realización preferida de la misma seleccionada
para fines ilustrativos y mostrada en los dibujos adjuntos, en los
que:
La Fig. 1 ilustra una vista isométrica de una
superficie superior de un robot de limpieza autónomo según la
presente invención.
La Fig. 2 ilustra una vista isométrica de una
superficie inferior de un armazón de un robot de limpieza autónomo
según la presente invención.
La Fig. 3 ilustra una vista en despiece
ordenado de un armazón de robot que presenta subsistemas de robot
acoplados al mismo según la presente invención.
La Fig. 4 ilustra un diagrama de bloques
esquemático que muestra la interrelación de subsistemas de un robot
de limpieza autónomo según la presente invención.
La Fig. 5 ilustra una representación
esquemática de un ensamblado de aplicador de líquido según la
presente invención.
La Fig. 6 ilustra una vista seccionada
esquemática tomada a través de un ensamblado de válvula de cierre
instalada en un tanque de suministro de fluido de limpieza según la
presente invención.
La Fig. 7 ilustra una vista seccionada
esquemática tomada a través de un ensamblado de bomba según la
presente invención.
La Fig. 8 ilustra una vista desde arriba
esquemática de un elemento flexible utilizado como una bomba de
diafragma según la presente invención.
La Fig. 9 ilustra una vista desde arriba
esquemática de un elemento de cámara no flexible utilizado en el
ensamblado de bomba según la presente invención.
La Fig. 10 ilustra una vista isométrica
esquemática en despiece ordenado de un módulo de fregado según la
presente invención.
La Fig. 11 ilustra un cepillo de fregado
giratorio isométrico según la presente invención.
La Fig. 12A ilustra una vista seccionada
esquemática tomada a través de un segundo aparato de recogida
utilizado para recoger líquido residual según la presente
invención.
La Fig. 12B ilustra una vista seccionada
esquemática de un aparato de recogida alternativo utilizado para
recoger líquido residual según la presente invención.
La Fig. 13 es un diagrama de bloques
esquemático que muestra elementos de un módulo de accionamiento
utilizado para hacer girar el cepillo de fregado según la presente
invención.
La Fig. 14 es una representación esquemática de
un sistema de movimiento de aire según la presente invención.
La Fig. 15 ilustra una vista isométrica
esquemática en despiece ordenado de un ensamblado de ventilador
según la presente invención.
La Fig. 16 ilustra una vista isométrica
esquemática en despiece ordenado que muestra elementos de un módulo
integrado de almacenamiento de líquido según la presente
invención.
La Fig. 17 ilustra una vista externa del módulo
integrado de almacenamiento de líquido extraído del robot de
limpieza según la presente invención.
La Fig. 18 ilustra una vista esquemática en
despiece ordenado de un módulo de rueda de morro según la presente
invención.
La Fig. 19 ilustra una vista seccionada
esquemática tomada a través de un ensamblado de rueda de morro según
la presente invención.
La Fig. 20 ilustra una vista esquemática en
despiece ordenado de un ensamblado de rueda de accionamiento según
la presente invención.
La Fig. 21 ilustra una vista en despiece
ordenado de un armazón de robot que presenta subsistemas de robot
acoplados al mismo según una realización de la presente
invención.
La Fig. 22 ilustra una vista en despiece
ordenado de un armazón de robot que presenta subsistemas de robot
acoplados al mismo según una realización de la presente
invención.
La Fig. 23 ilustra una vista isométrica en
despiece ordenado de un cabezal de limpieza o módulo de fregado
según una realización de la presente invención.
La Fig. 24 ilustra una vista isométrica de un
ensamblado de ventilador según una realización de la presente
invención.
La Fig. 25 ilustra una vista isométrica en
despiece ordenado de un ensamblado de ventilador según una
realización de la presente invención.
La Fig. 26 ilustra una vista isométrica en
despiece ordenado de un ensamblado de ventilador según una
realización de la presente invención.
La Fig. 27 ilustra una vista en despiece
ordenado de un armazón de robot que presenta un tanque integrado
según una realización de la presente invención.
La Fig. 28 ilustra una vista en planta de una
compuerta de sellado y de una superficie sustentadora dentro de la
cámara de distribución del tanque integrado ilustrado en la Fig.
27.
La Fig. 29 ilustra una vista seccionada lateral
de la compuerta de sellado y de la superficie sustentadora dentro
de la cámara de distribución del tanque integrado ilustrado en la
Fig. 28.
La Fig. 30 es una vista isométrica de la
compuerta de sellado, de la superficie sustentadora y de una pared
de flujo de aire/espuma según una realización de la presente
invención.
La Fig. 31 es una vista seccionada lateral de
una compuerta de sellado y de un péndulo según una realización de
la presente invención.
La Fig. 32 es una vista isométrica de una pared
de bloqueo de espuma dentro del tanque integrado según una
realización de la presente invención.
La Fig. 33 ilustra una vista esquemática en
despiece ordenado de un módulo de rueda de morro según una
realización de la presente invención.
La Fig. 34 ilustra una vista lateral del módulo
de rueda de morro de la Fig. 33.
La Fig. 35 ilustra una vista delantera del
módulo de rueda de morro de la Fig. 33.
La Fig. 36 ilustra una serie de etapas de
mantenimiento para mantener y dar servicio a una realización del
robot de la presente invención.
Las Figs. 37 a 41 ilustran las etapas de
mantenimiento del robot identificadas en la Fig. 36.
La Fig. 42 ilustra una vista esquemática
lateral de un cabezal de limpieza y de una rasqueta según otra
realización de la presente invención.
La Fig. 43 ilustra una vista en perspectiva del
cabezal de limpieza y de la rasqueta ilustrados en la Fig. 42.
La Fig. 44 ilustra otra vista esquemática
lateral del cabezal de limpieza y de la rasqueta ilustrados en la
Fig. 42.
La Fig. 45 ilustra una tercera vista
esquemática lateral del cabezal de limpieza y de la rasqueta
ilustrados en la Fig. 42.
La Fig. 46 ilustra una trayectoria de limpieza
de un robot móvil según una realización de la presente
invención.
La Fig. 47 ilustra un robot móvil que presenta
una rueda izquierda y una rueda derecha situadas a lo largo de un
diámetro central del armazón, según una realización de la
invención.
La Fig. 48 ilustra un robot móvil que presenta
una rueda izquierda y una rueda derecha situadas en la parte
inferior trasera del armazón, según otra realización de la
invención.
La Fig. 49 ilustra un robot de diámetro
desviado situado a una distancia d de una pared.
La Fig. 50 ilustra una secuencia de control
para hacer girar un robot con respecto a una pared.
La Fig. 51 ilustra una primera fase de una
secuencia para estimar un ángulo de pared, según una realización de
la invención.
La Fig. 52 ilustra una segunda fase de una
secuencia para estimar un ángulo de pared, según una realización de
la invención.
La Fig. 53 ilustra una secuencia de evitación de
obstáculos, según una realización de invención, para hacer que un
robot retroceda alejándose de un obstáculo.
La Fig. 54 ilustra una secuencia de giro de
emergencia de un robot móvil, según una realización de la
invención.
La Fig. 55 ilustra una secuencia de respuesta
ante el descenso de una rueda para un robot móvil, según una
realización de la invención.
La Fig. 56 ilustra una realización de una
secuencia de control de cepillo según un robot móvil de limpieza en
mojado.
La Fig. 57 ilustra un gráfico de corriente
generado por un motor de robot frente al tiempo durante al menos un
ciclo de rotación.
La Fig. 58 ilustra una realización de una
secuencia de la seudoautocorrelación para un proceso de control de
bomba para un robot móvil de limpieza en mojado.
La Fig. 59 ilustra una realización de una
secuencia para implementar un comportamiento de atasco para un
robot de limpieza en mojado.
La Fig. 60 ilustra una realización de un
diagrama de circuito de detección de fluido para un robot móvil de
limpieza en mojado.
La Fig. 61A ilustra una realización comercial
del robot de la presente invención, incluyendo accesorios.
La Fig. 61B ilustra varias vistas de una
realización comercial del robot de la presente invención.
La Fig. 62 ilustra una realización de un panel
de control y de una interfaz de usuario utilizados con una
realización del robot.
La Fig. 63 ilustra otra realización de un panel
de control y de una interfaz de usuario utilizados con una
realización del robot.
Haciendo referencia ahora a los dibujos en los
que los mismos números de referencia identifican elementos
correspondientes o similares a través de las diversas vistas, la
Fig. 1 ilustra una vista isométrica que muestra las superficies
externas de un robot de limpieza autónomo 100 según una realización
preferida de la presente invención. El robot 100 está configurado
con un volumen cilíndrico que presenta una sección transversal
generalmente circular 102 con una superficie superior y una
superficie inferior que es sustancialmente paralela y opuesta a la
superficie superior. La sección transversal circular 102 está
definida por tres ejes mutuamente perpendiculares; un eje vertical
central 104, un eje longitudinal 106 y un eje transversal 108. El
robot 100 está soportado de manera móvil con respecto a una
superficie que va a limpiarse, en lo sucesivo, la superficie de
limpieza. La superficie de limpieza es sustancialmente
horizontal.
El robot 100 está soportado generalmente en un
contacto rodante con la superficie de limpieza mediante una
pluralidad de ruedas u otros elementos rodantes acoplados a un
armazón 200. En una realización preferida, el eje longitudinal 108
define un eje de transporte a lo largo del cual el robot avanza
sobre la superficie de limpieza. El robot avanza generalmente en
una dirección de desplazamiento de avance o hacia delante, designada
como F, durante las operaciones de limpieza. La dirección de
desplazamiento opuesta (es decir, opuesta en 180º), está designada
como A para un movimiento de retroceso. Generalmente, el robot no
avanza en la dirección de retroceso durante las operaciones de
limpieza, pero puede avanzar en la dirección de retroceso para
evitar un objeto o para salir de una esquina o similar. Las
operaciones de limpieza pueden continuar o suspenderse durante el
desplazamiento hacia atrás. El eje transversal 108 está definido
además por las etiquetas R para la derecha y L para la izquierda,
tal y como se observa en la vista desde arriba de la Fig. 1. En las
figuras siguientes, la dirección R y L permanecen constantes para
las vistas desde arriba, pero puede invertirse en la página
impresa. En una realización preferida de la presente invención, el
diámetro de la sección transversal circular 102 del robot es de 370
mm aproximadamente (14,57 pulgadas) y la altura del robot 100 por
encima de la superficie de limpieza es de 85 mm aproximadamente
(3,3 pulgadas). Sin embargo, el robot de limpieza autónomo 100 de
la presente invención puede construirse con otro diámetro de sección
transversal y con otras dimensiones de altura, así como con otras
formas de sección transversal, por ejemplo cuadrada, rectangular y
triangular, y formas volumétricas, por ejemplo, cúbica, de barra y
piramidal.
El robot 100 puede incluir un panel de control
de entrada de datos de usuario, no mostrado, dispuesto sobre una
superficie externa, por ejemplo, la superficie superior, con uno o
más accionadores manipulados por el usuario dispuestos sobre el
panel de control. El accionamiento de un accionador del panel de
control por un usuario genera una señal eléctrica, la cual se
interpreta para iniciar un comando. El panel de control también
puede incluir uno o más indicadores de estado de modo tales como
indicadores visuales o sonoros perceptibles por un usuario. En un
ejemplo, un usuario puede colocar el robot sobre la superficie de
limpieza y accionar un accionador del panel de control para iniciar
una operación de limpieza. En otro ejemplo, un usuario puede
accionar un accionador del panel de control para detener una
operación de limpieza.
La Fig. 21 muestra los cuatro módulos
principales dispuestos sustancialmente de la manera habitual: un
tanque 800, una parte superior, una batería 201, un cuerpo de robot
200 y un cabezal de limpieza 600 dentro del cuerpo de robot 200. El
propio robot soporta la betería 201 en una cavidad de batería, y un
tanque integrado 800 está soportado encima del robot y de la
batería 201. La superficie inferior interna del tanque 800 y la
superficie superior interna del cuerpo de robot 200 están
configuradas para adaptarse sustancialmente a la forma de la
batería 201. Tal y como se indica en este documento, la batería 201
puede sustituirse moviendo con palanca el tanque 800 sobre su
pivote pero sin elevar o extraer necesariamente el tanque 800.
Además, tal y como se muestra en la Fig. 21, el cabezal de limpieza
600 puede insertarse desde el lado derecho del robot en un
movimiento deslizante sin extraer el tanque 800 o la batería 201, y
en esta configuración puede extraerse del cuerpo de robot 200 para
su limpieza en medio de un ciclo de limpieza o de otra manera. La
Fig. 21 también muestra el panel de control 330 del robot, el cual
se describe posteriormente.
Tal y como se muestra en la Fig. 21, el tanque
800 presenta un asidero descrito en este documento en detalle, el
cual presenta un bloqueador de trinquete de parada, se eleva
ligeramente desde el tanque cuando se levanta, o de otra manera,
tal y como se describe. Cuando el tanque 800 está montado, este
asidero es para todo el robot. Cuando el tanque 800 está separado
del robot, este asidero es solamente para el tanque 800. Sin
embargo, un segundo asidero está formado en el cuerpo del robot,
tal y como se muestra en la Fig. 21, una muesca debajo del panel de
control 330. Por consiguiente, cuando el tanque 800 y la unidad de
base 200 están separados, cada uno presenta su propio asidero.
Cuando el tanque 800 y la unidad de base 200 vuelven a integrarse,
el asidero principal sirve para transportar ambos. El mismo asidero
es tanto un fiador para la extracción del tanque cuando se empuja
en una dirección como un interbloqueo contra la extracción cuando se
sujeta en la otra dirección.
Haciendo referencia ahora a la Fig. 2, el robot
autónomo 100 incluye una pluralidad de módulos de limpieza
soportados en un armazón 200 para limpiar la superficie de limpieza
sustancialmente horizontal a medida que el robot se desplaza sobre
la superficie de limpieza. Los módulos de limpieza se extienden por
debajo del armazón de robot 200 para hacer contacto o para
funcionar de otro modo sobre la superficie de limpieza durante las
operaciones de limpieza. Más específicamente, el robot 100 está
configurado con una primera zona de limpieza A para recoger
partículas sueltas de la superficie de limpieza y para almacenar las
partículas sueltas en un receptáculo contenido en el robot. El
robot 100 está configurado además con una segunda zona de limpieza
B que al menos aplica un fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza. El fluido de limpieza puede ser solamente agua limpia o
agua limpia mezclada con otros ingredientes para mejorar la
limpieza. La aplicación del fluido de limpieza sirve para disolver,
emulsionar o reaccionar de otro modo con contaminantes sobre la
superficie de limpieza para separar los contaminantes de la misma.
Los contaminantes pueden pasar a estar suspendidos o a combinarse
de otro modo con el fluido de limpieza. Después de que se haya
aplicado el fluido de limpieza sobre la superficie, se mezcla con
los contaminantes y se convierte en material residual, por ejemplo
un material residual líquido con contaminantes suspendidos o
contenidos de otro modo en el mismo.
La parte inferior del robot 100 se muestra en la
Fig. 2, la cual ilustra una primera zona de limpieza A dispuesta
delante de la segunda zona de limpieza B con respecto al eje
longitudinal 106. Por consiguiente, la primera zona de limpieza A
precede a la segunda zona de limpieza B sobre la superficie de
limpieza cuando el robot 100 se desplaza en la dirección de avance.
La primera y la segunda zona de limpieza están configuradas con un
ancho de limpieza W que generalmente está orientado de manera
paralela o casi paralela con respecto al eje transversal 108. El
ancho de limpieza W define el ancho de limpieza o superficie de
contacto de limpieza del robot. A medida que el robot 100 avanza
sobre la superficie de limpieza en la dirección de avance, el ancho
de limpieza es el ancho de superficie de limpieza limpiado por el
robot en una única pasada. De manera ideal, el ancho de limpieza se
extiende a través del ancho transversal total del robot 100 para
optimizar la eficacia de limpieza; sin embargo, en una
implementación práctica, el ancho de limpieza es ligeramente más
estrecho que el ancho transversal del robot debido a limitaciones
espaciales en el armazón de robot 200.
Según la presente invención, el robot 100
atraviesa la superficie de limpieza en una dirección de avance sobre
una trayectoria de limpieza con ambas zonas de limpieza funcionando
a la vez. En una realización preferida, la velocidad de avance
nominal del robot es de aproximadamente 12 cm por segundo (4,75
pulgadas por segundo); sin embargo, el robot y los dispositivos de
limpieza pueden configurarse para limpiar a velocidades de avance
más rápidas y más lentas. Con el fin de cubrir una habitación en un
tiempo adecuado, el intervalo de velocidades razonables es de 5 a
25,4 cm por segundo aproximadamente (de 2 a 10 pulgadas por
segundo). La primera zona de limpieza A precede a la segunda zona
de limpieza B sobre la superficie de limpieza y recoge partículas
sueltas de la superficie de limpieza a través del ancho de limpieza
W. La segunda zona de limpieza B aplica fluido de limpieza sobre la
superficie de limpieza a través del ancho de limpieza W. La segunda
zona de limpieza también puede estar configurada para embadurnar el
fluido de limpieza aplicado sobre la superficie de limpieza para
nivelar el fluido de limpieza en una capa más uniforme y mezclar el
fluido de limpieza con contaminantes en la superficie de limpieza.
La segunda zona de limpieza B también puede estar configurada para
fregar la superficie de limpieza a través del ancho de limpieza. La
acción de fregado agita el fluido de limpieza para mezclarlo con
contaminantes. La acción de fregado también aplica una fuerza de
rozamiento contra los contaminantes para separar de ese modo los
contaminantes de la superficie de limpieza. La segunda zona de
limpieza B también puede estar configurada para recoger líquido
residual de la superficie de limpieza a través del ancho de
limpieza. Según la invención, una única pasada del robot sobre una
trayectoria de limpieza recoge en primer lugar partículas sueltas
de la superficie de limpieza a través del ancho de limpieza y
después aplica un fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza generalmente a través del ancho de limpieza W para
interactuar con los contaminantes que permanezcan sobre la
superficie de limpieza y puede aplicar además una acción de fregado
para separar los contaminantes de la superficie de limpieza. Una
única pasada del robot 100 sobre una trayectoria de limpieza
también puede embadurnar el fluido de limpieza de una manera más
uniforme sobre la superficie de limpieza. Una única pasada del
robot sobre una trayectoria de limpieza también puede recoger
líquido residual de la superficie de limpieza. Sin embargo, el
robot puede estar diseñado para dejar una determinada cantidad de
fluido por detrás del mismo en cada pasada o en algunas pasadas (por
ejemplo, para dar tiempo a que el fluido de limpieza actúe sobre un
material seco o sobre manchas rebeldes).
En general, el robot de limpieza 100 está
configurado para limpiar una superficie de suelo dura interior no
alfombrada, por ejemplo suelos cubiertos por baldosas, madera,
vinilo, linóleo, piedras lisas o cemento y por otras capas de
recubrimiento de suelos fabricadas que no sean demasiado abrasivas y
que no absorban líquidos rápidamente. Sin embargo, otras
realizaciones pueden estar adaptadas para limpiar, procesar, tratar
o atravesar de otro modo superficies abrasivas, absorbentes de
líquido y otras superficies. Además, en una realización preferida
de la presente invención, el robot 100 está configurado para
desplazarse de manera autónoma sobre los suelos de pequeñas
habitaciones amuebladas cerradas como las típicas de los hogares y
pequeños establecimientos comerciales. No se requiere que el robot
100 funcione sobre trayectorias de limpieza predefinidas sino que
puede moverse sobre sustancialmente toda el área de superficie de
limpieza bajo el control de varios algoritmos de transporte
diseñados para funcionar independientemente de la forma del recinto
o de la distribución de obstáculos. En particular, el robot 100 de
la presente invención se mueve sobre trayectorias de limpieza según
procedimientos preprogramados implementados en hardware, software,
firmware o combinaciones de los mismos para implementar una
variedad de modos, tales como tres modos operativos básicos, es
decir, patrones de movimiento, que pueden clasificarse como: (1) un
modo de "cobertura de zonas"; (2) un modo de "seguimiento de
pared/obstáculos"; y (3) un modo de "rebote". Además, el
robot 100 está preprogramado para iniciar acciones en función de
señales recibidas desde los sensores incorporados en el mismo,
donde tales acciones incluyen, pero sin limitarse a, implementar
uno de los patrones de movimiento anteriores, una parada de
emergencia del robot 100, o emitir una alerta sonora. Estos modos
de funcionamiento del robot de la presente invención se describen
específicamente en la patente estadounidense número 6.809.490, a
nombre de Jones y col., titulada Method and System for
Multi-Mode Coverage for an Autonomous Robot. Sin
embargo, la presente exposición también describe modos de
funcionamiento alternativos.
En una realización, el robot 100 está
configurado para limpiar aproximadamente 150 pies cuadrados de
superficie de limpieza en una única operación de limpieza. Un
tanque más grande o más pequeño puede permitir que esto varíe entre
100 pies cuadrados y 400 pies cuadrados. La duración de la operación
de limpieza es de 45 minutos aproximadamente en determinadas
realizaciones. El ejemplo de 45 minutos es con una única batería. En
realizaciones con baterías más pequeñas, más grandes o con 2 o más
baterías incorporadas, el tiempo de limpieza puede oscilar entre 20
minutos aproximadamente y 2 horas aproximadamente. Por consiguiente,
los sistemas de robot están configurados (físicamente, y según se
programen) para una limpieza autónoma no vigilada de 45 minutos o
más sin necesidad de recargar una fuente de alimentación, rellenar
el suministro de fluido de limpieza o vaciar los materiales
residuales recogidos por el robot. Aunque determinadas realizaciones
del robot están diseñadas para habitaciones pequeñas, no hay un
tiempo mínimo de limpieza o un área mínima medida en pies cuadrados.
Un robot según la invención puede estar configurado con un tanque
de prácticamente cualquier tamaño.
Tal y como se muestra en las Figs. 2 y 3, el
robot 100 incluye una pluralidad de subsistemas montados en un
armazón de robot 200. Los subsistemas de robot principales se
muestran esquemáticamente en la Fig. 4, la cual ilustra un módulo
de control maestro 300 interconectado para una comunicación
bidireccional con cada uno de una pluralidad de otros subsistemas
de robot. La interconexión de los subsistemas de robot se
proporciona a través de una red de cables interconectados y/o de
otros elementos conductores, por ejemplo trayectorias conductoras
formadas en una placa de circuito impreso integrada o similar, tal y
como se conoce ampliamente. El módulo de control maestro 300
incluye al menos un procesador de datos digitales programable o
preprogramado, por ejemplo un microprocesador, para llevar a cabo
etapas de programa, algoritmos y/u operaciones matemáticas y
lógicas que puedan requerirse. El módulo de control maestro 300
incluye además una memoria de datos digitales en comunicación con
el procesador de datos para almacenar en la misma etapa de programa
y otros datos digitales. El módulo de control maestro 300 incluye
además uno o más elementos de reloj para generar señales de
temporización que puedan requerirse.
Un módulo de alimentación 310 suministra energía
eléctrica a todos los subsistemas de robot principales. El módulo
de alimentación incluye una fuente de alimentación independiente
acoplada al armazón de robot 200, por ejemplo, una batería
recargable, tal como una batería de hidruro de metal de níquel, etc.
Además, la fuente de alimentación está configurada para recargarse
mediante uno cualquiera de varios elementos de recarga y/o modos de
recarga, o la batería puede sustituirse por un usuario cuando está
descargada o no puede utilizarse. El módulo de control maestro 300
también puede interactuar con el módulo de alimentación 310 para
controlar la distribución de energía, para supervisar la
utilización de energía y para iniciar modos de conservación de
energía según se requiera.
El robot 100 también puede incluir uno o más
módulos o elementos de interfaz 320. Cada módulo de interfaz 320
está acoplado al armazón de robot para proporcionar un elemento o
puerto de interconexión para interconectarse con uno o más
dispositivos externos. Los elementos y puertos de interconexión
están preferentemente accesibles en una superficie externa del
robot. El módulo de control maestro 300 también puede interactuar
con los módulos de interfaz 320 para controlar la interacción del
robot 100 con un dispositivo externo. En particular, se proporciona
un elemento de módulo de interfaz para cargar la batería recargable
a través de una fuente de alimentación o suministro de energía
externos tal como una toma de corriente de CA o CC convencional.
Otro elemento de módulo de interfaz puede configurarse para
comunicaciones unidireccionales o bidireccionales a través de una
red inalámbrica y elementos de módulo de interfaz adicionales pueden
estar configurados para interactuar con uno o más dispositivos
mecánicos para intercambiar líquidos y partículas sueltas con los
mismos, por ejemplo para llenar un depósito de fluido de limpieza o
para drenar o vaciar un recipiente de material residual.
Por consiguiente, el módulo de interfaz 320
puede comprender una pluralidad de puertos de interfaz y de
elementos de conexión para interactuar con elementos externos
activos para intercambiar comandos de funcionamiento, datos
digitales y otras señales eléctricas con los mismos. El módulo de
interfaz 320 puede interactuar además con uno o más dispositivos
mecánicos para intercambiar materiales líquidos y/o sólidos con los
mismos. El módulo de interfaz 320 también puede interactuar con una
fuente de alimentación externa para cargar el módulo de
alimentación de robot 310. Dispositivos externos activos para
interactuar con el robot 100 pueden incluir, pero sin limitarse a,
una base de acoplamiento apoyada en el suelo, un dispositivo de
control remoto manual, un ordenador local o remoto, un módem, un
dispositivo de memoria portátil para intercambiar código y/o datos
con el robot y una interfaz de red para interconectar el robot 100
con cualquier dispositivo conectado a la red. Además, el módulo de
interfaz 320 puede incluir elementos pasivos tales como ganchos o
mecanismos de enganche para acoplar el robot 100 a una pared para
su almacenamiento o para acoplar el robot a una funda de transporte
o similar.
En particular, un dispositivo externo activo
según un aspecto de la presente invención confina el robot 100 en
un espacio de limpieza tal como una habitación emitiendo radiación
en un patrón de pared virtual. El robot 100 está configurado para
detectar el patrón de pared virtual y está programado para tratar el
patrón de pared virtual como una pared de habitación de manera que
el robot no atraviesa el patrón de pared virtual. Este aspecto
particular de la presente invención se describe específicamente en
la patente estadounidense número 6.690.134, a nombre de Jones y
col., titulada Method and System for Robot Localization and
Confinement.
Otro dispositivo externo activo según un aspecto
adicional de la presente invención comprende una estación de base
de robot utilizada para interactuar con el robot. La estación de
base puede comprender una unidad fija conectada a una fuente de
alimentación doméstica, por ejemplo una toma de corriente de CA, y/o
a otras instalaciones domésticas tales como un conducto de
suministro de agua, un conducto de drenaje de residuos y una
interfaz de red. Según la invención, tanto el robot 100 como la
estación de base están configurados para un acoplamiento autónomo y
la estación de base puede estar configurada además para cargar el
módulo de alimentación de robot 310 y para dar servicio al robot de
otras maneras. Una estación de base y un robot autónomo
configurados para un acoplamiento autónomo y para recargar el módulo
de alimentación de robot se describen específicamente en la
solicitud de patente estadounidense número de serie 10/762.219, a
nombre de cohen y col., presentada el 21 de enero de 2004, titulada
Autonomous Robot Auto-Docking and Energy
Management Systems and Methods.
El robot autónomo 100 incluye un subsistema de
accionamiento de transporte motriz independiente 900 que se
describe posteriormente en mayor detalle. El mecanismo de transporte
900 incluye tres ruedas que se extienden por debajo del armazón 200
para proporcionar tres puntos de apoyo rodante con respecto a la
superficie de limpieza. Una rueda de morro está acoplada al armazón
de robot 200 en un borde delantero del mismo, coaxial al eje
longitudinal 106, y un par de ruedas de accionamiento están
acopladas al armazón 200 detrás del eje transversal 108 y pueden
girar alrededor de un eje de accionamiento que es paralelo al eje
transversal 108. Cada rueda de accionamiento se acciona y se
controla por separado para hacer avanzar el robot en una dirección
deseada. Además, cada rueda de accionamiento está configurada para
proporcionar suficiente fricción de accionamiento a medida que el
robot funciona sobre una superficie de limpieza que está mojada con
fluido de limpieza. La rueda de morro está configurada para
autoalinearse con la dirección de desplazamiento. Las ruedas de
accionamiento pueden controlarse para mover el robot 100 hacia
delante o hacia atrás en una línea recta o a lo largo de una
trayectoria curva.
El robot 100 incluye además un módulo de sensor
340. El módulo de sensor 340 comprende una pluralidad de sensores
acoplados al armazón y/o integrados con los subsistemas del robot
para detectar condiciones externas y para detectar condiciones
internas. En respuesta a la detección de varias condiciones, el
módulo de sensor 340 puede generar señales eléctricas y comunicar
las señales eléctricas al módulo de control 300. Sensores
individuales pueden llevar a cabo funciones tales como detectar
paredes y otros obstáculos, detectar desniveles en la superficie de
limpieza, denominados como riscos, detectar suciedad en el suelo,
detectar un bajo nivel de batería, detectar un recipiente de fluido
de limpieza vacío, detectar un recipiente de residuos lleno, medir o
detectar el deslizamiento o distancia de velocidad de rueda de
accionamiento recorrida, detectar la rotación de la rueda de morro o
un desnivel o risco, detectar problemas del sistema de limpieza
tales como pérdidas de sustentación del cepillo giratorio o atascos
en el sistema de vacío, detectar una limpieza insuficiente, el tipo
de superficie de limpieza, el estado del sistema, la temperatura y
otras muchas condiciones. En particular, varios aspectos del módulo
de sensor 340 de la presente invención así como su funcionamiento,
especialmente en lo que se refiere a la detección de elementos y
condiciones externos, se describen específicamente en la patente
estadounidense número 6.594.844, a nombre de Jones, titulada
Robot Obstacle Detection System, y en la solicitud de patente
estadounidense número de serie 11/166.986, a nombre de Casey y
col., presentada el 24 de junio de 2005, titulada Obstacle
Following Sensor Scheme for a Mobile Robot.
Una diferencia entre el presente robot y el
robot de vacío en seco o el limpiador industrial de grandes
dimensiones es la proximidad de los componentes de control y de
detección a los componentes de limpieza en mojado. En la mayoría de
los robots de vacío en seco, ni los elementos de detección ni los
elementos de control son adecuados para humedecerse con agua o con
más disolventes o fluidos de limpieza dañinos ya que no se utilizan
limpiadores en mojado y no se genera fluido residual. Con un
limpiador industrial de grandes dimensiones, los controles y los
sensores pueden colocarse tan lejos como sea necesario de los
elementos de limpieza, quizá en una distancia de varios pies, y
solo los sensores que necesitan permitir la humedad son aquéllos que
detectan niveles de fluido.
La presente invención se contempla para un uso
doméstico (también se contempla un uso comercial e industrial, pero
estas realizaciones puede requerir versiones más grandes del robot).
Por consiguiente, un robot doméstico debe ser pequeño y bajo, por
ejemplo no mayor que 10,16 cm (4 pulgadas) desde el suelo, y tener
un diámetro de 30,5 cm (1 pie) aproximadamente. Gran parte del
volumen está ocupado por dispositivos de soplado, rociado, giro y
cepillado de fluido, y el fluido y/o la espuma penetra en casi todas
las partes del robot en un momento dado o en otro. A lo sumo, los
dispositivos electrónicos de control y de detección estarán a
algunas pulgadas del torrente de fluido o de espuma más
cercano.
Por consiguiente, la invención contempla que
toda la placa de control principal sea estanca a los fluidos, ya
sea en un alojamiento resistente al agua o impermeable que presente
al menos una resistencia al agua/fluidos de grado 3 de JIS (rociado
suave), pero también son deseables el grado 5 (rociado fuerte) y el
grado 7 (inmersión temporal). La placa de control principal debe
estar sellada en un alojamiento de grados 3 a 7 de JIS (1) mediante
una cubierta atornillada y sellada herméticamente sobre el
alojamiento principal; (2) mediante una cubierta soldada,
calafateada, sellada o pegada, fijada al alojamiento principal; (3)
ensamblándose previamente en un compartimento o módulo resistente
al agua, estanco al agua, impermeable o sellado herméticamente; o
(4) colocándose en un volumen adecuado para encapsularse o
preencapsularse en resina o similar.
Muchos elementos de sensor presentan una pequeña
placa de circuito local, algunas veces con un microprocesador local
y/o con un convertidor A/D, etc., y estos componentes son
normalmente sensibles a los fluidos y a la corrosión. La invención
también contempla que todas las placas de circuito de detección
distribuidas por todo el cuerpo del robot también estén selladas en
un alojamiento de grados 3 a 7 de JIS de una manera similar. La
invención también contempla que múltiples placas de circuito,
incluyendo al menos la placa de circuito principal y una placa de
circuito remota alejada varias pulgadas de la placa principal,
puedan estar selladas mediante una única envoltura o alojamiento
coincidente. Por ejemplo, todas o algunas de las placas de circuito
pueden estar dispuestas en un único módulo de resina o de plástico
que presente extensiones que lleguen a los emplazamientos de
sensores locales, y una envoltura distribuida puede fijarse sobre
todas las placas de circuito. Además, conexiones eléctricas
expuestas y terminales de sensores, motores o líneas de comunicación
pueden sellarse de manera similar con envolturas, módulos,
encapsulaciones, ajustes en caliente, juntas herméticas, etc. De
esta manera, sustancialmente todo el sistema eléctrico es estanco a
los fluidos y/o está aislado del rociado o espumado de líquidos.
Todos y cada uno de los elementos eléctricos o electrónicos
definidos en este documento como una placa de circuito, PCB,
detector, sensor, etc. son candidatos para tal sellado.
El robot 100 también puede incluir un módulo de
control de usuario 330. El módulo de control de usuario 330
proporciona una o más interfaces de entrada de usuario que generan
una señal eléctrica en respuesta a una entrada de usuario y
comunican la señal al módulo de control maestro 300. En una
realización de la presente invención, el módulo de control de
usuario, descrito anteriormente, proporciona una interfaz de entrada
de usuario; sin embargo, un usuario puede introducir comandos a
través de un dispositivo de control remoto manual, un ordenador
programable u otro dispositivo programable o a través de comandos de
voz. Un usuario puede introducir comandos de usuario para iniciar
acciones tales como el encendido/apagado, iniciar, detener o cambiar
un modo de limpieza, fijar una duración de limpieza, parámetros de
limpieza de programa tales como la hora de inicio y la duración y/o
muchos otros comandos iniciados por el usuario. Comandos de entrada
de usuario, funciones y componentes contemplados para utilizarse
con la presente invención se describen específicamente en la
solicitud de patente estadounidense número de serie 11/166.891, a
nombre de Dubrovsky y col., presentada el 24 de junio de 2005,
titulada Remote Control Scheduler and Method for Autonomous
Robotic Devide. En este documento también se describen modos
específicos de interacción de usuario.
Haciendo referencia ahora a la Fig. 2, una
superficie inferior de un armazón de robot 200 se muestra en una
vista isométrica. Tal y como se muestra en este documento, una
primera zona de limpieza A está dispuesta delante de una segunda
zona de limpieza B con respecto al eje longitudinal 106. Por
consiguiente, a medida que el robot 100 se desplaza en la dirección
de avance, la primera zona de limpieza A precede a la segunda zona
de limpieza B sobre la superficie de limpieza. Cada zona de
limpieza A y B presenta un ancho de limpieza W dispuesto
generalmente paralelo al eje transversal 108. De manera ideal, el
ancho de limpieza de cada zona de limpieza es sustancialmente
idéntico; sin embargo, el ancho de limpieza real de las zonas de
limpieza A y B pueden ser ligeramente diferentes. Según una
realización preferida de la presente invención, el ancho de limpieza
W está definido principalmente por la segunda zona de limpieza B,
la cual se extiende desde una región cercana al borde
circunferencial derecho de una superficie inferior del armazón de
robot 200 sustancialmente paralela al eje transversal 108 y tiene
una longitud de 296 mm o de 11,76 pulgadas aproximadamente, es
decir, una longitud de 30 cm o de 12 pulgadas aproximadamente.
Colocando la zona de limpieza B cerca del borde circunferencial
derecho, el robot 100 puede maniobrar su borde circunferencial
derecho cerca de una pared u otro obstáculo para limpiar la
superficie de limpieza adyacente a la pared u obstáculo. Por
consiguiente, los patrones de movimiento de robot incluyen
algoritmos para desplazar el lado derecho del robot 100 de manera
adyacente a cada pared u obstáculo encontrado por el robot durante
un ciclo de limpieza. Por lo tanto, se dice que el robot 100 tiene
un lado derecho dominante. Por supuesto, el robot 100 puede estar
configurado en cambio con un lado izquierdo dominante. La primera
zona de limpieza A está situada delante del eje transversal 108 y
tiene un ancho de limpieza ligeramente más estrecho que la segunda
zona de limpieza B, simplemente debido a la forma de circunferencia
del robot 100. Sin embargo, cualquier área de superficie de limpieza
no limpiada por la primera zona de limpieza A se limpia por la
segunda zona de limpieza B.
\vskip1.000000\baselineskip
La primera zona de limpieza A está configurada
para recoger partículas sueltas de la superficie de limpieza. En
una realización preferida, un chorro de aire se genera mediante un
sistema de movimiento de aire que incluye un orificio de chorro de
aire 554 dispuesto en un borde izquierdo de la primera zona de
limpieza A. El orificio de chorro de aire 554 expulsa un chorro o
flujo continuo de aire presurizado desde el mismo. El orificio de
chorro de aire 554 está orientado para dirigir el chorro de aire a
través del ancho de limpieza de izquierda a derecha. Opuesto al
orificio de chorro de aire 554, un orificio de entrada de aire 556
está dispuesto en un borde derecho de la primera zona de limpieza
A. "Un orificio de entrada de aire" tal y como se utiliza en
este documento puede significar "boquilla de vacío", "entrada
de aire", "zona de presión negativa", etc. El sistema de
movimiento de aire genera una zona de presión de aire negativa en
los conductos conectados al orificio de entrada 556, que crea una
zona de presión de aire negativa cercana al orificio de entrada 556.
La zona de presión de aire negativa aspira partículas sueltas y
aire hacia el interior del orificio de entrada de aire 556 y el
sistema de movimiento de aire está configurado además para depositar
las partículas sueltas en un recipiente de material residual
contenido en el robot 100. Por consiguiente, el aire presurizado
expulsado desde el orificio de chorro de aire 554 se desplaza a
través del ancho de limpieza dentro de la primera zona de limpieza
A y lleva las partículas sueltas de la superficie de limpieza hacia
una zona de presión de aire negativa cercana al orificio de entrada
de aire 556. Las partículas sueltas se aspiran desde la superficie
de limpieza a través del orificio de entrada de aire 556 y se
depositan en el interior de un recipiente de residuos contenido en
el robot 100. La primera zona de limpieza A está definida además por
un canal casi rectangular formado entre el orificio de chorro de
aire 554 y el orificio de entrada de aire 556. El canal está
definido por una pared delantera y una pared trasera opuestas de un
área rebajada rectangular 574, la cual es una forma contorneada
formada en la superficie inferior del armazón de robot 200. La pared
delantera y la pared trasera son sustancialmente transversales al
eje longitudinal 106. El canal está definido además por una primera
paleta "raspadora" (de guiado de flujo de aire) amoldable 576
acoplada al armazón de robot 200, por ejemplo a lo largo del borde
trasero del área rebajada 574 y que se extiende desde la superficie
inferior del armazón hasta la superficie de limpieza.
La paleta raspadora de guiado de flujo de aire
está montada para hacer contacto o casi contacto con la superficie
de limpieza. La paleta raspadora de guiado de flujo de aire 576 está
formada preferentemente a partir de un delgado material moldeado,
flexible y amoldable, por ejemplo un elemento en forma de barra con
un grosor de 1 a 2 mm moldeado a partir de caucho de neopreno o
similar. La paleta raspadora de guiado de flujo de aire 576, o al
menos una parte de la paleta raspadora de guiado de flujo de aire,
puede estar cubierta con un material de baja fricción, por ejemplo
una resina de fluoropolímero para reducir la fricción entre la
paleta raspadora de guiado de flujo de aire y la superficie de
limpieza. La paleta raspadora de guiado de flujo de aire 576 puede
estar acoplada al armazón de robot 200 mediante una unión adhesiva o
mediante otros medios adecuados. La paleta de guiado de aire 576,
hacia la parte trasera del robot, está inclinada con respecto a la
dirección de desplazamiento, entre 95 y 120 grados aproximadamente
con respecto a la dirección de desplazamiento. El extremo de la
paleta 576 más cercano a la boquilla de vacío 556 está más próximo a
la parte trasera. Por consiguiente, los desechos tenderán a moverse
a lo largo de la paleta inclinada 576 a medida que el robot avanza.
Tal y como se ilustra en la Fig. 2, la paleta de guiado inclinada
578 apunta sustancialmente hacia la entrada de vacío de tal manera
que la entrada de vacío también introduce aire y desechos a lo largo
del lado delantero de la paleta de guiado inclinada más pequeña
578. La pequeña paleta de vacío en seco está situada para desviar
objetos más ligeros, que de otro modo se soplarían pasado el
orificio de aspiración, hacia el orificio de aspiración para
introducirse en el mismo. También dirige objetos más grandes hacia
este orifico.
La rueda orientable delantera, como la mostrada
en la Fig. 2 cerca de la parte delantera del robot, está limitada
generalmente a un movimiento de lado a lado de 180 grados. Sin
embargo, determinadas realizaciones pueden beneficiarse de mayores
intervalos de movimiento. Por ejemplo, el criterio para determinadas
realizaciones de la rueda orientable delantera es de o bien 360
grados (movimiento libre) o bien inferior a 180 grados (movimiento
limitado pero reversible), pero está comprendido normalmente entre
160 y 170 grados para realizaciones comerciales. Determinados
intervalos de movimiento de la rueda orientable pueden hacer que la
rueda quede atascada en un desplazamiento hacia atrás.
El canal de la primera zona de limpieza A
proporciona un mayor volumen entre la superficie de limpieza y la
superficie inferior del armazón de robot 200 local a la primera zona
de limpieza A. El mayor volumen guía el flujo de aire entre el
orificio de chorro 554 y el orificio de entrada de aire 556, y la
paleta raspadora de guiado de flujo de aire 576 impide que las
partículas sueltas y que el flujo de aire se escapen de la primera
zona de limpieza A en la dirección hacia atrás. Además de guiar el
chorro de aire y las partículas sueltas a través del ancho de
limpieza, la primera paleta raspadora de guiado de flujo de aire 576
también puede ejercer una fuerza de fricción contra los
contaminantes de la superficie de limpieza para ayudar a separar los
contaminantes de la superficie de limpieza a medida que el robot se
mueve en la dirección de avance. La primera paleta raspadora
amoldable de guiado de flujo de aire 576 está configurada para ser
lo bastante amoldable como para adaptar su forma de perfil a las
discontinuidades de la superficie de limpieza, tales como los marcos
de las puertas, molduras, resaltes, sin entorpecer el avance del
robot 100.
Una segunda paleta raspadora amoldable de guiado
de flujo de aire 578 también puede estar dispuesta en la primera
zona de limpieza A para guiar además el chorro de aire hacia la zona
de presión negativa que rodea al orificio de entrada de aire 554.
La segunda paleta raspadora amoldable de guiado de flujo de aire
tiene una construcción similar a la primera paleta raspadora
amoldable de guiado de flujo de aire 576 y está acoplada a la
superficie inferior del armazón de robot 200 para guiar además el
aire y las partículas sueltas que se mueven a través del canal. En
un ejemplo, una segunda área rebajada 579 está formada en la
superficie inferior del armazón 200 y la segunda paleta raspadora
amoldable de guiado de flujo de aire 576 sobresale hacia el
interior de la primera área rebajada 574 en un ángulo agudo
comprendido normalmente entre 30º y 60º con respecto al eje
transversal 108. La segunda paleta amoldable de guiado de flujo de
aire se extiende desde el borde delantero del área rebajada 574 y
sobresale hacia el interior del canal aproximadamente entre un
tercio y la mitad de la dimensión longitudinal del canal.
La primera zona de limpieza A atraviesa la
superficie de limpieza a lo largo de una trayectoria de limpieza y
recoge partículas sueltas a lo largo del ancho de limpieza. Al
Recoger las partículas sueltas antes de que la segunda zona de
limpieza B pase sobre la trayectoria de limpieza, las partículas
sueltas se recogen antes de que la segunda zona de limpieza aplique
un fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza. Una ventaja
de recoger las partículas sueltas con la primera zona de limpieza es
que las partículas sueltas se recogen cuando todavía están secas.
Una vez que las partículas sueltas absorban el fluido de limpieza
aplicado por la segunda zona de limpieza son más difíciles de
recoger. Además, el fluido de limpieza absorbido por las partículas
sueltas no está disponible para limpiar la superficie, por lo que la
eficacia de limpieza de la segunda zona de limpieza B puede
degradarse. La primera zona de limpieza ahorra generalmente al
usuario la tarea de barrer antes de fregar, y generalmente es un
tratamiento previo. Sin embargo, en una configuración alternativa,
la primera zona de limpieza es un vacío en seco que puede funcionar
por separado y aparte de la funcionalidad de limpieza en mojado del
robot. Además, en ese caso, la primera zona de limpieza puede estar
dotada de un cepillo giratorio o de cepillos de rotación inversa, o
puede utilizar solamente cepillos en lugar de un cepillo y
vacío.
En otra realización, la primera zona de limpieza
puede estar configurada con otros elementos de limpieza tales como
cepillos de rotación inversa que se extienden a través del ancho de
limpieza para conducir las partículas sueltas hacia el interior de
un receptáculo. En otra realización, un sistema de movimiento de
aire puede estar configurado para recibir aire y partículas sueltas
desde la superficie de limpieza a través de un orificio de entrada
de aire alargado que se extiende a través del ancho de limpieza. En
particular, otras realizaciones que pueden utilizarse para
proporcionar una primera zona de limpieza según la presente
invención se desvelan en la patente estadounidense número
6.883.201, a nombre de Jones y col., titulada Autonomous
Floor-Cleaning Robot.
La Fig. 22 ilustra elementos similares a los
ilustrados en la Fig. 3. En la siguiente descripción se utiliza
alguna terminología alternativa. Los elementos mostrados en la Fig.
22 son la placa eléctrica principal 300, una bomba accionada por
"leva" 706, la rueda orientable delantera 960, una placa de
circuito de estasis 300a que contiene componentes y sensores de
"estasis" IR (es decir, que detectan cuándo la rueda delantera
no gira junto con las ruedas de accionamiento, indicando que el
robot puede estar atrapado), una PCI de conmutador de láminas 300b,
una PCI de enchufe de carga 300c para alojar un cable de carga de
batería, una paleta de contacto con batería 777 para hacer contacto
con la batería cuando está colocada en el cuerpo del robot, una
junta estanca/junta hermética de placa 301 alineada con el borde de
la placa 300 y que se acopla a la envoltura para proteger del agua
a la placa 300, un amortiguador de choques 200, el armazón principal
200, el motor y el sistema de transmisión 608 del cabezal de
limpieza en mojado situados sustancialmente de manera alineada con
el cabezal de limpieza en mojado, un ensamblado izquierdo de
rueda/sistema de transmisión 909 (que muestra resortes de empuje,
la suspensión, un tren planetario integrado u otro tren de
engranajes), un ensamblado derecho de rueda/sistema de transmisión
(dispuesto de manera similar), un conducto de vacío en seco
bifurcado y un conducto de escape 517a, 517b, un filtro
reemplazable para el ensamblado de ventilador (que debe tener poros
suficientemente pequeños y una superficie configurada para impedir
que entren partículas y una gran cantidad de agua en el ensamblado
de ventilador), una primera boquilla de rociado 712 (o boquilla de
rociado izquierda 712), una segunda boquilla de rociado 714 (o
boquilla de rociado derecha 714), un tubo de boquilla para la
boquilla de rociado derecha, el ensamblado de ventilador 502, la
envoltura interior del cuerpo principal de robot y elementos de
sujeción metálicos para fijar la envoltura interior al armazón.
\newpage
La placa de circuito de estasis 300a, la PCI de
conmutador de láminas 300b y el enchufe de carga 300c son partes
que pueden o deben volverse resistentes al agua o impermeables
mediante las estructuras descritas en este documento. Estas PCI,
tal y como se muestra en la Fig. 22, tienden a estar colocadas para
soportar las partes electrónicas y de detección asociadas.
El vacío en seco puede estar dotado de un
cepillo de limpieza principal para conducir la suciedad al interior
de un pequeño cubo de recogida de suciedad. Este cubo puede estar
montado delante del cepillo o detrás (con modificaciones apropiadas
en el recubrimiento del cepillo). Además de cubrir el suelo con una
delgada capa de agua, la cual se evapora y aumenta la humedad
relativa, los conductos para el escape de vacío pueden estar
dirigidos para soplar aire constantemente a través del agua en el
tanque sucio o en el tanque limpio. El aire que sale del tanque
sucio o del tanque limpio tenderá a tener una mayor humedad relativa
que el aire que entra en el mismo, aumentando además la humedad en
la habitación, y si el fluido de limpieza ha añadido fragancia,
puede esparcirse por la habitación.
La segunda zona de limpieza B incluye un
aplicador de líquido 700 (también o como alternativa, un cabezal de
rociado y/o esparcidor) configurado para aplicar un fluido de
limpieza sobre la superficie de limpieza y el fluido de limpieza se
aplica preferentemente de manera uniforme a través de todo el ancho
de limpieza. El aplicador de líquido 700 está acoplado al armazón
200 e incluye al menos una boquilla configurada para rociar el
fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza. La segunda zona
de limpieza B también puede incluir un módulo de fregado 600
(también o como alternativa, un cepillo motorizado) para llevar a
cabo otras tareas de limpieza a través del ancho de limpieza
después de que el fluido de limpieza se haya aplicado sobre la
superficie de limpieza. El módulo de fregado 600 puede incluir un
elemento embadurnador dispuesto a través del ancho de limpieza para
embadurnar el fluido de limpieza para distribuirlo de una manera más
uniforme sobre la superficie de limpieza. La segunda zona de
limpieza B también puede incluir un elemento de fregado activo o
pasivo, un cepillo de fregado, un elemento frotador o un paño
configurado para fregar la superficie de limpieza a través del
ancho de limpieza. La segunda zona de limpieza B también puede
incluir un segundo aparato de recogida (también o como alternativa,
un vacío en mojado dirigido a una superficie mojada o a un cepillo
mojado) configurado para recoger materiales residuales de la
superficie de limpieza a través del ancho de limpieza, y el segundo
aparato de recogida está configurado especialmente para recoger
materiales residuales líquidos.
El módulo aplicador de líquido 700, mostrado de
manera esquemática en la Fig. 5, está configurado para aplicar un
volumen medido de fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza
a través del ancho de limpieza. "Módulo aplicador de líquido",
tal y como se utiliza en este documento, puede significar
"boquilla", "cabezal de rociado" y/o "elemento
frotador/cepillo esparcidor". Además, el módulo aplicador de
líquido puede rociar el suelo directamente, rociar un rodillo o
cepillo portador de fluido, o aplicar fluido mediante una acción
capilar o de goteo al suelo, cepillo, rodillo o bayeta. El módulo
aplicador de líquido 700 recibe una cantidad de fluido de limpieza
desde un recipiente de suministro de fluido de limpieza S, contenido
en el armazón 200, y bombea el fluido de limpieza a través de una o
más boquillas de rociado dispuestas en el armazón 200. Las boquillas
de rociado están acopladas al armazón de robot 200 detrás de la
primera zona de limpieza A y cada boquilla está orientada para
aplicar fluido de limpieza sobre la superficie de limpieza. En una
realización preferida, un par de boquillas de rociado están
acopladas al armazón de robot 200 en un borde distal izquierdo y en
un borde derecho distales del ancho de limpieza W. Cada boquilla
está orientada para rociar fluido de limpieza hacia el extremo
opuesto del ancho de limpieza. Cada boquilla se bombea por separado
para expulsar un patrón de rociado y la carrera de bombeo de cada
boquilla se produce aproximadamente con un desfase de 180 grados con
respecto a la otra boquilla, de manera que una de las dos boquillas
siempre está aplicando fluido de limpieza.
Haciendo referencia a la Fig. 5, el módulo
aplicador de líquido 700 incluye un recipiente de suministro de
fluido de limpieza S, que está contenido en el armazón 200 (y/o un
compartimento dentro de un tanque integrado) y que puede extraerse
del mismo por un usuario para rellenar el recipiente con fluido de
limpieza (como alternativa, el recipiente S se rellena con agua,
concentrado de limpieza que se suministra desde otro compartimento o
como un sólido o polvos). El recipiente de suministro S está
configurado con una abertura de drenaje o de salida 702 formada a
través de una superficie de base del mismo. Un conducto de fluido
704 recibe fluido de limpieza desde la abertura de salida 702 y
suministra una cantidad de fluido de limpieza a un ensamblado de
bomba 706. El ensamblado de bomba 706 incluye una parte de bomba
izquierda 708 y una parte de bomba derecha 710, accionadas por una
leva giratoria, mostradas en la Fig. 7. La parte de bomba izquierda
708 bombea fluido de limpieza a una boquilla de rociado izquierda
712 a través de un conducto 716 y la parte de bomba derecha 710
bombea fluido de limpieza a una boquilla de rociado derecha 714 a
través de un conducto 718.
Un ensamblado de válvula de cierre, mostrado en
la vista seccionada de la Fig. 6, incluye una parte superior hembra
720, instalada dentro del recipiente de suministro S, y una parte
macho 721 acoplada al armazón 200. La parte hembra 720 cierra y
sella nominalmente la abertura de salida 702. La parte macho 721
abre la abertura de salida 702 para que el fluido de limpieza pueda
acceder al interior del recipiente de suministro S. La parte hembra
720 incluye un alojamiento superior 722, un tope móvil empujado por
resorte 724, un resorte de compresión 726 para empujar el tope 724
hasta una posición cerrada, y una junta hermética 728 para sellar
la abertura de salida 702. El alojamiento superior 722 también puede
soportar un elemento de filtro 730 dentro del recipiente de
suministro S para filtrar contaminantes del fluido de limpieza antes
de que el fluido salga del recipiente de suministro S.
La parte macho 721 del ensamblado de válvula de
cierre incluye un accesorio macho hueco 732 formado para insertarse
dentro de la abertura de salida 702 y para penetrar en la junta
hermética 728. La inserción del accesorio macho hueco 732 en la
abertura de salida 702 desplaza hacia arriba el tope móvil 724
contra el resorte de compresión 726 para abrir la válvula de
cierre. El accesorio macho hueco 732 está formado con un tubo de
flujo 734 a lo largo de su eje longitudinal central y el flujo de
tubo 734 incluye una o más aberturas 735 en su extremo más alto
para recibir fluido de limpieza dentro del tubo de flujo 734. En su
extremo inferior, el tubo de flujo 734 está en comunicación de
fluidos con un accesorio de tubo flexible 736 acoplado a o formado
de manera solidaria con el accesorio macho 732. El accesorio de tubo
flexible 736 comprende un elemento de tubo que presenta un paso de
fluido hueco 737 que pasa a través del mismo, y está acoplado al
tubo flexible o conducto de fluido 704 que recibe fluido desde el
accesorio de tubo flexible 736 y suministra el fluido al ensamblado
de bomba 706. El tubo de fluido 734 también puede incluir un
elemento de filtro 739 extraíble por el usuario instalado en el
mismo para filtrar el fluido de limpieza cuando sale del recipiente
de suministro S.
Según la invención, la parte macho de válvula de
cierre 721 está fijado al armazón 200 y está enganchada con la
parte hembra 720, que está fijada al recipiente S. Cuando el
recipiente S está instalado en el armazón en su posición de
funcionamiento, la parte macho 721 se engancha con la parte hembra
720 para abrir la abertura de salida 702. Una cantidad de fluido de
limpieza fluye desde el recipiente de suministro S hasta el
ensamblado de bomba 706 y el flujo puede ayudarse por la gravedad o
aspirarse mediante el ensamblado de bomba o por ambos medios.
El accesorio de tubo flexible 736 está equipado
además con un par de elementos eléctricamente conductores, no
mostrados, dispuestos en la superficie interna del paso de flujo de
fluido de accesorio de tubo flexible 737 y los dos elementos
conductores dentro de la cámara de flujo están aislados
eléctricamente entre sí. Un circuito de medición, no mostrado, crea
una diferencia de potencial eléctrico entre el par de elementos
eléctricamente conductores y cuando el fluido de limpieza está
presente dentro del paso de flujo 737, fluye corriente desde un
electrodo al otro a través del fluido de limpieza y el circuito de
medición detecta el flujo de corriente. Cuando el recipiente S está
vacío, el circuito de medición no puede detectar el flujo de
corriente y, en respuesta, envía una señal de recipiente de
suministro vacío al controlador maestro 300. En respuesta a la
recepción de la señal de recipiente de suministro vacío, el
controlador maestro 300 realiza una acción adecuada.
El ensamblado de bomba 706 ilustrado en la Fig.
5 incluye una parte de bomba izquierda 708 y una parte de bomba
derecha 710. El ensamblado de bomba 706 recibe un flujo continuo de
fluido de limpieza desde el recipiente de suministro S y suministra
alternativamente fluido de limpieza a la boquilla izquierda 712 y a
la boquilla derecha 714. La Fig. 7 ilustra el ensamblado de bomba
706 en una vista seccionada y el ensamblado de bomba 706 se muestra
montado en la superficie superior del armazón 200 de la Fig. 3. El
ensamblado de bomba 706 incluye un elemento de leva 738 montado en
un árbol de accionamiento por motor para la rotación alrededor de
un eje de rotación. El motor, no mostrado, hace girar el elemento de
leva 738 a una velocidad angular sustancialmente constante bajo el
control del controlador maestro 300. Sin embargo, la velocidad
angular del elemento de leva 738 puede aumentarse o disminuirse
para variar la frecuencia de bombeo de la boquilla de rociado
izquierda 712 y de la boquilla de rociado derecha 714. En
particular, la velocidad angular del elemento de leva 738 controla
el caudal de masa del fluido de limpieza aplicado sobre la
superficie de limpieza. Según un aspecto de la presente invención,
la velocidad angular del elemento de leva 738 puede ajustarse en
proporción a la velocidad de avance del robot para aplicar un
volumen uniforme de fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza independientemente de la velocidad del robot. Como
alternativa, los cambios en la velocidad angular del elemento de
leva 738 pueden utilizarse para aumentar o disminuir el caudal de de
masa del fluido de limpieza aplicado sobre la superficie de
limpieza según se desee.
El ensamblado de bomba 706 incluye un elemento
basculante 761 montado para pivotar alrededor un eje de pivote 762.
El elemento basculante 761 incluye un par de elementos de seguidor
de leva opuestos 764 en el lado izquierdo y 766 en el lado derecho.
Cada seguidor de leva 764 y 766 permanece en un contacto constante
con un perfil circunferencial del elemento de leva 738 a medida que
el elemento de leva gira alrededor de su eje de rotación. El
elemento basculante 761 incluye además un enlace izquierdo de
accionador de bomba 763 y un enlace derecho de accionador de bomba
765. Cada enlace de accionador de bomba 763 y 7645 está acoplado de
manera fija a un tubo corto de empalme izquierdo de accionador de
cámara de bomba 759 y a un tubo corto de empalme derecho de
accionador de cámara de bomba 758. Tal y como se entenderá
fácilmente, la rotación del elemento de leva 738 hace que cada uno
de los elementos de seguidor de leva 764 y 766 siga el perfil
circunferencial de leva y el movimiento determinado por el perfil
de leva se transfiere por el elemento basculante 761 tanto al tubo
corto de empalme izquierdo de accionador 759 como al tubo corto de
empalme derecho de accionador 758. Tal y como se describe
posteriormente, el movimiento de los tubos cortos de empalme de
accionador se utiliza para bombear fluido de limpieza. El perfil de
leva está conformado particularmente para hacer que el elemento
basculante 761 haga descender el tubo corto de empalme derecho de
accionador 758 mientras que eleva simultáneamente el tubo corto de
empalme izquierdo de accionador 759, y esta acción se produce
durante los primeros 180 grados de leva. Como alternativa, los
segundos 180 grados de rotación de leva hace que el elemento
basculante 761 haga descender el tubo corto de empalme izquierdo de
accionador 759 mientras que eleva simultáneamente el tubo corto de
empalme derecho de accionador 758.
El elemento basculante 761 incluye además un
brazo de sensor 767 que soporta un imán permanente 769 acoplado en
su extremo. Un campo magnético generado por el imán 769 interactúa
con un circuito eléctrico 771 soportado cerca del imán 769 y el
circuito genera señales sensibles a los cambios en la orientación
del campo magnético, utilizándose las señales para realizar un
seguimiento del funcionamiento del ensamblado de bomba 706.
Haciendo referencia a las Figs. 7 a 9, el
ensamblado de bomba 706 comprende además una membrana flexible 744
montada entre un elemento no flexible superior 746 y un elemento no
flexible inferior 748 opuestos, respectivamente. Haciendo
referencia a la vista seccionada de la Fig. 7, el elemento flexible
744 está capturado entre un elemento no flexible superior 746 y un
elemento no flexible inferior 748. Tanto el elemento no flexible
superior 746, como el elemento flexible 744, así como el elemento
no flexible inferior 748 están formados como una lámina
sustancialmente rectangular que presenta un grosor generalmente
uniforme. Sin embargo, cada elemento también incluye patrones de
resaltes elevados y de depresiones rebajadas y otros contornos de
superficie formados en superficies opuestas de los mismos. La Fig.
8 ilustra una vista desde arriba del elemento flexible 744 y la
Fig. 9 ilustra una vista desde arriba del elemento no flexible
inferior 748. El elemento flexible 744 está formado a partir de un
material membranoso flexible tal como caucho de neopreno o similar,
y los elementos no flexibles 748 y 746 están formados cada uno a
partir de un material rígido no flexible tal como plástico duro
moldeable o similar.
Tal y como se muestra en las Figs. 8 y 9, tanto
el elemento flexible 744 como el elemento no flexible 748 son
simétricos en torno a un eje central designado como E en la figura.
En particular, los lados izquierdos de cada uno de los elementos
746, 744 y 748 se combinan para formar una parte de bomba izquierda
y los lados derechos de cada uno de los elementos 746, 744 y 748 se
combinan para formar una parte de bomba derecha. Las partes de
bomba izquierda y derecha son sustancialmente idénticas. Cuando los
tres elementos están ensamblados conjuntamente, los resaltes
elevados, las depresiones rebajadas y los contornos de superficie de
cada elemento actúan conjuntamente con los resaltes elevados, las
depresiones rebajadas y los contornos de superficie de las
superficies de contacto de otro de los elementos para crear pozos de
fluido y galerías. Los pozos y las galerías pueden estar formados
entre el elemento superior 746 y el elemento flexible 744 o entre el
elemento no flexible inferior 748 y el elemento flexible 744. En
general, el elemento flexible 744 sirve como una capa hermética
para sellar los pozos y las galerías y su flexibilidad se utiliza
para reaccionar ante cambios de presión para sellar y/o abrir los
pasos en respuesta a cambios de presión locales a medida que
funciona la bomba. Además, orificios formados a través de los
elementos permiten que el fluido entre y salga del ensamblado de
bomba y que fluya a través del elemento flexible 744.
Utilizando la parte de bomba derecha a modo de
ejemplo, el fluido de limpieza se introduce en el ensamblado de
bomba a través de una abertura 765 formada en el centro del elemento
no flexible inferior 748. La abertura 765 recibe fluido de limpieza
desde el recipiente de suministro de fluido a través del conducto
704. El fluido entrante llena una galería 766. Los resaltes 775 y
768 forman una depresión entre los mismos y un resalte elevado de
acoplamiento en el elemento flexible 744 ocupa la depresión entre
los resaltes 775 y 768. Esto confina el fluido dentro de la galería
766 y sella a presión la galería. Una abertura 774 pasa a través del
elemento flexible 744 y está en comunicación de fluidos con la
galería 766. Cuando la cámara de bomba, descrita posteriormente, se
expande, la expansión hace disminuir la presión local,
introduciéndose fluido en la galería 766 a través de la abertura
774.
El fluido introducido a través de la abertura
774 llena un pozo 772. El pozo 772 está formado entre el elemento
flexible 744 y el elemento no flexible superior 746. Un resalte 770
rodea el pozo 772 y se acopla a un contorno del elemento flexible
superior 746 para retener el fluido en el pozo 772 y para sellar a
presión el pozo. La superficie del pozo 772 es flexible, de manera
que cuando la presión dentro del pozo 772 disminuye, la base del
pozo se eleva para abrir la abertura 774 e introducir fluido a
través de la abertura 774. Sin embargo, cuando la presión dentro
del pozo 772 aumenta, debido a la contracción de la cámara de bomba,
la abertura 774 se lleva contra una superficie de tope elevada 773
alineada directamente con la abertura y el pozo 772 actúa como una
válvula de captura. Una segunda abertura 776 pasa a través del
elemento flexible 744 para permitir que el fluido pase desde el
pozo 772 a través del elemento flexible 744 y al interior de una
cámara de bomba. La cámara de bomba está formada entre el elemento
flexible 744 y el elemento no flexible inferior 748.
Haciendo referencia a la Fig. 7, una cámara de
bomba derecha 752 se muestra en una vista seccionada. La cámara 752
incluye una curvatura en forma de bóveda formada por un bucle anular
756. La curvatura en forma de bóveda es un contorno de superficie
del elemento flexible 744. El bucle anular 756 pasa a través de una
gran abertura 760 formada a través del elemento no flexible
superior 746. El volumen de la cámara de bomba se expande cuando el
accionador de bomba 765 tira hacia arriba del tubo corto de empalme
de accionador 758. La expansión de volumen disminuye la presión
dentro de la cámara de bomba y el fluido se introduce en la cámara
desde el pozo 772. El volumen de la cámara de bomba disminuye
cuando el accionador de bomba 765 empuja hacia abajo el tubo corto
de empalme de accionador 758. La disminución del volumen dentro de
la cámara aumenta la presión y la presión aumentada expulsa el
fluido fuera de la cámara de bomba.
La cámara de bomba está definida además por un
pozo 780 formado en el elemento no flexible inferior 748. El pozo
780 está rodeado por una depresión 784 formada en el elemento no
flexible inferior 748, mostrado en la Fig. 9, y un resalte 778
formado en el elemento flexible 744 se acopla a la depresión 784
para sellar a presión la cámara de bomba. La cámara de bomba 752
incluye además una abertura de salida 782 formada a través del
elemento no flexible inferior 748 y a través de la cual se expulsa
el fluido. La abertura de salida 782 suministra fluido a la
boquilla derecha 714 a través del conducto 718. La abertura de
salida 782 también es opuesta a una superficie de tope que actúa
como una válvula de retención para cerrar la abertura de salida 782
cuando disminuye la cámara de bomba.
Por lo tanto, según la presente invención, el
fluido de limpieza se extrae de un recipiente de suministro de
limpieza S mediante la acción del ensamblado de bomba 706. El
ensamblado de bomba 706 comprende dos cámaras de bomba distintas
para bombear fluido de limpieza a dos boquillas de rociado
distintas. Cada cámara de bomba está configurada para suministrar
fluido de limpieza a una única boquilla en respuesta a un rápido
aumento de presión dentro de la cámara de bomba. La presión dentro
de la cámara de bomba está determinada por el perfil de leva, que
está formado para llevar fluido a cada boquilla con el fin de rociar
una capa sustancialmente uniforme de fluido de limpieza sobre la
superficie de limpieza. En particular, el perfil de leva está
configurado para suministrar un volumen sustancialmente uniforme de
fluido de limpieza por unidad de longitud de ancho de limpieza W.
En general, el aplicador de líquido de la presente invención está
configurado para aplicar fluido de limpieza a una tasa volumétrica
que oscila entre 0,2 y 5 ml por pie cuadrado aproximadamente, y
preferentemente en el intervalo comprendido entre 0,6 y 2 ml por pie
cuadrado aproximadamente. Sin embargo, dependiendo de la
aplicación, el aplicador de líquido de la presente invención puede
aplicar cualquier capa volumétrica deseada sobre la superficie.
Además, el sistema aplicador de fluido de la presente invención
puede utilizarse para aplicar otros líquidos sobre una superficie
de suelo tal como cera, pintura, desinfectante, recubrimientos
químicos, etc.
Tal y como se describe posteriormente en mayor
detalle, un usuario puede extraer el recipiente de suministro S del
armazón del robot y llenar el recipiente de suministro con un
volumen medido de agua limpia y con un volumen medido
correspondiente de un agente limpiador. El agua y el agente
limpiador pueden verterse dentro del recipiente de suministro S a
través de una abertura de acceso de recipiente de suministro 168 que
está tapada por una tapa extraíble 172, mostrada en la Fig. 17. El
recipiente de suministro S está configurado con una capacidad de
volumen de líquido de 1100 ml aproximadamente (37 onzas de fluido) y
los volúmenes deseados de agente limpiador y de agua limpia pueden
verterse en el tanque de suministro en una proporción adecuada para
una aplicación de limpieza particular.
El módulo de fregado 600, según una realización
preferida de la presente invención, se muestra en una vista
isométrica en despiece ordenado en la Fig. 10 y en la vista desde
abajo del robot mostrada en la Fig. 2. El módulo de fregado 600
puede estar configurado como un subensamblado aparte que se acopla
al armazón 200 pero que puede extraerse del mismo, por un usuario,
para limpiar o dar servicio de otro modo a los elementos de
limpieza del mismo. Otras disposiciones pueden estar configuradas
sin apartarse de la presente invención. Por ejemplo, en una
configuración alternativa, la pared superior del módulo de fregado
600 será esencialmente parte de/solidaria con el cuerpo principal
de robot, pero el módulo de fregado se abre tal y como se muestra
para permitir limpiar el cepillo, la rasqueta y una cavidad interna
(en este caso, "módulo de fregado" es una terminología
apropiada). Un módulo de fregado fácilmente extraíble puede
denominarse como un "cartucho", por ejemplo un cartucho de
fregado o un cartucho de cabezal de limpieza. El módulo de fregado
600 se instala y se encaja en una cavidad hueca 602 formada en el
lado inferior del armazón 200. Puede observarse un perfil de la
cavidad hueca 602 en el lado derecho del armazón 200 en la Fig. 3.
Los elementos de limpieza del módulo de fregado 600 están colocados
detrás del módulo aplicador de líquido 700 para llevar a cabo
operaciones de limpieza sobre una superficie de limpieza
mojada.
En una realización preferida, el módulo de
fregado 600 incluye un elemento esparcidor o embadurnador pasivo
(también, y como alternativa, "esparcidor" o "cepillo
esparcidor") 612 acoplado a un borde delantero del mismo y
dispuesto a través del ancho de limpieza. El cepillo esparcidor o
embadurnador 612 se extiende hacia abajo desde el módulo de fregado
600 y está configurado para hacer contacto o casi contacto con la
superficie de limpieza a través del ancho de limpieza. A medida que
el robot 100 se desplaza en la dirección de avance, el cepillo
embadurnador 612 se mueve sobre el patrón de fluido de limpieza
aplicado por el aplicador de líquido y embadurna o esparce de
manera más uniforme el fluido de limpieza sobre la superficie de
limpieza. El cepillo embadurnador o esparcidor 612, mostrado en las
Figs. 2 y 10, comprende una pluralidad de cerdas embadurnadoras
amoldables y blandas 614, estando capturado un primer extremo de
cada cerda en un elemento de sujeción tal como un canal metálico
ondulado o cualquier otro elemento de sujeción adecuado. Un segundo
extremo de cada cerda embadurnadora 614 puede doblarse libremente
cuando cada cerda hace contacto con la superficie de limpieza. La
longitud y el diámetro de las cerdas embadurnadoras o esparcidoras
614, así como una dimensión de interferencia nominal que las cerdas
embadurnadoras forman con respecto a la superficie de limpieza,
pueden variarse para ajustar la rigidez de las cerdas y, por lo
tanto, influir en la acción de embadurnado. En una realización
preferida de la presente invención, el embadurnador o esparcidor 612
comprende cerdas de nailon con un diámetro de cerda medio
comprendido en el intervalo entre 0,05 y 0,2 mm (0,002 y 0,008
pulgadas) aproximadamente. La longitud nominal de cada cerda 614 es
de aproximadamente 16 mm (0,62 pulgadas) entre el elemento de
sujeción y la superficie de limpieza, y las cerdas 614 están
configuradas con una dimensión de interferencia de 0,75 mm (0,03
pulgadas) aproximadamente. El cepillo embadurnador 612 también puede
dispersar el exceso de fluido de limpieza aplicado a la superficie
de limpieza y distribuir el fluido de limpieza dispersado a otras
ubicaciones. Por supuesto, también pueden utilizarse otros
elementos embadurnadores o cepillos esparcidores tales como un
elemento de paleta amoldable y flexible, elementos esponjosos o un
elemento rodante en contacto con la superficie de limpieza. En caso
de que múltiples boquillas o chorros de rociado uniformemente
separados dirijan el fluido (mediante rociado, goteo o flujo) en un
patrón regularmente espaciado sin un cepillo embadurnador, los
múltiples chorros de rociado uniformemente separados funcionan como
un "esparcidor".
El módulo de fregado 600 puede incluir, por
ejemplo, un elemento de fregado, un cepillo de fregado, un elemento
frotador o un paño 604; sin embargo, la presente invención puede
utilizarse sin un elemento de fregado. El elemento de fregado hace
contacto con la superficie de limpieza durante las operaciones de
limpieza y agita el fluido de limpieza para mezclarlo con
contaminantes para emulsionar, disolver o reaccionar químicamente
de otro modo con contaminantes. El elemento de fregado, cepillo de
fregado, elemento frotador o paño también genera una fuerza de
rozamiento a medida que se mueve con respecto a la superficie de
limpieza y la fuerza ayuda a eliminar la adhesión y otras uniones
entre los contaminantes y la superficie de limpieza. Además, el
elemento de fregado puede ser un elemento pasivo o un elemento
activo y puede hacer contacto directamente con la superficie de
limpieza, puede no hacer contacto con la superficie de limpieza o
puede estar configurado para moverse y establecer un contacto
intermitente con la superficie de limpieza.
En una realización según la presente invención,
un elemento de fregado pasivo, cepillo de fregado, elemento
frotador o paño está acoplado al módulo de fregado 600 o a otro
punto de acoplamiento del armazón 200 y dispuesto para hacer
contacto con la superficie de limpieza a través del ancho de
limpieza. Una fuerza se genera entre el elemento de fregado pasivo
y la superficie de limpieza a medida que el robot se desplaza en la
dirección de avance. El elemento de fregado pasivo, cepillo de
fregado, elemento frotador o paño puede comprender una pluralidad
de cerdas de fregado mantenidas en contacto con la superficie de
limpieza, un material tejido o no tejido, por ejemplo una bayeta o
un material laminado, mantenido en contacto con la superficie de
limpieza, o un elemento sólido amoldable, tal como una esponja u
otro elemento espumoso, sólido, poroso y amoldable, mantenido en
contacto con la superficie de limpieza. En particular, un cepillo de
fregado convencional, esponja o bayeta utilizados para fregar puede
estar acoplado de manera fija al robot 100 y mantenido en contacto
con la superficie de limpieza a través del ancho de limpieza detrás
del aplicador de líquido para fregar la superficie de limpieza a
medida que el robot 100 avanza sobre la superficie de limpieza.
Además, el elemento de fregado pasivo puede estar configurado para
poder sustituirse por el usuario o para rellenarse automáticamente,
por ejemplo utilizando un rodillo de alimentación y un rodillo
absorbente para hacer avanzar el material de fregado limpio en
contacto con la superficie de limpieza.
En otra realización según la presente invención,
uno o más elementos de fregado activos pueden moverse con respecto
a la superficie de limpieza y con respecto al armazón del robot. El
movimiento de los elementos de fregado activos aumenta el trabajo
realizado entre el elemento de fregado, cepillo de fregado, elemento
frotador o paños y la superficie de limpieza. Cada elemento de
fregado móvil se acciona para moverse con respecto al armazón 200
mediante un módulo de accionamiento, también acoplado al armazón
200. Los elementos de fregado activos también pueden comprender una
bayeta o material laminado mantenido en contacto con la superficie
de limpieza, o un elemento sólido amoldable tal como una esponja u
otro elemento espumoso, sólido, poroso y amoldable mantenido en
contacto con la superficie de limpieza y que se hace vibrar mediante
un elemento de soporte vibrante. Otros elementos de fregado activos
también pueden incluir una pluralidad de cerdas de fregado y/o
cualquier cepillo de fregado convencional soportado de manera
móvil, esponja o bayeta utilizados para el fregado o también puede
utilizarse un emisor de ultrasonidos para generar la acción de
fregado. El movimiento relativo entre los elementos de fregado
activos y el armazón puede comprender un movimiento lineal o un
movimiento giratorio y los elementos de fregado activos pueden
estar configurados para poder sustituirse y limpiarse por un
usuario.
Haciendo referencia ahora a las Figs. 10 a 12,
una realización preferida de la presente invención incluye un
elemento de fregado activo. El elemento de fregado activo comprende
un ensamblado de cepillo giratorio 604 dispuesto a través del ancho
de limpieza, detrás de las boquillas de aplicador de líquido 712,
714, para fregar de manera activa la superficie de limpieza después
de que el fluido de limpieza se haya aplicado sobre la misma. El
ensamblado de cepillo giratorio 604 comprende un elemento de
sujeción de cerdas cilíndrico 618 para soportar cerdas de fregado
616 que se extienden radialmente hacia fuera del mismo. El
ensamblado de cepillo giratorio 604 está soportado para girar
alrededor de un eje de rotación que se extiende sustancialmente de
manera paralela al ancho de limpieza. Las cerdas de fregado 616 son
lo bastante largas como para interferir con la superficie de
limpieza durante la rotación de manera que las cerdas de fregado 616
se doblan por el contacto con la superficie de limpieza.
Las cerdas de fregado 616 están instaladas en el
ensamblado de cepillo en grupos o conjuntos, comprendiendo cada
conjunto una pluralidad de cerdas sujetadas por un único elemento de
sujeción o dispositivo de acoplamiento. Las ubicaciones de los
conjuntos están dispuestas a lo largo de una longitud longitudinal
del elemento de sujeción de cerdas 618 en un patrón. El patrón pone
al menos un conjunto de cerdas en contacto con la superficie de
limpieza a través del ancho de limpieza durante cada revolución del
elemento de cepillo giratorio 604. La rotación del elemento de
cepillo 604 se realiza en el sentido de las agujas del reloj según
se mira desde el lado derecho, de manera que el movimiento relativo
entre las cerdas de fregado 616 y la superficie de limpieza tiende
a llevar los contaminantes sueltos y el líquido residual en la
dirección hacia atrás. Además, la fuerza de fricción generada por
la rotación en el sentido de las agujas del reloj del elemento de
cepillo 604 tiende a accionar el robot en la dirección de avance
sumándose de ese modo a la fuerza de accionamiento hacia delante
del sistema de accionamiento de transporte del robot. La dimensión
nominal de cada cerda de fregado 616 que se extiende desde el
elemento de sujeción cilíndrico 618 hace que la cerda interfiera con
la superficie de limpieza y se doble cuando hace contacto con la
superficie. La dimensión de interferencia es la longitud de cerda
que supera la longitud requerida para hacer contacto con la
superficie de limpieza. Cada una de estas dimensiones más el
diámetro nominal de las cerdas de fregado 616 puede modificarse para
influir en la rigidez de las cerdas y, por lo tanto, en la acción
de fregado resultante. Se ha observado que configurando el elemento
de cepillo de fregado 604 con cerdas de nailon que presentan una
dimensión de doblado de entre 16 y 40 mm (0,62 y 1,6 pulgadas)
aproximadamente, un diámetro de cerda de 0,15 mm (0,006 pulgadas)
aproximadamente y una dimensión de interferencia de 0,75 mm (0,03
pulgadas) aproximadamente, se proporciona un buen rendimiento de
fregado. En otro ejemplo, tiras de material de fregado pueden estar
dispuestas a lo largo de una longitud longitudinal del elemento de
sujeción de cerdas 618 en un patrón, acopladas al mismo para girar
con el mismo. La Fig. 23 ilustra una segunda vista isométrica
esquemática en despiece ordenado de un cabezal de limpieza o módulo
de fregado similar al ilustrado en las Figs. 10 y 11. En la Fig. 23
puede observarse más claramente la disposición de una envoltura
superior 638, un cepillo estático 614, un cuerpo de cartucho 634,
una rasqueta 630 y un cepillo esparcidor 604. La envoltura superior
638 y el cuerpo de cartucho 634 están unidos de manera pivotante
por la varilla metálica 640; el cepillo de doble hélice 604 se apoya
en el cuerpo de cartucho 634, aunque puede extraerse, y la rasqueta
630 ilustrada en la Fig. 23 es una rasqueta de una sola pieza con
canales a través de la misma para que el vacío introduzca
líquido.
El módulo de fregado 600 también puede incluir
un segundo aparato de recogida (también y como alternativa,
"vacío en mojado") configurado para recoger líquido residual de
la superficie de limpieza a través del ancho de limpieza. El
segundo aparato de recogida está colocado generalmente detrás de las
boquillas de aplicador de líquido 712, 714, detrás del cepillo
embadurnador y detrás del elemento de fregado. En una realización
preferida según la presente invención, un módulo de fregado 600 se
muestra en una vista seccionada en la Fig. 12A. El elemento
embadurnador 612 se muestra acoplado al módulo de fregado en su
borde delantero y el ensamblado de cepillo de fregado giratorio 604
se muestra montado en el centro del módulo de fregado. Detrás del
ensamblado de cepillo de fregado 604, una rasqueta 630 hace
contacto con la superficie de limpieza a través de todo su ancho de
limpieza para recoger líquido residual a medida que el robot 100
avanza en la dirección hacia delante. Un sistema de vacío introduce
aire a través de orificios en la rasqueta para aspirar líquido
residual desde la superficie de limpieza. El sistema de vacío
deposita el líquido residual en un recipiente de almacenamiento de
residuos contenido en el armazón de robot 200. Como alternativa, el
robot puede reciclar todo o parte del fluido, es decir, una parte
del fluido residual puede depurarse, o el fluido residual puede
enviarse a un único tanque limpio/de residuos, ya sea filtrado o
sin filtrar.
Tal y como se detalla en la vista seccionada de
la Fig. 12A, la rasqueta 630 comprende un elemento vertical 1002 y
un elemento horizontal 1004. Cada uno de los elementos 1002 y 1004
está formado a partir de un material sustancialmente flexible y
amoldable tal como neopreno u otro caucho esponjoso, silicona, etc.
También puede utilizarse una construcción de rasqueta de una sola
pieza. En una realización preferida, el elemento vertical 1002
comprende un material de durómetro más flexible y es más deformable
y amoldable que el elemento horizontal 1004. El elemento de
rasqueta vertical 1002 hace contacto con la superficie de limpieza
en un borde inferior 1006 o a lo largo de una superficie orientada
hacia delante del elemento vertical 1002 cuando el elemento
vertical está ligeramente doblado hacia atrás por la interferencia
con la superficie de limpieza. El borde inferior 1006 o la
superficie delantera permanece en contacto con la superficie de
limpieza durante el movimiento de avance del robot y recoge líquido
residual a lo largo de la superficie delantera. El líquido residual
se recoge a lo largo de toda la longitud de la superficie delantera
y del borde inferior 1006. El elemento de rasqueta horizontal 1004
incluye elementos separadores 1008 que se extienden hacia atrás
desde su cuerpo principal 1010 y los elementos separadores 1008
definen un canal de aspiración 1012 entre el elemento de rasqueta
vertical 1002 y el elemento de rasqueta horizontal 1004. Los
elementos separadores 1008 son elementos discretos dispuestos a lo
largo de todo el ancho de limpieza, proporcionando el espacio
abierto entre los elementos separadores adyacentes 1008 un paso
para el líquido residual que va a aspirarse a través del mismo.
Una boquilla de interfaz de vacío 1014 está
prevista en la pared superior del módulo de fregado 600. La boquilla
de vacío 1014 se comunica con el sistema de movimiento de aire e
introduce aire a través de la boquilla de vacío 1014. El módulo de
fregado 600 está configurado con una cámara de vacío sellada 1016,
que se extiende desde la boquilla de vacío 1014 hasta el canal de
aspiración 1012 y se extiende a lo largo de todo el ancho de
limpieza. El aire extraído de la cámara de vacío 1016 reduce la
presión de aire en la salida del canal de aspiración 1012 y la
menor presión de aire introduce líquido residual y aire desde la
superficie de limpieza. El líquido residual que se introduce a
través del canal de aspiración 1012 entra en la cámara 1016 y se
extrae de la cámara 1016 depositándose finalmente en un recipiente
de material residual mediante el sistema de movimiento de aire del
robot. Tanto el elemento de rasqueta horizontal 1010 como el
elemento de rasqueta vertical 1002 forman paredes de la cámara de
vacío 1016 y la rasqueta interactúa con los elementos del módulo de
fregado circundante que están configurados para sellar a presión la
cámara 1016. Además, los separadores 1008 están formados con la
rigidez suficiente como para impedir que el canal de aspiración 1012
se cierre.
El elemento vertical de rasqueta 1002 incluye un
bucle de flexión 1018 formado en su punto central. El bucle de
flexión 1018 proporciona un eje de pivote alrededor del cual el
extremo inferior del elemento vertical de rasqueta puede pivotar
cuando el borde inferior de rasqueta 1006 encuentra una
protuberancia u otra discontinuidad en la superficie de limpieza.
Esto también permite que el borde 1006 se flexione cuando el robot
cambia la dirección de desplazamiento. Cuando el borde inferior de
rasqueta 1006 esta fuera de la protuberancia o discontinuidad,
vuelve a su posición normal de funcionamiento. El líquido residual
se aspira además hacia el interior del recipiente, compartimento o
tanque de almacenamiento de líquido residual como el descrito
posteriormente con respecto a la Fig. 10.
En una alternativa mostrada en la Fig. 12B, el
segundo aparato de recogida comprende una rasqueta 630
interconectada con un sistema de vacío. La rasqueta 630 recoge
líquido residual en un volumen de recogida de líquido 676 formado
entre un borde longitudinal de la rasqueta y la superficie de
limpieza a medida que el robot 100 avanza en la dirección hacia
delante. El sistema de vacío interactúa con el volumen de recogida
de líquido para aspirar el líquido residual de la superficie de
limpieza y para depositar el líquido residual en un tanque de
almacenamiento de residuos contenido en el armazón de robot 200. La
rasqueta 630 se muestra en la Fig. 10 y en la vista seccionada de
la Fig. 12B.
Tal y como se muestra en la Fig. 12B, la
rasqueta 630 comprende un elemento sustancialmente flexible y
amoldable moldeado a partir de caucho de neopreno, caucho de
silicona, o similar, acoplado al extremo trasero del módulo de
fregado 600 y dispuesto a través del ancho de limpieza. La rasqueta
se extiende hacia abajo desde el armazón 200 para hacer contacto o
casi contacto con la superficie de limpieza. En particular, la
rasqueta 630 está acoplada al borde trasero del módulo de fregado
600 en un elemento de alojamiento inferior 634 del módulo de
fregado y se extiende hacia abajo para hacer contacto o casi
contacto con la superficie de limpieza. Tal y como se muestra en la
Fig. 12B, la rasqueta 630 incluye una sección inferior
sustancialmente horizontal 652 que se extiende detrás de y hacia
abajo desde el elemento de alojamiento inferior 634 hacia la
superficie de limpieza. Un borde delantero de la sección inferior
horizontal de rasqueta 652 incluye una pluralidad de orificios de
paso 654 dispuestos de manera uniforme a través del ancho de
limpieza. Cada uno de la pluralidad de orificios de paso 654
interactúa con un dedo de montaje 656 correspondiente formado en el
elemento de alojamiento inferior 634. Los orificios de paso
entrelazados 652 y los dedos de montaje 654 colocan el borde
delantero de la rasqueta 630 con respecto al alojamiento inferior
634 y una capa adhesiva aplicada entre los elementos entrelazados
sella de manera estanca la superficie de contacto del alojamiento
inferior de la rasqueta en el borde delantero.
La rasqueta 630 de la Fig. 12B está configurada
además con una sección trasera 658 que está acoplada a un borde
trasero del elemento de alojamiento inferior 634 a lo largo del
ancho de limpieza. Una pluralidad de dedos de montaje 660 que se
extienden hacia atrás está formada en el elemento de alojamiento
inferior 634 para alojar orificios de paso correspondientes
formados en la sección trasera 658 de la rasqueta. Los orificios de
paso entrelazados 662 y los dedos de montaje traseros 660 colocan la
sección trasera 658 de la rasqueta con respecto al alojamiento
inferior 634 y una capa adhesiva aplicada entre los elementos
entrelazados sella de manera estanca la superficie de contacto del
alojamiento inferior de la rasqueta en el borde trasero. Por
supuesto, puede utilizarse cualquier medio de acoplamiento.
Tal y como se muestra además en la Fig. 12B, una
cámara de vacío 664 está formada por superficies de la sección
inferior 652 de la rasqueta, la sección trasera 658 de la rasqueta y
las superficies del elemento de alojamiento inferior 634. La cámara
de vacío 664 se extiende longitudinalmente a lo largo de la rasqueta
y de la superficie de contacto del alojamiento inferior a través
del ancho de limpieza y está conectada de manera fluida con un
tanque de almacenamiento de líquido residual, contenido en el
armazón, mediante uno o más conductos de fluido 666 descritos
posteriormente. En una realización preferida de la Fig. 12B, dos
conductos de fluido 666 interactúan con la cámara de vacío 664 en
extremos distales de la misma. Cada uno de los conductos de fluido
666 está acoplado a la cámara de vacío 664 a través de una junta
hermética de sellado elastomérica 670. La junta hermética 670 se
instala en una abertura del alojamiento inferior 634 y se mantiene
en la misma mediante una unión adhesiva, un ajuste prensado o
mediante otros medios de sujeción apropiados. La junta hermética
670 incluye una abertura que pasa a través de la misma y que está
dimensionada para alojar el conducto de fluido 666 en la misma. La
pared exterior del conducto 666 tiene una sección decreciente para
proporcionar un paso hacia la junta hermética 670. El conducto 666
es solidario con el depósito integrado de almacenamiento de líquido
residual y forma un sellado estanco a los gases y a los líquidos con
la junta hermética 670 cuando está totalmente insertada en el
mismo.
La rasqueta de la Fig. 12B incluye un resalte
longitudinal 672 formado en una superficie de contacto entre la
sección inferior horizontal 652 y la sección trasera 658 a través
del ancho de limpieza. El resalte 672 está soportado en contacto
con, o casi en contacto con, la superficie de limpieza durante el
funcionamiento normal. Delante del resalte 672, la sección inferior
horizontal 652 está contorneada para proporcionar el volumen de
recogida de líquido residual 674. Una pluralidad de orificios de
aspiración 668 se extiende desde el volumen de recogida de líquido
674 a través de la sección inferior horizontal rasqueta 652 y hacia
el interior de la cámara de vacío 664. Cuando se genera una presión
de aire negativa dentro de la cámara de vacío 664, el líquido
residual se extrae del volumen de recogida de líquido 674 y se
introduce en la cámara de vacío 664. El líquido residual se aspira
además hacia el interior del recipiente o tanque de almacenamiento
de líquido residual tal y como se describe posteriormente.
Una tercera configuración de rasqueta se muestra
en las Figs. 42 a 45. La Fig. 42 ilustra una vista esquemática
lateral; la Fig. 43 ilustra una vista en perspectiva, la Fig. 44
ilustra otra vista esquemática lateral y la Fig. 45 ilustra una
tercera vista esquemática lateral. Esta rasqueta es una rasqueta
dividida, en la que un panel almenado delantero proporciona una
separación para crear paneles de vacío, y un elemento frotador de
rasqueta trasero mantiene un contacto con el suelo y recoge fluido
para el vacío. Estos elementos están situados en diferentes partes
del cabezal de limpieza y se acoplan cuando el cabezal de limpieza
está cerrado.
Tal y como se muestra en la Fig. 42, el
alojamiento o recubrimiento de cartucho se abre en torno a un punto
de articulación 613 (a la derecha, por encima del cepillo estático
612). El cepillo estático 612 (por ejemplo, el cepillo esparcidor)
está montado en la parte inferior del recubrimiento. El cepillo
giratorio 604 (por ejemplo, el cepillo o elemento frotador
motorizado) también está soportado por la parte inferior del
recubrimiento. La rasqueta delantera 1004 está acoplada a la parte
inferior del recubrimiento. Tal y como se muestra en la Fig. 42, la
rasqueta delantera 1004 se muestra en una posición que adoptaría si
no hiciera contacto con el recubrimiento trasero, es decir, la
rasqueta delantera 1004 es elástica o se lleva hacia la rasqueta
trasera 1006 que, en este caso, es un elastómero elástico. Cuando
la rasqueta trasera 1006, que puede estar sobremoldeada en la parte
superior del recubrimiento, está cerrada con la envoltura o parte
superior del recubrimiento, las dos rasquetas adoptan la posición
de funcionamiento (mostrada de manera seccionada en la Fig. 44). La
rasqueta trasera 1006, que es elástica, se desplaza hacia la parte
trasera, y la rasqueta delantera 1004 solo se desplaza ligeramente
hacia la parte delantera, deslizándose ligeramente a lo largo de la
rasqueta trasera 1006. La posición adoptada está ligeramente
inclinada y proporciona los canales de vacío junto por encima de la
superficie del suelo, haciendo la rasqueta trasera 1006 un contacto
suficiente con el suelo. Tal y como se muestra en la Fig. 43, la
rasqueta delantera 1004 está formada como un panel almenado
inclinado con respecto a la vertical y que se extiende a lo largo
del ancho de trabajo, conduciendo el panel almenado hasta una
esquina de flexión 1009 que apunta hacia arriba y que también se
extiende a lo largo del ancho de trabajo, panel que dobla la
esquina y después se curva hacia abajo y hacia delante y conduce
hasta un panel horizontal de montaje. Las almenas o nervaduras
1008, visibles en la Fig. 43, mantienen una trayectoria de flujo
correcta entre la rasqueta delantera 1004 y la rasqueta trasera
1006. El ángulo de flexión proporciona un buen margen de movimiento
y flexibilidad a partir del trabajo conjunto tanto de la rasqueta
delantera como de la trasera (tal y como se menciona en este
documento, pueden superarse obstáculos cuya altura sea la distancia
del robot al suelo).
La rasqueta trasera 1006, mostrada de manera
seccionada en la Fig. 45, tiene un grosor de 1 mm aproximadamente
(indicándose otras dimensiones en este documento) e incluye un panel
plano dispuesto de manera vertical y que se extiende a lo largo del
ancho de trabajo, un elemento amoldable como un bucle de flexión de
curva en C inversa, más delgado que el panel plano y que también se
extiende a lo largo del ancho de trabajo, y un contorno de
retención rápida 1019 (mostrado retenido en la Fig. 44). En la
posición de funcionamiento, la rasqueta trasera 1006 se dobla
generalmente entre el elemento de retención rápida 1019 y el panel
plano 1006, teniendo lugar gran parte de la deformación a lo largo
de la altura del bucle de flexión de curva en C 1018. Otras
estructuras, tales como articulaciones o diferentes materiales,
pueden utilizarse como el elemento amoldable y se considera que
están dentro del alcance de la invención. La rasqueta trasera 1006
puede formarse, tal y como se muestra en la Fig. 42, para
extenderse hasta la parte superior y por encima de la cámara de
vacío. Si los orificios de paso están formados o construidos en el
material de rasqueta trasera superior, toda la rasqueta trasera
puede actuar como una rasqueta y como un sellado para los orificios
de vacío en mojado en la parte superior de la cámara de vacío en
mojado 1016, ya que el material de rasqueta trasero elástico está
dispuesto muy cerca de los conductos de vacío cuando el cartucho de
cabezal de limpieza está acoplado al robot. En otros casos, si la
rasqueta trasera 1006 está formada a partir de un material diferente
al de toda o parte de la zona superior de la rasqueta trasera 1006,
o si la rasqueta trasera 1006 no se extiende hasta la parte
superior o alrededor de la cámara de vacío, pueden proporcionarse
sellados alternativos.
La Fig. 44 muestra en general la posición de
funcionamiento, en la que la rasqueta trasera 1006 está inclinada
hacia atrás y ambas partes de flexión están colocadas para permitir
la flexión de la combinación de rasquetas. Aunque la rasqueta
trasera 1006 está formada como una pared de panel plana
(describiéndose alternativas en este documento) con una parte
inferior llana, al estar inclinada hacia atrás en la posición de
funcionamiento por la rasqueta delantera 1004, y un borde de
trabajo, el borde de la pared y de la parte inferior de la pared
hace contacto con el suelo en lugar de con la parte inferior llana.
La fuerza de contacto, el área, el ángulo, la lisura y el perfil de
borde de este contacto son importantes contribuyentes para la
resistencia al avance ejercida por los elementos de limpieza y, tal
como se describe en este documento, se mantienen a nivel de
resistencia al avance suficientemente bajo para permitir la tracción
habilitando al mismo tiempo la recogida de agua sobre superficies
llanas o irregulares.
Una rasqueta como la descrita está divida
longitudinalmente para un desensamblado y una limpieza sencillos.
Esto permite al usuario extraer fácilmente las secciones delanteras
y traseras de la rasqueta y de la cámara de vacío asociada y
permite extraer fácilmente cualquier bloqueo u obstrucción que pueda
producirse de vez en cuando en la trayectoria de vacío. También
permite que el usuario meta el cabezal de limpieza, por ejemplo, en
un lavavajillas para una limpieza más profunda y para sanearlo. Sin
embargo, la rasqueta también puede estar divida alternativamente de
izquierda a derecha; cuando el robot gire en su sitio o dé vueltas,
la rasqueta puede adoptar una configuración en la que un lado está
doblado hacia atrás y un lado está doblado hacia delante. El punto
en que la deformación pasa de estar hacia atrás a estar hacia
delante puede actuar como una columna más o menos sólida debajo del
robot, tendiendo a enclavarlo y a interferir con la movilidad.
Proporcionando una división en el centro de la rasqueta, esta
tendencia puede mitigarse o eliminarse, aumentando la movilidad.
Haciendo referencia a la Fig. 10, el módulo de
fregado 600 está formado como un susbsistema aparte que puede
extraerse del armazón del robot. El módulo de fregado 600 incluye
elementos de soporte que comprenden un alojamiento moldeado de dos
partes formado por el elemento de alojamiento inferior 634 y un
elemento de alojamiento superior de acoplamiento 636. Los elementos
de alojamiento inferior y superior están formados para alojar en los
mismos el ensamblado de cepillo de fregado giratorio 604 y para
soportarlo para que gire con respecto al armazón. Los elementos de
alojamiento inferior y superior 634 y 636 están acoplados entre sí
en un borde delantero de los mismos mediante una disposición de
acoplamiento articulada. Cada elemento de alojamiento 634 y 636
incluye una pluralidad de elementos de articulación entrelazados 638
para alojar en los mismos una varilla de articulación 640 para
formar la conexión articulada. Por supuesto, pueden utilizarse otras
disposiciones de articulación. Los elementos de alojamiento
superior e inferior 634 y 636 forman una cavidad longitudinal para
capturar en la misma el ensamblado de cepillo de fregado giratorio
604 y pueden abrirse por un usuario cuando el módulo de fregado 600
se extrae del robot 100. Después, el usuario puede extraer el
ensamblado de cepillo de fregado giratorio 604 del alojamiento para
limpiarlo, reemplazarlo o despejar un atasco.
El ensamblado de cepillo de fregado giratorio
604 comprende el elemento de sujeción de cerdas cilíndrico 618, el
cual puede estar formado como un elemento sólido tal como un árbol
soldado formado a partir de plástico ABS relleno de vidrio o de
nailon relleno de vidrio. Como alternativa, el elemento de sujeción
de cerdas 618 puede comprender un árbol moldeado con un árbol de
soporte central 642 insertado a través de un diámetro interior
longitudinal formado a través del árbol moldeado. El árbol de
soporte central 642 puede instalarse mediante un montaje a presión
o mediante otros medios de acoplamiento apropiados para acoplar
entre sí de manera fija el elemento de sujeción de cerdas 618 y el
árbol de soporte central 642. El árbol de soporte central 642 se
proporciona para reforzar el ensamblado de cepillo 604 y, por lo
tanto, está formado a partir de un material rígido tal como una
varilla de acero inoxidable con un diámetro de 10 a 15 mm (de 0,4 a
0,6 pulgadas) aproximadamente. El árbol de soporte central 642 está
formado con la suficiente rigidez como para impedir una deformación
excesiva del elemento de sujeción de cepillo cilíndrico. Además, el
árbol de soporte central 642 puede estar configurado para resistir
la corrosión y/o la abrasión durante el uso normal.
Tal y como se indica en este documento, se
utiliza un cepillo motorizado. El propio cepillo puede extraerse
fácilmente del cabezal de limpieza. Esto permite la posibilidad de
intercambiar diferentes cepillos para situaciones especiales sin
sustituir todo el cabezal de limpieza. La invención contempla un
conjunto de cepillos, presentando cada uno una estructura física
diferente (por ejemplo, cerdas muy juntas, sueltas, cerdas rígidas,
elementos frotadores y cerdas, etc.) para suelos de madera, juntas,
suelos irregulares, etc. Diferentes composiciones y configuraciones
de cerdas pueden ser apropiadas para diferentes superficies de
suelo. Cada agrupación de cerdas puede estar compuesta de un número
y tipo diferente de cerdas. El tamaño de la agrupación y la
composición de las cerdas influyen en su capacidad de limpieza,
consumo de energía y capacidad de tratar diferentes texturas de
suelo, y administración del fluido. Disponiendo las agrupaciones en
un ángulo lateral se permite una limpieza más allá del borde del
centro del cepillo, y disponiendo las agrupaciones en un ángulo
tangencial se permite que las puntas de las cerdas incidan de
manera más agresiva contra el suelo y lleguen más dentro de las
hendiduras/juntas.
El elemento de sujeción de cerdas 618 está
configurado con una pluralidad de orificios de alojamiento de cerdas
620 perforados, o formados de otro modo, de manera perpendicular al
eje de rotación del ensamblado de cepillo de fregado 604. Los
orificios de alojamiento de cerdas 620 contienen conjuntos de cerdas
de fregado 616 que están unidos o fijados de otro modo en los
mismos. En una realización de ejemplo, dos patrones en espiral de
orificios de alojamiento 620 están rellenos con cerdas 616. Un
primer patrón en espiral presenta un primer conjunto 622 y un
segundo conjunto 624, y conjuntos de cerdas posteriores siguen un
patrón de trayectoria en espiral 626 alrededor del diámetro
exterior del elemento de sujeción. Un segundo patrón en espiral 628
comienza con un primer conjunto 630 sustancialmente opuesto de
manera diametral al conjunto 622. Cada patrón de los conjuntos de
cerdas está desviado a lo largo del eje longitud del elemento de
sujeción de cerdas para hacer contacto en diferentes puntos a
través del ancho de limpieza. Sin embargo, los patrones están
dispuestos para fregar todo el ancho de limpieza con cada rotación
completa del elemento de sujeción de cerdas 618. Además, el patrón
está dispuesto para hacer que solo un pequeño número de conjuntos de
cerdas (por ejemplo, dos) haga un contacto total y simultáneo con
la superficie de limpieza con el fin de reducir la fuerza de flexión
ejercida y el par motor requerido para hacer girar el ensamblado de
cepillo de fregado 604. Por supuesto, pueden utilizarse otras
configuraciones de cepillo de fregado que presenten diferentes
patrones de cerdas, materiales y ángulos de inserción. En
particular, las cerdas del borde derecho del elemento de fregado
pueden estar insertadas en un ángulo y hacerse más largas para
ampliar la acción de limpieza del cepillo de fregado hacia el borde
derecho del robot para limpiar cerca del borde de una pared.
El ensamblado de cepillo de fregado 604 está
acoplado al módulo de accionamiento giratorio de cepillo de fregado
606, el cual se muestra de manera esquemática en la Fig. 13. El
módulo de accionamiento giratorio de cepillo de fregado 606 incluye
un motor de CC de accionamiento giratorio de cepillo 608, el cual se
acciona a una velocidad angular constante mediante un accionador de
motor 650. El accionador de motor 650 está fijado para accionar el
motor 608 a una tensión y a un nivel de corriente de CC que
proporciona la velocidad angular deseada del ensamblado de
cepillado giratorio 604, que en una realización es de 1500 RPM
aproximadamente; se contemplan valores tan bajos como 500 RPM
aproximadamente y tan altos como 3000 RPM aproximadamente. El motor
de accionamiento 608 está acoplado a una transmisión de
accionamiento mecánico 610 que aumenta el par motor de accionamiento
y transfiere el eje de accionamiento giratorio desde el motor de
accionamiento 608, el cual está situado en el lado superior del
armazón 200, hasta el eje de rotación del ensamblado de cepillo de
fregado 604, el cual está situado en un lado inferior del armazón
200. Un acoplamiento de accionamiento 642 se extiende desde la
transmisión de accionamiento mecánico 610 y se acopla con el
ensamblado de cepillo de fregado giratorio 604 en su extremo
izquierdo. La acción de deslizar el módulo de fregado 600 en la
cavidad 602 acopla el extremo izquierdo del ensamblado de cepillo
giratorio 604 con el acoplamiento de accionamiento 642. El
acoplamiento del ensamblado de cepillo giratorio 604 alinea su
extremo izquierdo con un eje de rotación deseado, soporta el
extremo izquierdo para la rotación y suministra una fuerza de
accionamiento giratoria al extremo izquierdo. El extremo derecho
del ensamblado de cepillo 604 incluye un cojinete u otro elemento de
soporte giratorio 643 para interactuar con superficies de apoyo
previstas en los elementos de alojamiento de módulo 634, 636.
El módulo de fregado 600 incluye además un
elemento de extremo derecho moldeado 644 el cual envuelve el extremo
derecho del módulo para impedir que residuos y fluidos pulverizados
se escapen del módulo. El elemento de extremo derecho 644 termina
en sus superficies externas para integrarse con el estilo y con la
forma de las superficies externas adyacentes del robot 100. El
elemento de alojamiento inferior 634 está configurado para
proporcionar características de acoplamiento para acoplar el
cojinete embadurnador 612 a su borde delantero y para acoplar la
rasqueta 630 a su borde trasero. Un elemento de enganche pivotante
646 se muestra en la Fig. 10 y se utiliza para enganchar el módulo
de fregado 600 en su posición de funcionamiento cuando está
instalado correctamente en la cavidad 632. El fiador 646 se acopla a
contornos de acoplamiento previstos en el lado superior del armazón
200 y se lleva hacia una posición cerrada mediante un resorte de
torsión 648. Una garra de enganche 649 pasa a través del armazón
200 y se engancha a un elemento de gancho formado en el alojamiento
superior 636. Los elementos estructurales del módulo de limpieza en
mojado 600 pueden moldearse a partir de un material plástico
adecuado tal como un policarbonato, ABS, u otros materiales o
combinaciones de materiales. En particular, estos incluyen el
alojamiento inferior 634, el alojamiento superior 636, el elemento
de extremo derecho 644 y el fiador 646.
La Fig. 14 ilustra una representación
esquemática de un módulo de vacío en seco y en mojado 500 y su
interacción con los elementos de limpieza del robot 100. El módulo
de vacío en seco y en mojado 500 interactúa con el primer aparato
de recogida para aspirar partículas sueltas de la superficie de
limpieza y con el segundo aparato de recogida para aspirar líquido
residual de la superficie de limpieza. El módulo de vacío en seco y
en mojado 500 también interactúa con un recipiente integrado de
almacenamiento de líquido 800 acoplado al armazón 200 y deposita
partículas sueltas y líquido residual en uno o más recipientes
alojados en el mismo.
Haciendo referencia a las Figs. 14 y 15, el
módulo de vacío en seco y en mojado 500 comprende un único
ensamblado de ventilador 502; sin embargo, pueden utilizarse dos o
más ventiladores sin apartarse de la presente invención. El
ensamblado de ventilador 502 incluye un motor de ventilador
giratorio 504, que presenta un alojamiento fijo 506 y un árbol
giratorio 508 que se extiende desde el mismo. El alojamiento de
motor fijo 506 está acoplado al ensamblado de ventilador 502 en una
superficie externa de un revestimiento trasero 510 mediante
elementos de fijación roscados o similares. El árbol de motor 508
se extiende a través del recubrimiento trasero 510 y un impulsor de
ventilador 512 está acoplado al árbol de motor 508 mediante un
montaje a presión, o mediante otros medios de acoplamiento
apropiados, para hacer que el impulsor 512 gire con el árbol de
motor 508. Un recubrimiento delantero 514 está acoplado con el
recubrimiento trasero 510 para alojar el impulsor de ventilador 512
en una cavidad hueca formada entre los recubrimientos delantero y
trasero. El recubrimiento delantero de ventilador 514 incluye un
orificio de entrada de aire circular 516 formado de manera solidaria
con el mismo y situado de manera sustancialmente coaxial a un eje
de rotación del árbol de motor 508 y del impulsor 512. Los
recubrimientos delantero y trasero 510, 514 forman conjuntamente un
orificio de salida de aire 518 en un borde radial distal del
ensamblado de ventilador 502.
El impulsor de ventilador 512 comprende
generalmente una pluralidad de elementos de paleta dispuestos
alrededor de un eje de rotación central del mismo y está
configurado para introducir aire de manera axial a lo largo de su
eje de rotación y para expulsar el aire de manera radial cuando gira
el impulsor 718. La rotación del impulsor 512 crea una zona de
presión de aire negativa, o vacío, en su lado de entrada y una zona
de presión de aire positiva en su lado de salida. El motor de
ventilador 710 está configurado para hacer girar el impulsor 715 a
una tasa sustancialmente constante de velocidad de rotación, por
ejemplo de 14.000 RPM, que genera un caudal de aire superior que
los ventiladores convencionales para aspiradoras o vacíos en mojado.
Se contemplan velocidades tan bajas como 1.000 RPM aproximadamente
y tan altas como 25.000 RPM aproximadamente, dependiendo de la
configuración del ventilador. Un volante puede ser concéntrico al
impulsor de ventilador 715, especialmente si el ventilador está
situado cerca del centro de gravedad del robot.
El caudal de aire del ventilador puede oscilar
entre 60 y 100 CFM aproximadamente al aire libre y tener un valor
de 60 CFM aproximadamente en el robot, con aproximadamente el 60% de
este caudal dedicado a la parte de de vacío en mojado del robot.
Este porcentaje puede ajustarse ya sea de manera manual por el
usuario o durante la fabricación. El ajuste del flujo de aire entre
los sistemas de vacío en seco y de vacío en mojado permite al
usuario cubrir necesidades particulares de determinadas
aplicaciones. Además, un diseño de ventilador de múltiples fases
puede generar un caudal de aire similar pero una velocidad y una
presión estática superiores, lo que ayuda a mantener el flujo. Una
mayor velocidad también permite al dispositivo arrastrar partículas
secas y elevar y aspirar fluidos. Las múltiples nervaduras y canales
de la rasqueta ayudan a crear áreas de alta velocidad localizada
para partículas arrastradas. En una realización, el área total de
sección transversal es de 180 mm^{2} tanto para el vacío en seco
como para el vacío en mojado (rasqueta y orificio de
aspiración).
Tal y como se muestra en las Figs. 24 y 25, un
ejemplo de un impulsor 512 es un ventilador de dos fases ensamblado
a partir de un placa de base 512a que presenta un pico o punta
formado en la misma, y un ensamblado de álabes 512b, que presenta
un inductor 512c y un exductor 512d formados en el mismo. Tal y como
se muestra en la Fig. 24, el inductor 512c incluye paletas de
entrada curvadas hacia delante que aumentan el caudal y la eficacia
en comparación con diseños de ventilador que no utilizan un
inductor. Las paletas del exductor son paletas en flecha y
contribuyen al flujo centrífugo. Además, tal y como se muestra en la
Fig. 24, vástagos equilibradores 512e específicamente dimensionados
están colocados a intervalos con el mismo número de grados alrededor
del borde del ensamblado de álabes 512b. Los vástagos se utilizan
para ayudar en la extracción de material para equilibrarse como un
ensamblado de ventilador diseñado para un funcionamiento constante
de un ventilador de plástico a 14.000 RPM. Tanto la placa de base
512b como el ensamblado de álabes 512b están formados a partir de
resina o plástico, y presentan varias irregularidades y variaciones
de densidad. Después de que la placa de base 512b y el ensamblado
de álabes 512b se hayan ensamblado, una máquina equilibradora se
utiliza para identificar una pluralidad de vástagos en posiciones
específicas de extracción con el fin de equilibrar el impulsor. Tal
y como se muestra en las Figs. 15 y 26, el impulsor 512 está
dispuesto dentro de una espiral formada a partir de los
recubrimientos delantero y trasero 512, 514. La espiral es para
recuperar presión estática y para recoger flujo para su utilización
en la parte de "soplado" del sistema de vacío en seco. Tal y
como se muestra en la Fig. 26, una espiral delantera 514 y una
espiral trasera 510 están ensambladas entre sí para sujetar al
impulsor 512, y una junta 516 sella el extremo de inductor del
impulsor 512. El impulsor 512 proporciona vacío para las secciones
de vacío en seco y en mojado, y una parte de la salida está divida
para proporcionar un chorro de aire a la sección de vacío en seco.
Un bifurcador 512 divide una parte más pequeña del flujo de aire de
salida utilizando un conducto trasero 517b, mientras que la mayor
parte del flujo de aire de salida se expulsa a través de un
conducto de escape y un silenciador. Tal y como se muestra en la
Fig. 26, una placa de circuito 504a para el motor de ventilador 504
está colocada cerca del motor de ventilador. Esta placa de circuito
es una placa que puede volverse resistente al agua o impermeable
mediante las estructuras descritas en este documento.
Con respecto al soplador mostrado en las Figs.
24 a 26, el diseño en espiral se dobla sobre sí mismo para permitir
un impulsor un 30% más grande, sin ninguna pérdida de volumen de
espiral manteniendo al mismo tiempo el mismo tamaño de paquete. El
inductor es la parte de la paleta de ventilador dedicada solamente
al flujo de entrada. Como alternativa o adicionalmente, un sistema
de desvío activo o pasivo (por ejemplo, un regulador más álabe; o
un accionador motorizado más un álabe) puede proporcionarse para
equilibrar los flujos de salida del soplador con los flujos de
entrada del orificio de aspiración para un rendimiento óptimo en una
variedad de condiciones de sistema. Un "foso" (es decir, un
canal o una pared) está alternativa o adicionalmente delante del
impulsor para impedir que entre agua en el impulsor. El impulsor
utilizado para el tratamiento del aire desplaza el aire a través
del sistema a una velocidad considerable, lo que puede dar lugar a
que el agua se salga del tanque sucio, a través del impulsor, y de
nuevo al suelo. El foso está diseñado para impedir o limitar
esto.
Tal y como se muestra en las Figs., el conducto
de escape principal está alineado con el cabezal de limpieza. Dicho
de otro modo, aunque el cabezal de limpieza se extiende hasta el
borde del lado principal del robot, un espacio de hasta 1/5 del
robot está preservado al lado del cabezal de limpieza en el diámetro
del robot. Tal y como se ha indicado anteriormente, el tren de
engranajes y/o el motor para el elemento frotador o cepillo
motorizado del cabezal de limpieza puede estar dispuesto en este
espacio. Además, el conducto de escape principal puede estar
colocado en este espacio. Colocando el conducto de escape principal,
el cual es bastante resistente (siendo la mayor parte del conducto
de escape para los vacíos en seco y en mojado, utilizándose
solamente una parte para soplar residuos en el vacío en seco) a lo
largo de la línea del cabezal de limpieza se impide que un fluido
aplicado, de cepillado y/o de limpieza se escape del perímetro del
robot en el lado no dominante. Además, una característica del
cabezal de limpieza es que el alojamiento de cartucho está seco por
dentro (no está conectado a ningún dispositivo de generación de
fluido y generalmente está sellado contra la humedad), de manera
que tras la extracción del cartucho del cabezal de limpieza, el
usuario tiene acceso a superficies secas para manejar el cabezal de
limpieza. El conducto de escape también puede estar situado detrás
del cabezal de limpieza para ayudar en el secado. En ese caso, el
conducto de escape puede ampliarse mediante conductos y canales
apropiados.
Tal y como se muestra esquemáticamente en la
Fig. 14, un conducto o tubo de aire cerrado 552 está conectado
entre el orificio de salida de alojamiento de ventilador 518 y el
orifico de chorro de aire 554 de la primera zona de limpieza A y
suministra aire a alta presión al orificio de chorro de aire 554. En
el extremo opuesto de la primera zona de limpieza A, un conducto o
tubo de aire cerrado 558 conecta el orificio de entrada de aire 556
con el módulo integrado de depósito integrado de almacenamiento de
líquido 800 en una abertura de entrada de recipiente 557. Solidario
con el recipiente o tanque integrado de almacenamiento 800, un
conducto 832, descrito posteriormente, conecta la abertura de
entrada de recipiente 557 con una cámara de distribución 562. La
cámara de distribución 562 comprende una unión para alojar una
pluralidad de conductos de aire conectados a la misma. La cámara de
distribución 562 está dispuesta encima de una parte de recipiente de
almacenamiento de residuos del módulo integrado de recipiente o
tanque de almacenamiento de líquido 800. La cámara de distribución
562 y la parte de recipiente de residuos están configuradas para
depositar partículas sueltas aspiradas desde la superficie de
limpieza por el orificio de entrada de aire 556 hacia el interior
del recipiente de residuos. La cámara de distribución 562 está en
comunicación de fluidos con el orificio de entrada de ventilador 516
a través de un conducto o tubo de aire cerrado que comprende un
conducto 564, no mostrado, conectado entre el ensamblado de
ventilador y una abertura de salida de aire de recipiente 566. La
abertura de salida de aire de recipiente 566 está conectada de
manera fluida con la cámara de distribución 562 mediante un conducto
de aire 830 que está incorporado en el módulo integrado de tanque
de almacenamiento de líquido 800. La rotación del impulsor de
ventilador 512 genera una presión de aire negativa o un vacío dentro
de la cámara de distribución 560. La presión de aire negativa
generada dentro de la cámara de distribución 560 introduce aire y
partículas sueltas desde el orificio de entrada de aire 556.
Tal y como se muestra además esquemáticamente en
la Fig. 14, un par de conductos o tubos de aire cerrados 666
interactúan con el módulo de fregado 600 de la segunda zona de
limpieza B. Los conductos de aire 666, mostrados en una vista
seccionada en la Fig. 10, comprenden tubos externos que se extienden
hacia abajo desde el módulo integrado de recipiente de líquido 800.
Los tubos externos 666 se insertan en las juntas herméticas 670 del
alojamiento superior del módulo de fregado.
Tal y como se muestra en la Fig. 14, los
conductos 834 y 836 conectan de manera fluida cada tubo externo 666
a la cámara de distribución 652. La presión de aire negativa
generada dentro de la cámara de distribución 652 extrae aire de la
cámara de vacío 664 a través de los conductos 834, 836 y 666 para
aspirar líquido residual desde la superficie de limpieza a través
de los orificios de aspiración 668 que se extienden desde la cámara
de vacío 664 hasta el volumen de recogida de líquido residual 674.
El líquido residual se introduce en la cámara de distribución 562 y
se deposita en el depósito integrado de almacenamiento de líquido
residual.
Por supuesto, se contemplan otras
configuraciones de vacío en seco y en mojado sin aparatarse de la
presente invención. En un ejemplo, un primer ensamblado de
ventilador puede estar configurado para recoger partículas sueltas
de la primera zona de limpieza y para depositar las partículas
sueltas en el primer recipiente o tanque de almacenamiento de
residuos, y un segundo ensamblado de ventilador puede estar
configurado para recoger líquido residual desde la segunda zona de
limpieza y para depositar el líquido residual en un segundo
recipiente o tanque de almacenamiento de residuos. Módulo integrado
de depósito integrado de almacenamiento de líquido.
Elementos del módulo integrado de depósito
integrado de almacenamiento de líquido 800 se muestran en las Figs.
1, 12, 14, 16 y 17. Haciendo referencia a la Fig. 16, el recipiente
integrado de almacenamiento de líquido 800 está formado con al
menos dos partes de recipiente o de tanque de almacenamiento de
líquido. Una parte de recipiente comprende una parte de recipiente
de residuos y la segunda parte de recipiente comprende una parte de
recipiente o de tanque de almacenamiento de fluido de limpieza. En
otra realización de la presente invención, los dos recipientes de
almacenamiento están formados como una unidad solidaria que está
configurada para acoplarse al armazón 200 y para poder extraerse
del armazón por un usuario para vaciar la parte de recipiente de
residuos y para llenar la parte de recipiente de fluido de limpieza.
En una realización alternativa, los recipientes de almacenamiento
integrados pueden llenarse y vaciarse de manera autónoma cuando el
robot 100 está acoplado a una estación de base configurada para
transferir fluido de limpieza y material residual hacia y desde el
robot 100. La parte de recipiente de fluido de limpieza S comprende
un tanque de suministro sellado para almacenar una cantidad del
fluido de limpieza. La parte de recipiente de residuos W comprende
un tanque de residuos sellado para almacenar partículas sueltas
recogidas por el primer aparato de recogida y para almacenar
líquido residual recogido por el segundo aparato de recogida.
El tanque D (o compartimento D) de residuos
comprende un primer elemento moldeado de plástico formado con una
superficie de base 804 y una pared perimétrica formada 806 de manera
solidaria dispuesta generalmente de manera ortogonal con respecto a
la superficie de base 804. La superficie de base 804 está formada
con varios contornos para adaptarse al espacio disponible en el
armazón 200 y para proporcionar un área de retención 164 que se
utiliza para orientar el módulo integrado de recipiente o tanque de
almacenamiento de líquido 800 en el armazón 200. El retén 164
incluye un par de canales 808 que interactúan con carriles de
alineación 208 correspondientes formados en un elemento de
articulación 202 acoplado al armazón 200 y descrito posteriormente.
La pared perimétrica 806 incluye superficies externas acabadas 810
que están coloreadas y formadas según el estilo y la forma de las
otras superficies externas del robot. El tanque de residuos D
también puede incluir un sensor de nivel de tanque alojado en el
mismo y puede estar configurado para comunicar una señal de nivel
de tanque al controlador maestro 300 cuando el tanque D (o
compartimento D) de residuos está lleno. El sensor de nivel puede
comprender un par de electrodos conductores dispuestos dentro del
tanque y separados entre sí. Un circuito de medición aplica una
diferencia de potencial eléctrico entre los electrodos desde fuera
del tanque. Cuando el tanque está vacío no fluye corriente entre los
electrodos. Sin embargo, cuando ambos electrodos están sumergidos
en líquido residual, fluye corriente a través del líquido residual
desde un electrodo a otro. Por consiguiente, los electrodos pueden
estar situados en posiciones con el tanque para detectar el nivel
de fluido dentro del tanque.
El recipiente o tanque de almacenamiento de
fluido de limpieza S está formado en parte por un segundo elemento
moldeado de plástico 812. El segundo elemento moldeado 812 tiene
generalmente una sección transversal circular y está formado con un
grosor sustancialmente uniforme entre una superficie superior y una
superficie inferior opuestas. El elemento 812 está acoplado a la
pared perimétrica de recipiente de fluido 810 y está unido o
acoplado de otro modo a la misma para sellar el recipiente,
compartimento o tanque de residuos D. La cámara de distribución 562
está incorporada dentro del segundo elemento moldeado 812 y colocada
de manera vertical encima del recipiente, tanque D (o compartimento
D) de residuos cuando el robot de limpieza está funcionando. La
cámara de distribución 562 también puede comprender un elemento
moldeado aparte.
El segundo elemento moldeado 812 está conformado
para proporcionar una segunda parte de recipiente para almacenar
una cantidad de fluido de limpieza. La segunda parte de recipiente
está formada en parte por una sección delantera inclinada hacia
abajo que presenta una primera pared perimétrica 816 formada de
manera solidaria dispuesta en una dirección ascendente generalmente
de manera vertical. La primera pared perimétrica 816 forma una
primera parte de una pared perimétrica envolvente del depósito
integrado de almacenamiento de líquido S. El elemento moldeado 812
está conformado además para adaptarse al espacio disponible en el
armazón 200. El elemento moldeado 812 también incluye la abertura
de entrada de aire de recipiente 840 para interactuar con el
conducto de aire 558 de la primera zona de limpieza. El elemento
moldeado 812 también incluye la abertura de salida de aire de
recipiente 838 para interactuar con el ensamblado de ventilador 502
a través del conducto 564.
Un ensamblado moldeado de envoltura 818 está
acoplado al elemento moldeado 812. El ensamblado de envoltura 818
incluye una segunda parte de la pared perimétrica de tanque de
suministro formada en el mismo y proporciona una pared superior 824
del recinto de tanque de suministro. El ensamblado de envoltura 818
está acoplado a la primera parte de pared perimétrica 816 y a otras
superficies del elemento moldeado 814 y está unido o acoplado de
otro modo a la misma para sellar el recipiente de suministro S. El
recipiente de suministro S puede incluir un sensor de tanque vacío
alojado en el mismo y puede estar configurado para comunicar una
señal de tanque vacío al controlador maestro 300 cuando el tanque
superior está vacío.
El ensamblado de envoltura 818 comprende un
elemento de envoltura moldeado de plástico que presenta superficies
externas acabadas 820, 822 y 824. Las superficies externas acabadas
están acabadas según el estilo y la forma de las otras superficies
externas del robot y, por lo tanto, pueden estar coloreadas y tener
un estilo apropiado. El ensamblado de envoltura 818 incluye
orificios de acceso de usuario 166, 168 hacia el tanque o recipiente
de residuos D y hacia el recipiente de suministro S,
respectivamente. El ensamblado de envoltura 818 incluye además el
asidero 162 y un elemento de pivote de asidero 163 acoplado al mismo
y que puede hacer funcionar para desenganchar el tanque integrado
de almacenamiento de líquido 800 del armazón 200 o para coger todo
el robot 100.
Según la invención, la cámara de distribución
562 y cada uno de los conductos de aire 830, 832, 834 y 836 están
dentro del recipiente de suministro de fluido de limpieza S y las
interconexiones de cada uno de estos elementos están selladas
contra líquidos y gases para impedir que el fluido de limpieza y los
materiales residuales se mezclen entre sí. La cámara de
distribución 562 está formada de manera vertical encima del
recipiente, compartimento o tanque de residuos D, de manera que el
líquido residual y las partículas sueltas aspirados hacia el
interior de la cámara de distribución 562 se depositarán dentro del
tanque D (o compartimento D) de residuos mediante la fuerza de la
gravedad. Las superficies laterales 828 de la cámara de distribución
incluyen cuatro aberturas formadas a través de las mismas para
interconectar la cámara de distribución 562 con los cuatro
conductos de aire cerrados que interactúan con la misma. Cada uno de
los cuatro conductos de aire cerrados 830, 832, 834 y 836 puede
comprender un elemento de tubo moldeado de plástico formado con
extremos configurados para interactuar con una abertura de
acoplamiento apropiada.
Tal y como se muestra en la Fig. 16, la abertura
de salida de aire de recipiente 838 es generalmente rectangular y
el conducto 830 que conecta la abertura de salida de aire de
recipiente 838 y la cámara de distribución 562 está conformado con
un extremo generalmente rectangular. Esta configuración proporciona
una abertura de salida 830 de gran área para alojar un filtro de
aire asociado con la misma. El filtro de aire está acoplado al
conducto de entrada de ventilador 564 para filtrar el aire
introducido por el ensamblado de ventilador 502. Cuando el tanque
integrado de almacenamiento 800 se extrae del robot, el filtro de
aire permanece acoplado al conducto de aire 564 y puede limpiarse
en su sitio o extraerse para su limpieza o sustitución según se
requiera. El área del filtro de aire y la abertura de salida de
recipiente 838 están formadas con un tamaño lo bastante grande como
para permitir que el sistema de vacío en seco y en mojado funcione
incluso cuando el 50% aproximadamente, o más, del flujo de aire a
través del filtro esté bloqueado por residuos atrapados dentro del
mismo.
La Fig. 27 ilustra una segunda vista isométrica
esquemática en despiece ordenado que muestra elementos de un tanque
integrado similar al de la Fig. 16. La Fig. 27 ilustra muchos de los
mismos elementos o elementos similares de la Fig. 3. En la
siguiente descripción se utiliza alguna terminología alternativa.
Los elementos mostrados en la Fig. 27 son el asidero, una cámara de
distribución 830 que incluye un colector, y tubos 832, 834, 836 (en
esta realización, la cámara de distribución y los conductos de flujo
de aire son todos solidarios; en otras realizaciones, los conductos
de flujo de aire se sustituyen por tubos de guiado de caucho), un
filtro de bomba y una lámina de imán. La Fig. 27 muestra una tapa
de tanque de caucho flexible con forma de D para el tanque limpio,
una tapa similar para el tanque de residuos (estas tapas de tanque
de caucho incluyen una junta circular interior que se adapta a la
forma de los tubos que conducen hasta los compartimentos, y una
parte exterior con forma de D que presenta un receptor coincidente
en la cubierta de tanque, tal y como se ilustra en la Fig. 27).
Cuando el tanque está cargado en el elemento de sujeción a modo de
horquilla o abrazadera de pivote, el elemento de sujeción puede
ayudar a mantener cerradas las dos tapas de tanque de caucho
flexibles con forma de D. La figura también ilustra la parte
inferior del tanque (que forma el compartimento sucio), la parte
central del tanque y la parte superior del tanque (que forma el
compartimento limpio). Tal y como se muestra, la cámara de
distribución y/o los conductos para el vacío en seco y/o el vacío en
mojado se extienden a través del tanque limpio. Esto no se
encuentra generalmente en un dispositivo más grande, ya que un
dispositivo más grande tendrá espacio para colocar conductos de
vacío y/u otros conductos de flujo de aire fuera de los tanques de
agua limpia o sucia. Como alternativa, solo algunos de los conductos
de vacío podrán extenderse a través del tanque limpio (por ejemplo,
solo el de vacío en mojado, solo el de vacío en seco, el de vacío
en mojado y el de vacío en seco), o algunos o todos los conductos
podrán extenderse a través del tanque sucio. Como alternativa, uno
o más conductos podrán extenderse a través de ambos tanques. Como
una alternativa adicional, los conductos podrán formarse en otra
capa, es decir, estar intercalados entre dos placas centrales del
tanque. La Fig. 27 también ilustra una junta tórica para sellar la
parte superior del tanque para un tubo que pasa desde la parte
superior del tanque a través de la parte central del tanque hasta el
compartimento sucio. Las Figs. 28 a 30 muestran una compuerta de
sellado 598, una superficie sustentadora, una pared de espuma/de
flujo de aire y una bola 594 dentro del tanque integrado 592. La
Fig. 31 es una vista isométrica de una pared de bloqueo de espuma
dentro del tanque integrado 592.
Las Figs. 28 a 30 muestran una compuerta de
sellado 598, una superficie sustentadora, una pared de espuma/de
flujo de aire y una bola 594 dentro del tanque integrado 592. La
Fig. 31 es una vista isométrica de una pared de bloqueo de espuma
dentro del tanque integrado 592.
Tal y como se muestra en la Fig. 27, una
abertura 562a en la parte inferior de la cámara de distribución (en
esta realización, "parte inferior" se refiere a la orientación
de funcionamiento) permite que las partículas y el agua residual se
depositen en el tanque de residuos D. Tal y como se muestra en la
Fig. 16A, esta abertura es relativamente grande. Cuando el tanque o
robot se levanta y abandona la orientación de funcionamiento, los
residuos recogidos deben retenerse en el tanque de residuos D para
impedir que entren en el ventilador o se salgan del tanque de
residuos mojando al usuario o el suelo. Tal y como se muestra en
las Figs. 28 a 30, una compuerta articulada 598 está prevista para
sellar la abertura 562a.
La compuerta articulada 598 está articulada en
un lado de la abertura 562a, y se abre hacia abajo. Es decir,
cuando el robot está funcionando, la compuerta 598 se mantiene
abierta para permitir que los residuos entren en el tanque de
residuos D. Sin embargo, el flujo de aire que pasa sobre la
compuerta 598 hacia el lado de vacío del ensamblado de ventilador
502 crea una región de baja presión por encima de la compuerta 598
(efecto de Venturi/Bernoulli), lo que tiende a llevar hacia arriba
y cerrar la compuerta en algunas condiciones de funcionamiento. Una
superficie sustentadora 596 acoplada a la compuerta 598 dentro de la
cámara de distribución 562 se introduce en este flujo de aire, y el
efecto de fuerza descendente de la superficie sustentadora 596
domina el efecto de Bernoulli, manteniendo la compuerta 598 abierta
cuando haya un flujo de aire importante. La superficie sustentadora
596 está conformada como un ala generalmente horizontal 596a (y, en
determinadas realizaciones, de manera aterrajada) montada encima de
una aleta vertical 596b, pareciéndose a un ensamblado de cola de
avión en forma de T. La superficie sustentadora 596 está orientada
en una dirección para crear una fuerza descendente o una fuerza de
abertura de compuerta durante el funcionamiento del robot.
Sin embargo, tal y como se muestra en las Figs.
28 a 30, no se permite abrir la compuerta articulada 598 más allá
de una bola 594. La bola 594 está prevista debajo de la compuerta
598 para cerrar la compuerta 598 cuando el tanque o el robot pasa
desde la orientación de funcionamiento hasta una orientación no
horizontal, vertical o parcialmente vertical (por ejemplo, cuando
se transporta solamente el tanque o el robot). Como alternativa, la
bola 594 puede impedir que la compuerta 598 se aleje más de una
distancia predeterminada desde la abertura. Independientemente del
grado de movimiento de la compuerta 598, la disposición de la bola
594 y de la compuerta 598 permite abrir y cerrar la compuerta 598
en momentos adecuados. Un cono superior abierto hacia abajo 598a
está formado en la parte inferior de la compuerta articulada, y un
cono inferior abierto hacia arriba 592 está formado en el tanque de
residuos D. Las paredes de cada cono están inclinadas a menos de 45
grados con respecto a la horizontal, siendo las paredes del cono
inferior 592 más delgadas que las del cono superior 598a y estando
inclinadas a menos de 30 grados con respecto a la horizontal. En una
orientación de funcionamiento normal, la bola 594 se apoya en el
cono inferior 592 y los residuos caen a través de la abertura 562a y
alrededor de la bola 594. Cuando el tanque o el robot pasan a
cualquier orientación distinta a la horizontal, la bola 594 se sale
del cono inferior delgado 592 y se de desplaza a lo largo de las
paredes convergentes del cono superior y del cono inferior,
empujando y cerrando la compuerta 598. Una junta de labios
coincidente 562b-598a alrededor de la abertura 562a
y de la compuerta 598 impide que los residuos se salgan del tanque
de residuos D cuando la compuerta 598 se cierra mediante la bola
594.
Sin embargo, la aleta vertical 596b tiene otra
finalidad aparte de simplemente soportar la(s)
superficie(s) sustentadora(s) 596a. La aleta vertical
596b forma una pared vertical que se extiende sustancialmente a
través de la longitud de la compuerta 598. Esta pared comienza en o
cerca de la entrada del conducto de vacío en mojado 832 y de los
conductos de vacío en seco 834, 836 dentro de la cámara de
distribución 562 y separa el (los) flujo(s) de aire de vacío
en seco del flujo de aire de vacío en mojado a través de la longitud
de la compuerta 598 tal y como se ha indicado, así como
sustancialmente a través de la longitud de la cámara de
distribución 562. Por consiguiente, las partículas tenderán
generalmente a permanecer secas mientras se depositan dentro del
tanque de residuos D. El flujo de aire del lado seco se desplaza a
una velocidad superior que el flujo de aire del lado mojado que
entra en la cámara de distribución. Mantener la espuma en el lado de
baja velocidad favorece que la espuma se desplace hacia el interior
del tanque.
Tal y como se muestra en las Figs. 28 a 30, la
disposición de compuerta, bola y superficie sustentadora utiliza la
gravedad y el flujo de aire existente para abrir y cerrar la
compuerta/abertura dependiendo de las circunstancias, y
generalmente evita problemas de corrosión o de acumulación de
sedimentos, lo que podría provocar de manera adversa un
funcionamiento más complejo. La combinación constituye un elemento
de apertura-cierre (la compuerta); un elemento que
ayuda a abrir la compuerta durante el funcionamiento (la superficie
sustentadora); y un elemento que ayuda a cerrar la compuerta cuando
el robot pasa a una posición de no funcionamiento (la bola). Puede
no ser necesario cerrar la compuerta cuando el robot no está
funcionamiento pero permanece en una posición horizontal, ya que la
gravedad impide el escape de fluido residual, y mantener la
compuerta abierta tiene la ventaja de permitir que el fluido de la
cámara de distribución pase al interior del tanque de residuos
después de que el flujo de aire se detenga. Sin embargo, en los
casos en que la compuerta debe estar cerrada durante los momentos
de inactividad, otros medios mecánicos (incluyendo superficies
sustentadoras, resortes, bolas o pesos) pueden cerrar la compuerta
tan pronto como el flujo de aire se detenga; por ejemplo, puede
introducirse, adicional o alternativamente, un elemento que tienda a
cerrar la compuerta excepto durante el funcionamiento. Un
accionamiento no motorizado y no eléctrico de un mecanismo de este
tipo no requiere ninguna fuente de alimentación independiente y
debe observarse que la combinación de compuerta, bola y superficie
sustentadora es simple, robusta y duradera. Aun así, pueden
utilizase accionadores eléctricos y/o alimentados por fluidos en
lugar de o además de dispositivos mecánicos tales como superficies
sustentadoras, bolas, resortes, (incluyendo elastómeros), y
pesos.
Tal y como se muestra en la Fig. 31, una técnica
alternativa particular para mantener la compuerta abierta o cerrada
de manera apropiada utiliza un péndulo o peso vertical dispuesto
para arrastrarse y abrir, o permitir abrir, la compuerta durante el
funcionamiento y para bascularse y cerrar la compuerta cuando el
tanque o el robot pase a una orientación no horizontal. El péndulo
o peso vertical puede estar colgado libremente desde una posición
cercana a la parte inferior de la compuerta o puede estar acoplado a
un brazo relativamente rígido multidireccional o "sombrero"
inclinado con respecto al "árbol" del péndulo, pivotando el
péndulo sustancialmente en torno al ángulo, preferentemente en
torno a una bola multidireccional, reborde, o eje acoplado de manera
holgada que permita a los brazos inclinarse con respecto a la
compuerta. Un soporte que proporciona un eje apropiado es una forma
cónica con un pequeño orificio en la punta del cono, abriéndose el
cono hacia abajo, y estando el árbol del péndulo relativamente
suelto en el orificio la punta del cono. Si el sombrero o los
brazos están por encima del orificio y el peso móvil dentro del
cono, el ensamblado mantendrá los brazos en posición horizontal
hasta que el robot o el tanque no estén en posición horizontal, en
cuyo caso el árbol del péndulo se inclinará dentro del orificio y
del cono, y al menos una parte del sombrero o de los brazos
empujará entonces la compuerta para cerrarla. La compuerta puede
incluir un asiento para el sombrero o los brazos que estén curvados
internamente a lo largo del sombrero para permitir una separación y
un movimiento libre según sea apropiado. El peso de péndulo hace
pivotar los brazos o el sombrero de manera que los brazos o el
sombrero están sustancialmente horizontales cuando el robot o el
tanque está en posición horizontal (tirando para abrir o
permitiendo que la compuerta relativamente amoldable se abra cuando
el robot o el tanque está en posición horizontal) y al menos un
brazo o parte del sombrero empuja la compuerta contra la junta
cuando el robot o el tanque no está en posición horizontal
(empujando la compuerta relativamente amoldable para cerrarla en la
orientación vertical o no horizontal). El peso de péndulo debe
moverse libremente y puede colocarse tan lejos como sea posible de
la compuerta (cerca de paredes alejadas del tanque) para
proporcionar un mayor brazo del momento.
La Fig. 32 es una vista isométrica de una pared
de bloqueo de espuma 580 del tanque integrado D. Tal y como se
indica en este documento, un sensor de fluido residual (WTF) se
utiliza en la parte superior del tanque de fluido residual. El
sensor de fluido residual es conductor, y cuando el fluido residual
alcanza la parte superior del tanque, una corriente puede pasar
entre dos sondas metálicas en la parte superior del compartimento,
indicando a través de una señal visible o sonora emitida desde el
robot que el compartimento de residuos está lleno. Sin embargo,
durante la limpieza, dependiendo del fluido de limpieza y de lo que
se haya limpiado, puede acumularse espuma en el compartimento de
fluido residual y, puesto que la espuma puede conducir una
corriente, puede darse una falsa lectura positiva en el sensor de
llenado de fluido residual. La espuma tiende a generarse antes o
durante la entrada de fluido residual en la abertura u orificio de
entrada al compartimento de residuos. Tal y como se muestra en la
Fig. 32, una pared está prevista entre una sección aislada 579 del
compartimento de fluido residual (en la que están dispuestas una o
ambas sondas) y el resto del tanque D. La pared 580 incluye un
hueco u orificio de entrada de fluido 578 en la parte inferior del
tanque D, pero también puede ser una pared completa que aísle la
cámara de sondas 579, con un flujo suficiente de aire permitido
para dejar que entre agua fácilmente en la cámara, y que
posteriormente aumentará dentro de la misma. Puede haber espuma en
la cámara principal D, pero no se transfiere a la cámara de sondas
aislada 579, la cual permanece generalmente libre de espuma. Por
consiguiente, el sensor no registra generalmente la presencia de
espuma en esta configuración.
Volviendo a las Figs. 16 y 28, cada una de las
aberturas de recipiente 840 y 838 está configurada con una junta
hermética, no mostrada, situada de manera externa a la abertura de
recipiente. Las juntas herméticas proporcionan sellados
sustancialmente herméticos entre el ensamblado de recipiente 800 y
los conductos 564 y 558. En una realización, las juntas herméticas
permanecen fijadas al armazón 200 cuando el recipiente integrado de
suministro de líquido 800 se extrae del armazón 200. El sellado se
forma cuando el ensamblado de recipiente 800 está enganchado en su
sitio en el armazón del robot. Además, algunas de las aberturas del
recipiente pueden incluir una junta de compuerta o similar para
impedir que salga líquido del recipiente cuando lo coja un usuario.
La junta de compuerta permanece acoplada al recipiente.
La Fig. 28 muestra que los conductos de aire
están conectados a la cámara de distribución con tubos flexibles
(por ejemplo, elastoméricos). Estos tubos ayudan a dar cuenta de las
tolerancias acumuladas de fabricación. Como alternativa, tal y como
se ha tratado en este documento, todo el conjunto formado por la
cámara de distribución y los conductos puede formarse, por ejemplo,
como una unidad moldeada por soplado o como otra unidad; o la
cámara de distribución y los conductos pueden ser unidades de
inyección superiores e inferiores coincidentes u otras unidades
moldeadas.
Por lo tanto, según la presente invención, el
ensamblado de ventilador 502 genera una presión negativa de vacío
que vacía el conducto de aire 564, extrae aire a través del filtro
de aire dispuesto en el extremo del conducto de aire 564, vacía el
conducto de entrada de ventilador 830 y la cámara de distribución
562. El vacío generado en la cámara de distribución 562 succiona
aire desde cada uno de los conductos conectados a la misma para
aspirar partículas sueltas cercanas al orificio de entrada de aire
556 y para succionar líquido residual de la superficie de limpieza
a través de los conductos de aire 834, 836 y 666 y a través de la
cámara de vacío 664 y de los orificios de aspiración 668. Las
partículas sueltas y el líquido residual se introducen en la cámara
de distribución 562 y se depositan en el recipiente, compartimento o
tanque de residuos D.
Haciendo referencia a las Figs. 1, 3, 16 y 17,
el recipiente o tanque integrado de almacenamiento de líquido 800
está acoplado a un lado superior del armazón de robot 200 mediante
un elemento de articulación 202. El elemento de articulación 202
está acoplado de manera pivotante al armazón de robot 200 en un
borde trasero del mismo. El depósito integrado de almacenamiento de
líquido 800 puede extraerse del armazón de robot 200 por un usuario
y el usuario puede llenar el recipiente de suministro de fluido de
limpieza S con agua limpia y con un volumen medido de fluido de
limpieza tal como jabón o detergente. El usuario también puede
extraer los residuos del recipiente, compartimento o tanque de
residuos D y lavar el recipiente de residuos si fuera
necesario.
Para facilitar el manejo, el tanque integrado de
almacenamiento de líquido 800 incluye un asidero 162 que puede
agarrar el usuario, formado de manera solidaria con el ensamblado de
envoltura 818 en un borde delantero del robot 100. El asidero 162
incluye un elemento de pivote 163 acoplado al mismo mediante una
disposición de articulación para el ensamblado de envoltura 818. En
un modo de funcionamiento, un usuario puede agarrar el asidero 162
para coger de ese modo todo el robot 100. En una realización
preferida, el robot 100 pesa entre 3 y 5 kilos (entre 6,6 y 11
libras) aproximadamente, cuando está lleno de líquidos, y puede
llevarse fácilmente por el usuario con una mano.
En un segundo modo de funcionamiento, el asidero
162 se utiliza para extraer el tanque integrado 800 del armazón
200. En este modo, el usuario presiona sobre un borde trasero del
asidero 162 para pivotar inicialmente el asidero hacia abajo. La
acción pivotante descendente libera un mecanismo de enganche, no
mostrado, que acopla un borde delantero del recipiente o tanque de
almacenamiento de líquido 800 al armazón de robot 200. Con el
mecanismo de enganche desenganchado, el usuario agarra el asidero
162 y lo levanta verticalmente hacia arriba. La fuerza de elevación
hace pivotar todo el ensamblado de recipiente 800 alrededor de un
eje de pivote 204, proporcionado mediante un elemento de
articulación que está acoplado de manera pivotante al borde trasero
del armazón 200. El elemento de articulación 202 soporta el extremo
trasero del recipiente integrado de almacenamiento de líquido 800
en el armazón 200 y, además, la elevación del asidero hace girar el
elemento de articulación 202 hasta una posición abierta que
facilita la extracción del ensamblado de recipiente 800 del armazón
200. En la posición abierta, el borde delantero del depósito
integrado de almacenamiento de líquido 800 está elevado, de manera
que una elevación adicional del asidero 162 eleva el tanque de
almacenamiento de líquido 800 desenganchándolo del elemento de
articulación 202 y separándolo del robot 100.
Tal y como se muestra en la Fig. 17, el
recipiente integrado de almacenamiento de líquido 800 está formado
con superficies exteriores traseras rebajadas que forman un área de
retención 164 y el área de retención 164 coincide con un área de
alojamiento del elemento de articulación 202. Tal y como se muestra
en la Fig. 3, el área de alojamiento de elemento de articulación
comprende un soporte a modo de horquilla que presenta una pared
superior 204 y una pared inferior 206 opuestas y adaptadas para
engancharse con y orientar el área de retención 164 del recipiente
o tanque de almacenamiento. La alineación del área de retención 264
y de las paredes de articulación 204 y 206 alinea el recipiente
integrado de almacenamiento 800 con el armazón de robot 200 y con
el mecanismo de enganche utilizado para acoplar el borde delantero
del recipiente al armazón 200. En particular, la pared inferior 206
incluye carriles de alineación 208 adaptados para acoplarse con
muescas 808 formadas en el lado inferior del área de retención 164.
En la Fig. 3, el elemento de articulación 202 se muestra pivotado
hasta una posición totalmente abierta para cargar y descargar el
recipiente o tanque de almacenamiento 800. La posición de carga y
de descarga rota aproximadamente 75º desde una posición cerrada o
de funcionamiento; sin embargo, se contemplan otras orientaciones de
carga y de descarga. En la posición de carga y de descarga, el área
de retención 164 del contenedor de almacenamiento se engancha o se
desengancha fácilmente del soporte a modo de horquilla del elemento
de articulación 202. Tal y como se muestra en la Fig. 1, el tanque
integrado de almacenamiento de líquido 800 y el elemento de
articulación 202 están configurados para proporcionar superficies
externas acabadas que se integran perfectamente y manteniendo el
estilo de las otras superficies externas del robot 100. Es
importante señalar, tal y como se ha indicado anteriormente, que el
tanque integrado de almacenamiento de líquido maximiza el volumen de
almacenamiento interno permitiendo al mismo tiempo que el robot
funcione de manera autónoma sin atascarse en bordes o esquinas
angulosos presentes en paredes, pasillos, obstáculos o esquinas de
la habitación.
Dos orificios de acceso están previstos en una
superficie superior del recipiente o tanque de almacenamiento de
líquidos 800 en el área de retención 164 y se muestran en las Figs.
16 y 17. Los orificios de acceso están situados en el área de
retención 164 para quedar ocultos por la pared superior 204 del
elemento de articulación cuando el ensamblado de tanque de
almacenamiento de líquido 800 está instalado en el armazón de robot
200. Un orificio de acceso izquierdo 166 proporciona al usuario
acceso al recipiente, compartimento o tanque de residuos D a través
de la cámara de distribución 562. Un orificio de acceso derecho 168
proporciona al usuario acceso al recipiente de almacenamiento de
fluido de limpieza S. Los orificios de acceso izquierdo y derecho
166, 168 están sellados por tapas de tanque extraíbles por el
usuario que pueden tener una forma o color que las distinga
fácilmente.
En una realización preferida, el robot 100 está
soportado para desplazarse sobre la superficie de limpieza mediante
un sistema de transporte 900 de tres puntos. El sistema de
transporte 900 comprende un par de módulos independientes de ruedas
traseras de accionamiento de transporte, 902 en el lado izquierdo y
904 en el lado derecho, acoplados al armazón 200 detrás de los
módulos de limpieza. En una realización preferida, las ruedas
traseras independientes de accionamiento 902 y 904 están soportadas
para girar alrededor de un eje de accionamiento común 906 que es
sustancialmente paralelo al eje transversal 108. Sin embargo, cada
rueda de accionamiento puede ladearse con respecto al eje
transversal 108 de manera que cada rueda de accionamiento presenta
su propia orientación de eje de accionamiento. Los módulos de rueda
de accionamiento 902 y 904 se accionan y se controlan de manera
independiente por el controlador maestro 300 para hacer avanzar el
robot en cualquier dirección deseada. El módulo de accionamiento
izquierdo 902 se muestra sobresaliendo desde la parte inferior del
armazón 200 en la Fig. 3 y el módulo de accionamiento derecho 904
se muestra montado en una superficie superior del armazón 200 en la
Fig. 4. En una realización preferida, tanto el módulo de
accionamiento izquierdo 902 como el módulo de accionamiento derecho
904 está acoplados de manera pivotante al armazón 200 haciendo que
hagan contacto con la superficie de limpieza mediante resortes de
hojas 908, mostrados en la Fig. 3. Los resortes de hojas 908 están
montados para empujar cada módulo de accionamiento trasero para que
pivoten de manera descendente hacia la superficie de limpieza
cuando la rueda de accionamiento bordea un risco o cuando por el
contrario se eleva de la superficie de limpieza. Un sensor de rueda
asociado con cada rueda de accionamiento detecta cuándo una rueda
pivota hacia abajo y envía una señal al controlador maestro 300.
Las ruedas de accionamiento de la presente
invención están configuradas particularmente para funcionar sobre
superficies enjabonadas y mojadas. En particular, tal y como se
muestra en la Fig. 20, cada rueda de accionamiento 1100 comprende
un elemento de rueda con forma de copa 1102 acoplado a los módulos
de rueda de accionamiento 902 y 904. El módulo de rueda de
accionamiento incluye un motor de accionamiento y una transmisión de
tren de accionamiento para accionar la rueda de accionamiento para
el desplazamiento. El módulo de rueda de accionamiento también
puede incluir un sensor para detectar el deslizamiento de las ruedas
con respecto a la superficie de limpieza.
Los elementos de rueda con forma de copa 1102
están formados a partir de un material rígido tal como plástico
duro moldeado para mantener la forma de la rueda y proporcionar
rigidez. El elemento de rueda con forma de copa 1102 proporciona un
diámetro exterior 1104 dimensionado para alojar en el mismo un
elemento de neumático anular 1106. El elemento de neumático anular
1106 está configurado para proporcionar una superficie de
accionamiento de alta fricción no deslizante para hacer contacto
con la superficie de limpieza mojada y para mantener la tracción
sobre la superficie enjabonada mojada.
En una realización, el elemento de neumático
anular 1106 presenta un diámetro interno 1108 de aproximadamente 37
mm y está dimensionado para montarse de manera apropiada sobre el
diámetro exterior 1104. El neumático puede estar unido, pegado o
montado a presión al diámetro exterior 1104 para impedir que resbale
entre el diámetro interior de neumático 1108 y el diámetro exterior
1104. El grosor radial de neumático 1110 es de 3 mm
aproximadamente. El material de neumático es un homopolímero de
cloropreno estabilizado con negro de bisulfuro de tiurama con una
densidad de entre 14 y 16 libras por pie cúbico o de aproximadamente
15 libras por pie cúbico, espumado para un tamaño de célula de 0,1
mm \pm 0,02 mm. El neumático presenta una dureza después del
espumado de entre 69 y 75 Shore 00 aproximadamente. El material de
neumático se distribuye por Monmouth Rubber and Plastics
Corporation bajo el nombre comercial de DURAFOAM DK5151HD.
Se contemplan otros materiales de neumático,
dependiendo de la aplicación particular, incluyendo, por ejemplo,
los fabricados con neopreno y cloropreno y otros materiales
esponjosos de caucho de célula cerrada. También pueden utilizarse
neumáticos fabricados con policloruro de vinilo (PVC) y
acrilonitrilo-butadieno (ABS) (con o sin otros
extraíbles, hidrocarburos, negro de carbón y cenizas). Además,
neumáticos de construcción de espuma triturada pueden proporcionar
alguna funcionalidad a modo de rasqueta, ya que los neumáticos se
accionan sobre la superficie mojada que está limpiándose. Los
neumáticos fabricados a partir de materiales distribuidos bajo los
nombres comerciales de RUBATEX R411, R421, R428, R451 y R4261
(fabricados y distribuidos por Rubatex International, LLC);
ENSOLITE (fabricados y distribuidos por Armacell LLC); y productos
fabricados y distribuidos por American Converters/VAS, Inc., son
además sustitutos funcionales para el DURAFOAM DK5151HD indicado
anteriormente.
En determinadas realizaciones, el material de
neumático puede contener caucho(s) natural(es) y/o
caucho(s) sintético(s), por ejemplo, caucho de
nitrilo (acrilonitrilo), caucho de
estireno-butadieno (SBR), caucho de
etilenopropileno (EPDM), caucho de silicona, caucho de
fluorocarbono, caucho de látex, caucho de silicona, caucho de
butilo, caucho de estireno, caucho de polibutadieno, caucho de
nitrilo hidrogenado (HNBR), neopreno (policloropreno) y mezclas de
los mismos.
En determinadas realizaciones, el material de
neumático puede contener uno o más elastómeros, por ejemplo,
poliacrílicos (es decir, poliacrilonitrilo y polimetilmetacrilato
(PMMA)), policlorocarbonos (es decir, PVC), polifluorocarbonos (es
decir, politetrafluorometileno), poliolefinas (es decir,
polietileno, polipropileno y polibutinelo), poliésteres (es decir,
tereftalato de polietileno y politereftalato de butileno),
policarbonatos, poliamidas, poliimidas, polisulfonas y mezclas y/o
copolímeros de los mismos. Los elastómeros pueden incluir
homopolímeros, copolímeros, mezclas de polímeros, redes de
interpenetración, polímeros modificados químicamente, polímeros
injertados, polímeros cubiertos por superficies y/o polímetros
tratados por superficie.
En determinadas realizaciones, el material de
neumático puede contener uno o más rellenos, por ejemplo, agentes
de refuerzo tales como negro de carbón y sílice, rellenos no
reforzadores, sulfuro, agentes reticuladores, agentes de
acoplamiento, arcillas, silicatos, carbonato de calcio, ceras,
aceites, antioxidantes (es decir, parafenileno diamina antiozonante
(PPDA), difenilamina octilada y
1,2-dihidro-2,2,4-trimetilquinolina
polimerizado) y otros aditivos.
En determinadas realizaciones, el material de
neumático puede formularse para presentar propiedades ventajosas,
por ejemplo, una tracción, rigidez, módulo, dureza, resistencia a la
tensión, resistencia a los impactos, densidad, resistencia a las
roturas, energía de ruptura, resistencia al agrietamiento,
elasticidad, propiedades dinámicas, resistencia a flexiones
repetidas, resistencia a la abrasión, resistencia al desgate,
conservación del color y/o resistencia química (es decir,
resistencia a las sustancias presentes en la disolución de limpieza
y en la superficie que está limpiándose, por ejemplo, ácidos
diluidos, álcalis diluidos, aceites y grasas, hidrocarburos
alifáticos, hidrocarburos aromáticos, hidrocarburos halogenados y/o
alcoholes) deseados.
Debe observarse que el tamaño de célula de los
neumáticos de espuma de célula cerrada puede afectar a la
funcionalidad, en lo que respecta a la tracción, resistencia a los
contaminantes, durabilidad, y a otros factores. Los tamaños de
célula que oscilan entre 20 \mum aproximadamente y 400 \mum
aproximadamente pueden proporcionar un rendimiento aceptable,
dependiendo del peso del robot y del estado de la superficie que
está limpiándose. Intervalos particulares incluyen el comprendido
entre 20 \mum aproximadamente y 120 \mum aproximadamente, con
un tamaño de célula medio de 60 \mum, y más en particular entre 20
\mum aproximadamente y 40 \mum aproximadamente, para una
tracción aceptable a través de una variedad de estados de superficie
y de contaminantes.
En determinadas realizaciones, los neumáticos
tienen un ancho de 13 mm aproximadamente, aunque neumáticos más
anchos proporcionan una tracción adicional. Tal y como se ha
indicado anteriormente, los neumáticos puede tener un grosor de 3mm
aproximadamente, aunque neumáticos con un grosor de entre 4 mm y 5
mm o superior pueden utilizarse para una mayor tracción. Neumáticos
más delgados con un grosor de un milímetro y medio aproximadamente
y neumáticos más gruesos de 4 mm y medio aproximadamente pueden ser
beneficiosos, dependiendo del peso del robot, velocidad de
funcionamiento, patrones de movimiento y texturas de superficie.
Neumáticos más gruesos pueden estar sujetos a una deformación
permanente por compresión. Sin embargo, si el robot de limpieza es
más pesado, neumáticos más grandes pueden ser deseables. También
pueden utilizarse neumáticos con bordes exteriores redondeados o
cuadrados.
Para aumentar la tracción, el diámetro exterior
del neumático puede estar entallado. El entallado proporciona
generalmente tracción (a) reduciendo la distancia de transporte para
la extracción de fluido desde la banda de contacto proporcionando
un vacío al que dirigir el fluido, (b) permitiendo que gran parte
del neumático se adapte al suelo, aumentando de ese modo la
movilidad de la banda de rodadura, y (c) proporcionando un mecanismo
de limpieza que ayuda en la extracción de fluidos. En al menos una
instancia, el término "entallado" se refiere a seccionar el
material del neumático para proporcionar un patrón de delgadas
muescas 1110 en la diámetro exterior del neumático. En una
realización, cada muesca tiene una profundidad de 1,5 mm
aproximadamente y un ancho de 20 a 300 micrones aproximadamente. El
entallado puede dejar una base de neumático tan pequeña como 1/2 mm
o inferior, por ejemplo, una profundidad de entallado de entre 3 mm
y medio en un neumático con un grosor de 4 mm. El patrón de muescas
puede proporcionar muescas que estén separadas sustancialmente de
manera uniforme, con espacios de entre 2 y 200 mm aproximadamente
entre muescas adyacentes. "Separadas de manera uniforme" puede
significar, en una instancia, separadas y con un patrón repetido, no
necesariamente que cada corte entallado esté a la misma distancia
del siguiente. El eje de corte de muesca forma un ángulo G con el
eje longitudinal del neumático. El ángulo G oscila entre los 10 y
los 50 grados aproximadamente en determinadas realizaciones.
En otras realizaciones, el patrón de entallado
es una trama en forma de diamante a intervalos de 3,5 mm que puede
estar cortada en ángulos de 45 grados (\pm 10 grados) alternativos
con respecto al eje de rotación. También se contempla un entallado
sustancialmente circunferencial, un entallado que expulse líquido a
través de canales y otros patrones de entallado. La profundidad y
el ángulo de entallado pueden modificarse dependiendo de las
aplicaciones particulares. Además, aunque una mayor profundidad o un
mayor ancho de entallado pueden aumentar la tracción, este
beneficio debe equilibrarse con el efecto de la integridad
estructural de la espuma del neumático. En determinadas
realizaciones, por ejemplo, se ha determinado que neumáticos con un
grosor comprendido entre 3 mm y 4 mm con un entallado cruzado en
forma de diamante a intervalos de 7 mm proporciona una buena
tracción de neumático. Neumáticos más grandes pueden permitir un
patrón más fino, un entallado más profundo y/o un entallado más
ancho. Además, neumáticos particularmente anchos o neumáticos
fabricados a partir de determinados materiales pueden no requerir
ningún entallado para una tracción eficaz. Aunque determinados
patrones de entallado puede ser más útiles sobre superficies mojadas
o secas, o sobre diferentes tipos de superficies, el entallado que
proporcione una tracción constante a través de una variedad de
aplicaciones puede ser el más deseable para un robot limpiador de
propósito general.
Los diversos materiales, tamaños,
configuraciones, entallados, etc., de neumático afectan a la
tracción del robot durante su utilización. En determinadas
realizaciones, las ruedas del robot ruedan directamente a través
del rociado de disolución de limpieza, lo que afecta a la tracción,
al igual que los contaminantes encontrados durante la limpieza. Una
pérdida de tracción de las ruedas puede provocar ineficiencias de
funcionamiento en la forma de deslizamiento de las ruedas, lo que
puede dar lugar a que el robot se desvíe de su trayectoria
prevista. Esta desviación puede aumentar el tiempo de limpieza y
reducir la vida de la batería. Por consiguiente, las ruedas del
robot deben tener una configuración que resulte adecuada para una
excelente tracción sobre todas las superficies, con el tamaño más
pequeño del motor correspondiente.
Los contaminantes típicos encontrados durante la
limpieza incluyen productos químicos, ya sean descargados por el
robot o de otro tipo. Ya sea en un estado líquido (por ejemplo,
aceite de pino, jabón de manos, cloruro de amonio, etc.) o en un
estado seco (por ejemplo, detergente en polvo, polvos de talco,
etc.), estos productos químicos pueden descomponer el material de
los neumáticos. Además, los neumáticos del robot pueden encontrarse
con humedad o con contaminantes mojados de tipo alimenticio (por
ejemplo, soda, leche, miel, mostaza, huevos, etc.), contaminantes
secos (por ejemplo, migas, arroz, harina, azúcar, etc.) y aceites
(por ejemplo, aceite de maíz, mantequilla, mayonesa, etc.). Todos
estos contaminantes pueden encontrarse como residuos, charcos o
masas líquidas, o manchas secas. Se ha comprobado que los materiales
de neumático descritos anteriormente son eficaces a lo hora de
resistir la descomposición de material provocado por estos diversos
productos químicos y aceites. Además, se ha comprobado que el
tamaño de célula y el entallado de neumático descritos son
beneficios para mantener la tracción cuando se encuentran
contaminantes mojados y secos, productos químicos u otros elementos.
Sin embargo, los contaminantes secos en determinadas
concentraciones pueden incrustarse dentro del entallado. El
limpiador químico utilizado en el dispositivo, descrito
posteriormente, también ayuda a emulsionar determinados
contaminantes, lo que puede reducir el posible daño provocado por
otros contaminantes químicos al diluir estos productos
químicos.
Además de los contaminantes que pueden
encontrarse durante el uso, los diversos accesorios de limpieza (por
ejemplo, cepillos, rasquetas, etc.) del dispositivo afectan a la
tracción del dispositivo. La resistencia al avance creada por estos
dispositivos, el modo de contacto (es decir, redondeado, afilado,
liso, flexible, rugoso, etc.) de los dispositivos, así como la
posibilidad de deslizamiento provocada por los contaminantes, varía
dependiendo de la superficie que esté limpiándose. Limitando las
áreas de contacto entre el robot y la superficie que está
limpiándose se reduce la fricción inherente, lo que mejora la
estabilidad de la dirección y el movimiento. Se ha demostrado que
una fuerza de resistencia al avance de 6,67 N (una libra y media)
frente un empuje de entre 13,34 N y 22,24 N (entre tres y cinco
libras) es eficaz en robots que pesan aproximadamente entre 2,27 kg
y 4,54 kg (entre 5 y 10 libras). Dependiendo del peso del robot
limpiador estas cifras pueden variar, pero debe observarse que se
obtiene un rendimiento aceptable a una resistencia al avance
inferior al 50% aproximadamente y que se mejora con una resistencia
al avance inferior al 30% aproximadamente.
Los materiales de neumático (y el tamaño de
célula, densidad, dureza, etc. correspondientes), el entallado, el
peso del robot, los contaminantes encontrados, el grado de autonomía
del robot, el material del suelo, etc., influyen conjuntamente en
los coeficientes de tracción total de los neumáticos del robot. Para
determinados robots limpiadores, el coeficiente de tracción (COT)
para el umbral de movilidad mínimo se ha establecido dividiendo una
resistencia al avance de 8,9 N (2 libras) (medida durante la prueba
de la rasqueta) por una fuerza normal de 26,7 N (seis libras)
aplicada a los neumáticos. Por tanto, este umbral de movilidad
mínimo es de 0,33 aproximadamente. Un umbral objetivo de 0,5 se
determinó midiendo el rendimiento de neumáticos de espuma negra
triturada. Los coeficientes de tracción de muchos de los materiales
descritos anteriormente están dentro de un intervalo COT
comprendido entre 0,25 y 0,47, por lo tanto dentro del intervalo
aceptable entre el umbral de movilidad y el umbral objetivo.
Además, son deseables neumáticos que presenten poca variabilidad en
los coeficientes de tracción entre superficies mojadas y superficies
secas, dada la variedad de condiciones de trabajo a las que está
expuesto el robot limpiador.
El dispositivo de limpieza del robot también
puede beneficiarse utilizando revestimientos o fundas que envuelvan
al menos parcialmente o totalmente los neumáticos. Materiales
absorbentes tales como algodón, lino, papel, seda, cuero poroso,
gamuza, etc., pueden utilizarse junto con los neumáticos para
aumentar la tracción. Como alternativa, estos revestimientos pueden
sustituir completamente a las ruedas cauchotadas montándolos
simplemente en el diámetro exterior 1104 del elemento de rueda con
forma de copa 1102. Ya se utilicen como revestimiento de los
neumáticos de caucho o como una alternativa total a los neumáticos
de caucho, los materiales pueden intercambiarse por el usuario o
pueden extraerse y sustituirse de manera automatizada en una
estación de base o de carga. Además, el robot puede proporcionar al
usuario final conjuntos de neumáticos de diferentes materiales, con
instrucciones para utilizar neumáticos particulares sobre
superficies de suelo particulares.
La solución de limpieza utilizada en el robot
limpiador debe poder emulsionar rápidamente los contaminantes y
quitar los residuos secos de las superficies sin dañar el robot o la
propia superficie. Dados los efectos adversos descritos
anteriormente con relación a los neumáticos del robot y a
determinados productos químicos, la agresividad de la disolución de
limpieza debe equilibrarse con los impactos negativos a corto y a
largo plazo en los neumáticos y en otros componentes del robot. En
vista de estas consideraciones, prácticamente cualquier material de
limpieza que cumpla los requisitos de limpieza particulares puede
utilizarse con el robot de limpieza. En general, por ejemplo, puede
utilizarse una disolución que incluya tanto un agente tensoactivo
como un agente quelante. Además, puede añadirse un agente
equilibrador de pH tal como ácido cítrico. Añadiendo un agente
aromático, tal como eucalipto, lavanda y/o lima, por ejemplo, puede
mejorarse la introducción en el mercado de un limpiador de este
tipo, contribuyendo a que el usuario perciba que el dispositivo
realiza una limpieza eficaz. El color azul, verde u otro color
apreciable también puede ayudar a distinguir el limpiador por
motivos de seguridad o por otros motivos. La disolución también
puede estar diluida y aún así limpiar de manera eficaz cuando se
utilice junto con el robot limpiador. Durante el funcionamiento, hay
una alta probabilidad de que el robot limpiador pueda pasar sobre
un área de suelo particular varias veces, reduciendo de ese modo la
necesidad de utilizar un limpiador de gran intensidad. Además, el
limpiador diluido reduce los problemas de desgaste en los
neumáticos y en otros componentes, tal y como se ha descrito
anteriormente. Un limpiador que se ha demostrado eficaz para la
limpieza, sin provocar daños en los componentes del robot, incluye
poliglucosa de alquilo (por ejemplo, en una concentración entre el
1% y el 3%) y etilendiamina-tetraacetato de
tetrapotasio (EDTA de tetrapotasio) (por ejemplo, en una
concentración entre el 0,5% y el 1,5%). Durante el uso, esta
disolución de limpieza se diluye con agua para generar una
disolución de limpieza que presenta, por ejemplo, entre el 3% y el
6% de limpiador aproximadamente y entre el 94% y el 97% de agua
aproximadamente. Por consiguiente, en este caso, la disolución de
limpieza aplicada realmente al suelo puede ser tan pequeña como
entre el 0,03% y el 0,18% de agente tensoactivo y entre el 0,01% y
el 0,1% de agente quelante. Por supuesto, otros limpiadores y
concentraciones del mismo pueden utilizarse con el robot limpiador
desvelado.
Por ejemplo, las familias de agentes
tensoactivos y de agentes quelantes desvelados en la patente
estadounidense 6.774.098 también son adecuadas para aplicarse en el
robot que presenta los materiales y las configuraciones de
neumático desvelados. Sin embargo, para equilibrar la agresividad de
los limpiadores desvelados en la patente '098 con el desgaste
producido en los componentes de la máquina, se prefiere que los
agentes de limpieza (i) no incluyan ningún disolvente o que
incluyan un disolvente a un porcentaje inferior al del agente
quelante de un disolvente de alcohol o que presente los disolventes
desvelados en concentraciones comprendidas entre 1/2 y 1/100, y/o
(ii) que estén diluidos además para un uso de un única pasada
determinista, de pasadas repetidas deterministas o de múltiples
pasadas aleatorias en un robot mediante el 20% \pm 15% (pasada
única), el 10% \pm 8% (pasada repetida) y entre el 5% y el 0,1%
(múltiples pasadas aleatorias) respectivamente, de las
concentraciones desveladas; y/o (iii) que se combinen además con un
agente antiespumante conocido por ser compatible con el agente
tensoactivo y con el agente quelante seleccionados en los mismos
porcentajes o en porcentajes inferiores que los limpiadores de
alfombras comerciales, por ejemplo, menos del 5% de emulsión de
silicona, y/o (iv) que se sustituyan por o que se mezclen de manera
compatible con un eliminador de olores de cultivos bacterianos
viables.
En determinadas realizaciones, la disolución de
limpieza utilizada en el robot limpiador incluye (o es) una o más
realizaciones del "limpiador de superficies duras" descrito en
la patente estadounidense 6.774.098, preferiblemente sujeto a los
puntos (i), (ii), (iii) y/o (iv) anteriores. Determinadas
realizaciones del "limpiador de superficies duras" de la
patente estadounidense 6.774.098 se describen los siguientes
párrafos.
En una realización, el limpiador de superficies
duras comprende: (a) un sistema tensoactivo que consiste en óxidos
de amina con la fórmula general (I):
\newpage
o sales de amina cuaternaria con la
fórmula general
(II):
o combinaciones de los óxidos de
amina y de las sales de amina cuaternaria anteriores; y (b) un
compuesto orgánico polar muy ligeramente soluble en agua que
presenta una solubilidad en agua que oscila entre el 0,1% y 1,0% en
peso aproximadamente, oscilando una relación de peso del compuesto
orgánico polar muy ligeramente soluble en agua con respecto al
sistema tensoactivo entre 0,1:1 aproximadamente y 1:1
aproximadamente, donde R^{1} y R^{2} son iguales o diferentes y
se seleccionan a partir del grupo que consiste en metilo, etilo,
propilo, isopropilo, hidroxietilo e hidroxipropilo, R^{3} se
selecciona a partir del grupo que consiste en alquilos de cadena
lineal, alquilos de cadena ramificada, heteroalquilos de cadena
lineal, éteres de alquilo y heteroalquilos de cadena ramificada,
presentando cada uno entre 10 y 20 átomos de carbono
aproximadamente, R^{4} se selecciona a partir del grupo que
consiste en grupos de alquilo que presentan entre 1 y 5 átomos de
carbono aproximadamente, y X es un átomo de
halógeno.
En otra realización, el limpiador de superficies
duras comprende: (a) o bien (i) una combinación de un agente
tensoactivo no iónico y un agente tensoactivo de amonio cuaternario
o bien (ii) un agente tensoactivo anfotérico, oscilando la cantidad
total presente del agente tensoactivo entre el 0,001% y el 10%
aproximadamente, donde el agente tensoactivo no iónico se
selecciona a partir de un grupo que consiste en un éter de
alquilfenol alcoxilado, un alcohol alcoxilado, o un agente
tensoactivo no iónico semipolar seleccionado a partir del grupo que
consiste en monoalquilo de cadena larga, dióxidos de amina de
trialquilo de cadena corta, óxidos de amina de
alquilamidodialquilo, sulfóxidos y óxidos de fosfina; (b) no más del
50% de al menos un disolvente orgánico dispersable o soluble en
agua que presente una presión de vapor de al menos 0,001 mm Hg a
25ºC; (c) entre el 0,01% y el 25% de
etilendiamina-tetraacetato de tetraamonio (EDTA de
tetraamonio) como un agente quelante; y (d) agua.
En otra realización adicional, el limpiador de
superficies duras comprende (a) un agente tensoactivo seleccionado
a partir del grupo que consiste en agentes tensoactivos aniónicos,
agentes tensoactivos no iónicos y mezclas de los mismos con,
opcionalmente, un agente tensoactivo de amonio cuaternario,
oscilando la cantidad total presente de agente tensoactivo entre el
0,001% y el 10% en peso aproximadamente; (b) al menos un disolvente
orgánico dispersable o soluble en agua que presente una presión de
vapor de al menos 0,001 mm Hg a 25ºC, seleccionándose el al menos
un disolvente orgánico a partir del grupo que consiste en alcanoles,
dioles, éteres de glicol y mezclas de los mismos presentes en una
cantidad que oscila entre el 1% y el 50% en peso aproximadamente
del limpiador; (c) etilendiamina-tetraacetato de
tetrapotasio (EDTA de potasio) como un agente quelante, estando
presente el EDTA de potasio entre el 0,01% y el 25% en peso
aproximadamente del limpiador; y (d) agua.
En otra realización adicional, el limpiador de
superficies duras comprende (a) un agente tensoactivo no iónico
con, opcionalmente, un agente tensoactivo de amonio cuaternario,
oscilando la cantidad total presente del agente tensoactivo entre
el 0,001% y el 10% aproximadamente, donde el agente tensoactivo no
iónico se selecciona a partir del grupo que consiste en un éter de
alquilfenol alcoxilado, un alcohol alcoxilado, o un agente
tensoactivo no iónico semipolar seleccionado a partir del grupo que
consiste en monoalquilo de cadena larga, dióxidos de amina de
trialquilo de cadena corta, óxidos de amina de alquilamidodialquilo,
sulfóxidos y óxidos de fosfina; (b) no más del 50% de al menos un
disolvente orgánico dispersable o soluble en agua que presente una
presión de vapor de al menos 0,001 mm Hg a 25ºC; (c) entre el 0,01%
y el 25% de etilendiamina-tetraacetato de
tetraamonio (EDTA de tetraamonio) como un agente quelante; y (d)
agua.
En determinadas realizaciones, el limpiador de
superficies duras presenta una viscosidad inferior a 100 cps
aproximadamente y comprende: (a) al menos el 85% aproximadamente de
agua, en la que se disuelve (b) al menos un 0,45 aproximadamente de
equivalente por kilogramo de un anión inorgánico que, cuando se
combina con iones de calcio, forma una sal que presenta una
solubilidad no superior a 0,2 g/100 g de agua a 25ºC, donde el anión
es un ión de carbonato, de fluoruro o de metasilicato, o una mezcla
de tales aniones, (c) al menos el 0,3% en peso, en base al peso de
la composición, de un agente tensoactivo detersivo que incluye un
óxido de amina de la forma RR^{1}R^{2}N -> O donde R es
C_{6}-C_{12} alquilo y R^{1} y R^{2} son, de
manera independiente, C_{1-4} alquilo o
C_{1-4} hidroxialquilo, y (d) al menos el 0,5% en
peso aproximadamente de un agente de blanqueo, en base al peso de
la composición, donde la composición de limpieza es alcalina y
esencialmente libre de agentes quelantes, sales que contienen
fósforo, y abrasivos.
En determinadas realizaciones, la disolución de
limpieza utilizada en el robot limpiador incluye (o es) una o más
realizaciones de los limpiadores de superficies duras descritos en
las patentes estadounidenses números 5.573.710, 5.814.591,
5.972.876, 6.004.916, 6.200.941 y 6.214.784, todas ellas
incorporadas en este documento como referencia.
\newpage
La patente estadounidense número 5.573.710
desvela una composición de limpieza acuosa de múltiples superficies
que puede utilizarse para la eliminación de grasas y manchas en
superficies duras o en sustratos fibrosos duros tales como
alfombras y tapicerías. La composición contiene (a) un sistema
tensoactivo que consiste en óxidos de amina con la fórmula general
(I):
o sales de amina cuaternaria con la
fórmula general
(II):
o combinaciones de los óxidos de
amina y de las sales de amina cuaternaria anteriores; y (b) un
compuesto orgánico polar muy ligeramente soluble en agua. El
compuesto orgánico polar muy ligeramente soluble en agua puede
presentar una solubilidad en agua que oscila entre el 0,1% y el 1,0%
en peso aproximadamente, y la relación de peso del compuesto
orgánico polar muy ligeramente soluble en agua con respecto al
sistema tensoactivo puede oscilar entre 0,1:1 aproximadamente y 1:1
aproximadamente. R^{1} y R^{2} pueden seleccionarse a partir
del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo, isopropilo,
hidroxietilo e hidroxipropilo. R^{1} y R^{2} pueden ser iguales
o diferentes. R^{3} puede seleccionarse a partir del grupo que
consiste en alquilos de cadena lineal, alquilos de cadena
ramificada, heteroalquilos de cadena lineal, éteres de alquilo y
heteroalquilos de cadena ramificada, presentando cada uno entre 10
y 20 átomos de carbono aproximadamente. R^{4} puede seleccionarse
a partir del grupo que consiste en grupos de alquilo que presentan
entre 1 y 5 átomos de carbono aproximadamente. X es un átomo de
halógeno.
En determinados casos, la composición incluye
además un compuesto orgánico soluble en agua en una cantidad
efectiva para reducir la formación de estrías. El compuesto orgánico
soluble en agua puede seleccionarse a partir de éteres de glicol
solubles en agua y alcoholes de alquilo solubles en agua. El
compuesto orgánico soluble en agua puede presentar una solubilidad
en agua de al menos el 14,5% en peso. La relación de peso del
sistema tensoactivo con respecto al compuesto orgánico soluble en
agua puede oscilar entre 0,033:1 aproximadamente y 0,2:1
aproximadamente.
La patente estadounidense número 5.814.591
describe un limpiador acuoso de superficies duras con una
eliminación de tierra mejorada. El limpiador incluye (a) o bien (i)
un agente tensoactivo no iónico, un agente tensoactivo anfotérico o
una combinación de los mismos, o bien (ii) un agente tensoactivo de
amonio cuaternario, estando presentes los agentes tensoactivos en
un cantidad para una limpieza eficaz; (b) al menos un disolvente
orgánico dispersable o soluble en agua que presente una presión de
vapor de al menos 0,001 mm Hg a 25ºC, estando presente el al menos
un disolvente orgánico en una cantidad para una solubilidad o
dispersión eficaces; (c) etilendiamina-tetraacetato
de amonio (EDTA de amonio) como un agente quelante, estando presente
el EDTA de amonio en una cantidad eficaz para mejorar la
eliminación de tierra en el limpiador; y (d) agua. El agente
tensoactivo total puede estar presente en una cantidad de entre el
0,001% y un 10% aproximadamente. En un producto concentrado, el
agente tensoactivo puede estar presente hasta el 20% en peso. El
agente tensoactivo no iónico puede seleccionarse a partir del grupo
que consiste en un éter de alquilfenol alcoxilado, un alcohol
alcoxilado, o un agente tensoactivo no iónico semipolar
seleccionado a partir del grupo que consiste en monoalquilo de
cadena larga, dióxidos de amina de trialquilo de cadena corta,
óxidos de amina de alquilamidodialquilo, sulfóxidos y óxidos de
fosfina. El al menos un disolvente orgánico dispersable o soluble
en agua puede estar presente en una cantidad no superior al 50% en
peso del limpiador. El EDTA de amonio puede ser un EDTA de
tetraamonio y estar presente en una cantidad comprendida entre el
0,01% y el 25% en peso aproximadamente del limpiador total.
La patente estadounidense número 5.972.876
desvela un limpiador acuoso de superficies duras que comprende (a)
un agente tensoactivo seleccionado a partir del grupo que consiste
en agentes tensoactivos aniónicos, agentes tensoactivos no iónicos
y mezclas de los mismos con, opcionalmente, un agente tensoactivo de
amonio cuaternario, estando presente la cantidad total de agente
tensoactivo en una cantidad para una limpieza eficaz; (b) al menos
un disolvente orgánico dispersable o soluble en agua que presente
una presión de vapor de al menos 0,001 mm Hg a 25ºC, estando
presente el disolvente orgánico en una cantidad para una solubilidad
o dispersión eficaz; (c) etilendiamina-tetraacetato
de tetrapotasio (EDTA de potasio) como un agente quelante, estando
presente el EDTA de potasio en una cantidad eficaz para mejorar la
eliminación de tierra en el limpiador; y (d) agua. La cantidad
total de agente tensoactivo puede estar presente en una cantidad
comprendida entre el 0,001% y el 10% en peso aproximadamente. El al
menos un disolvente orgánico puede seleccionarse a partir del grupo
que consiste en alcanoles, dioles, éteres de glicol y mezclas de los
mismos, y está presente en una cantidad comprendida entre el 1% y
el 50% en peso aproximadamente del limpiador. El EDTA de potasio
puede estar presente entre el 0,01% y el 25% en peso
aproximadamente del limpiador.
La patente estadounidense número 6.004.916
desvela un limpiador acuoso de superficies duras que contiene (a)
un agente tensoactivo no iónico o un agente tensoactivo anfotérico
con, opcionalmente, un agente tensoactivo de amonio cuaternario,
estando presentes los agentes tensoactivos en una cantidad para una
limpieza eficaz; (b) al menos un disolvente orgánico dispersable o
soluble en agua que presente una presión de vapor de al menos 0,001
mm Hg a 25ºC, estando presente el al menos un disolvente orgánico en
una cantidad para una solubilidad o una dispersión eficaces; (c)
etilendiamina-tetraacetato de amonio (EDTA de
amonio) como un agente quelante, estando presente el EDTA de amonio
en una cantidad eficaz para mejorar la eliminación de tierra en el
limpiador; y (d) agua. El agente tensoactivo puede ser un agente
tensoactivo no iónico con, opcionalmente, un agente tensoactivo de
amonio cuaternario. El agente tensoactivo no iónico puede
seleccionarse a partir del grupo que consiste en un éter de
alquilfenol alcoxilado, un alcohol alcoxilado, o un agente
tensoactivo no iónico semipolar seleccionado a partir del grupo que
consiste en monoalquilo de cadena larga, dióxidos de amina de
trialquilo de cadena corta, óxidos de amina de alquilamidodialquilo,
sulfóxidos y óxidos de fosfina. La cantidad total del agente
tensoactivo puede estar presente entre el 0,001% y el 10%
aproximadamente. El al menos un disolvente orgánico dispersable o
soluble en agua puede estar presente en una cantidad no superior al
50% en peso del limpiador. El EDTA de amonio puede ser un EDTA de
tetraamonio que esté presente en una cantidad de entre el 0,01% y
el 25% en peso aproximadamente del limpiador total.
La patente estadounidense número 6.200.941
desvela una composición de limpieza diluida para superficies duras.
La composición de limpieza contiene (a) al menos el 85% de agua
aproximadamente, en la que se disuelve (b) al menos un 0,45
aproximadamente de equivalente por kilogramo de un anión inorgánico
que, cuando se combina con iones de calcio, forma una sal que
presenta una solubilidad no superior a 0,2 g/100 g de agua a 25ºC;
(c) al menos el 0,3% en peso, en base al peso de la composición, de
un agente tensoactivo detersivo. La composición presenta
preferentemente una viscosidad inferior a 100 cps aproximadamente.
El anión puede ser un ión de carbonato, de fluoruro o de
metasilicato, o una mezcla de tales aniones. El agente tensoactivo
detersivo puede incluir un óxido de amina de la forma
RR^{1}R^{2}N -> O donde R es
C_{6}-C_{12} alquilo y R^{1} y R^{2} son,
de manera independiente, C_{1-4} alquilo o
C_{1-4} hidroxialquilo. La composición puede
contener además al menos el 0,5% en peso aproximadamente de un
agente de blanqueo, en base al peso de la composición. En un caso,
la composición de limpieza es alcalina y esencialmente libre de
agentes quelantes, sales que contienen fósforo, y abrasivos.
La patente estadounidense número 6.214.784
describe una composición similar a la descrita en la patente
estadounidense número 5.972.876. La composición puede incluir
carbonato de dipotasio como un tampón.
Opcionalmente, el fluido de limpieza puede
utilizarse para refrigerar el motor o el motor puede utilizarse
para calentar el fluido de limpieza. El motor utilizado para hacer
girar el cepillo de limpieza principal disipa una energía
considerable en forma de calor. Este calor reduce la vida del motor
y de los componentes electrónicos. Es posible conducir el fluido de
limpieza en torno a este motor de manera que el calor se transfiera
desde el motor al calor. Esto puede mejorar el rendimiento de
limpieza y reducir el esfuerzo del motor. Una estructura incluye un
sistema de conductos, componentes de transferencia de calor y
materiales conductores de calor para el sistema de conductos y/o
las partes de motor en contacto con el sistema de conductos. Además,
la utilización de un motor de rotor en mojado para la bomba de
fluido o el mecanismo de cepillo permite que el motor esté
sumergido en el tanque limpio, lo que puede simplificar las
conexiones así como depositar calor residual en el fluido de
limpieza.
El módulo de rueda de morro 960, mostrado en una
vista en despiece ordenado en la Fig. 18 y en una vista seccionada
en la Fig. 19, incluye una rueda de morro 962 alojada en un
alojamiento orientable 964 y acoplada a un ensamblado de soporte
vertical 966. El módulo de rueda de morro 960 está acoplado al
armazón 200 delante de los módulos de limpieza y proporciona un
tercer elemento de soporte para soportar el armazón 200 con respecto
a la superficie de limpieza. El ensamblado de soporte vertical 966
está acoplado de manera pivotante al alojamiento orientable 964 en
un extremo inferior del mismo y permite al alojamiento orientable
pivotar alejándose del armazón 200 cuando el armazón se eleva con
respecto a la superficie de limpieza o cuando la rueda de morro
bordea un risco. Un extremo superior del ensamblado de soporte
vertical 966 pasa a través del armazón 200 y puede rotar con
respecto al mismo para permitir que todo el módulo de rueda de morro
960 rote libremente alrededor de un eje sustancialmente vertical a
medida que el robot 100 se desplaza sobre la superficie de limpieza
mediante las ruedas de accionamiento de transporte traseras 902 y
904. Por consiguiente, el módulo de rueda de morro se autoalinea
con respecto a la dirección de transporte del robot.
El armazón 200 está equipado con un pozo de
montaje de rueda de morro 968 para alojar en el mismo el módulo de
rueda de morro 960. El pozo 968 está formado en el lado inferior del
armazón 200 en un borde circunferencial delantero del mismo. El
extremo superior del ensamblado de soporte vertical 966 atraviesa un
orificio a través del armazón 200 y está capturado en el orificio
para acoplar la rueda de morro al armazón. El extremo superior del
ensamblado de soporte vertical 966 también interactúa con elementos
de detección acoplados al armazón 200 en su lado superior.
El ensamblado de rueda de morro 962 está
configurado con una rueda moldeada de plástico 972 que presenta
salientes de eje 974 que se extienden desde la misma y está
soportado para girar con respecto al alojamiento orientable 964
mediante orificios de eje opuestos alineados conjuntamente 970
formando un eje de rotación de rueda de accionamiento. La rueda de
plástico 972 incluye tres muescas circunferenciales en su diámetro
exterior. Una muesca central 976 está prevista para alojar en la
misma un seguidor de leva 998. La rueda de plástico incluye además
un par de muescas de neumático 978 circunferenciales y
simétricamente opuestas para alojar en las mismas una junta tórica
elastomérica 980. Las juntas tóricas elastoméricas 980 hacen
contacto con la superficie de limpieza durante el funcionamiento y
las propiedades del material de las juntas tóricas se seleccionan
para proporcionar un coeficiente de fricción deseado entre la rueda
de morro y la superficie de limpieza. El ensamblado de rueda de
morro 962 es un elemento pasivo que está en contacto rodante con la
superficie de limpieza a través de las juntas tóricas 980 y que
gira alrededor de su eje de rotación formado por el saliente de eje
974 cuando el robot 100 se desplaza sobre la superficie de
limpieza.
El alojamiento orientable 964 está formado con
un par de superficies de horquilla opuestas con orificios de pivote
opuestos alineados conjuntamente 982 formados a través de las mismas
para alojar en los mismos el ensamblado de soporte vertical 966. Un
elemento de acoplamiento vertical 984 incluye un elemento de pivote
986 en su extremo inferior que se instala entre las superficies de
horquilla. El elemento de pivote 986 incluye un diámetro interior
de eje de pivote 988 formado en el mismo para alinearse con el
orificio de pivote coalineado 982. Una varilla de pivote 989 se
extiende a través de los orificios de pivote coalineados 982 y está
montada a presión dentro del diámetro interior de eje de pivote 988
quedando capturada en el mismo. Un resorte de torsión 990 está
instalado sobre la varilla de pivote 988 y proporciona una fuerza
elástica que empuja el alojamiento orientable 964 y el ensamblado
de rueda de morro 962 hasta una posición extendida hacia abajo
haciendo que la rueda de morro 962 gire hasta una orientación que
coloca la rueda de morro 962 más distalmente por debajo de la
superficie inferior del armazón 200. La posición extendida hacia
abajo es una posición no operativa. La constante elástica del
resorte de torsión 990 es lo bastante pequeña como para que el peso
del robot 100 supere su fuera de empuje cuando el robot 100 está
colocado sobre la superficie de limpieza para la limpieza. Como
alternativa, cuando el ensamblado de rueda de morro pasa bordea un
risco, o se eleva con respecto a la superficie de limpieza, la
fuerza de empuje del resorte de torsión hace pivotar la rueda de
morro hasta la posición no operativa extendida hacia abajo. Esta
condición se detecta por un sensor de bajada de rueda, descrito
posteriormente, y se envía una señal al controlador maestro 300 para
detener el desplazamiento o para iniciar alguna otra acción.
El elemento de acoplamiento vertical 984 incluye
una parte de árbol vertical hueca 992 que se extiende hacia arriba
desde el elemento de pivote 986. La parte de árbol hueca 992 pasa a
través del orificio del armazón 200 y queda capturada en el mismo
mediante un anillo de retención 994 y una arandela de empuje 996.
Esto acopla el ensamblado de rueda de morro 960 al armazón y le
permite girar libremente alrededor de un eje vertical cuando el
robot se está desplazando.
El módulo de rueda de morro 960 está equipado
con elementos de detección que generan señales de sensor utilizadas
por el módulo de control maestro 300 para contar las revoluciones de
las ruedas, para determinar la velocidad de rotación de las ruedas
y para detectar una condición de bajada de rueda, por ejemplo,
cuando el alojamiento orientable 964 pivota hacia abajo mediante la
fuerza del resorte de torsión 990. Los sensores generan una señal
de rotación de rueda utilizando un émbolo de seguimiento de leva 998
que incluye un elemento de detección que se mueve en respuesta a la
rotación de la rueda. El seguidor de leva 998 comprende una varilla
con forma de L, estando soportada de manera móvil la parte vertical
dentro del árbol hueco 992 pasando por tanto a través del orificio
del armazón 200 para extenderse por encima de la superficie superior
del mismo. El extremo inferior de la varilla 992 forma un seguidor
de leva que está montado dentro de la muesca circunferencial central
de rueda 976 y que puede moverse con respecto a la misma. El
seguidor de leva 998 está soportado en contacto con un cubo
desviado 1000 mostrado en la Fig. 18. El cubo desviado 1000
comprende un contorno excéntrico formado de manera no simétrica
alrededor del eje de rotación de rueda de morro dentro de la muesca
circunferencial 976. Con cada rotación de la rueda 962, el cubo
desviado 1000 produce una oscilación del seguidor de leva 998, el
cual se mueve en vaivén a lo largo de un eje sustancialmente
vertical.
Las Figs. 33 a 35 muestran una estructura
alternativa de la rueda orientable delantera. Tal y como se muestra
en las Figs. 33 y 34, la rueda orientable delantera puede estar
estructurada generalmente tal y como se ha descrito anteriormente y
con un diseño que integre las funciones de un sensor de estasis
(para determinar que la rueda orientable delantera no accionada
está girando) y de un conmutador de bajada de rueda (para determinar
que ya no hace contacto con el suelo). Un elemento con forma de
anzuelo 998 que presenta un árbol vertical y un gancho horizontal
está en forma de bucle alrededor de un refuerzo excéntrico 999
formado en el centro de la rueda orientable. Mientras que la rueda
orientable gira alrededor de su eje de rotación para un movimiento
de avance y alrededor del soporte 984 para girar, el elemento de
detección de elemento de anzuelo 998 puede girar libremente dentro
del soporte 984 (sin impedir el giro de la rueda orientable) pero
también puede deslizarse verticalmente dentro del soporte 984. A
medida que el accionador se mueve hacia arriba y hacia abajo de
manera sinusoidal, un sensor (como el descrito en este documento,
generalmente un sensor de "estasis" óptico o magnético próximo
a la parte superior del elemento 998) puede utilizarse para
comprobar si el robot se desplaza hacia delante. Como alternativa,
se utilizan dos sensores, cada uno cerca de cada extremo vertical
del posible desplazamiento del elemento 998, es decir, separados en
sustancialmente el doble de la desviación del refuerzo 999. Dos
sensores mejoran la resolución. Como alternativa, los dos sensores
pueden modelarse como, o sustituirse por un sensor lineal para
proporcionar un perfil analógico a lo largo del tiempo de la
rotación de la rueda (por ejemplo, incluso con dos sensores
solamente, si se colocan con cuidado, la intensidad de salida
analógica de la detección óptica, magnética o eléctrica de los
extremos opuestos del elemento 998 puede proporcionar extremos
opuestos de una señal sustancialmente sinusoidal durante la
rotación, proporcionando información de la velocidad y de odometría
limitada). Están colocados según la posición de la rueda orientable
delantera en su suspensión durante la utilización normal del robot.
Además, un sensor de bajada de rueda (de nuevo, óptico, magnético o
similar) está colocado debajo de los sensores de estasis. Tal y como
se ha indicado, la rueda se empuja en sus alojamientos de soporte
984, 970 para pivotar y moverse dentro de un intervalo vertical de
giro y proporcionar un suspensión elástica. Puesto que el elemento
998 se mueve dentro o por debajo del alcance del sensor de bajada
de rueda, puede detectarse si la rueda delantera del robot desciende
debido a un risco o a la recogida del robot. Por consiguiente, el
ensamblado con el elemento 998 y los sensores funciona como un
sensor de estasis y como un sensor de bajada de rueda, y también
puede actuar como un sensor de velocidad. Tal y como se ha indicado
en este documento, el entallado del material de neumático es una
trama de cortes diagonales. Estos cortes pueden estar en ángulos
comprendidos entre 20 y 70 grados con respecto a la línea de
movimiento de avance del robot.
Un detector de rueda de una sola ocurrencia por
revolución incluye un imán permanente 1002 acoplado al extremo
superior de la varilla con forma de L mediante un elemento de
acoplamiento 1004. El imán 1002 oscila a través de un movimiento
vertical periódico con cada revolución completa de la rueda de
morro. El imán 1002 genera un campo magnético que se utiliza para
interactuar con un conmutador de láminas, no mostrado, montado en el
armazón 200 en una ubicación fija con respecto al imán móvil 1002.
El conmutador de láminas se activa por el campo magnético cada vez
que el imán 1002 está en la posición superior total en su
desplazamiento. Esto genera una única señal por revolución
detectada por el controlador maestro 300. Un segundo conmutador de
láminas también puede estar situado cerca del imán 1002 y calibrado
para generar una señal de bajada de rueda. El segundo conmutador de
láminas está colocado en una ubicación afectada por el campo
magnético cuando el imán 1002 baja hasta la posición no operativa
de bajada de rueda.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización del robot de la presente
invención, el diámetro de la sección transversal circular 102 del
robot es de 370 mm o 14,54 pulgadas, es decir, de 35 a 40 cm o de 12
a 15 pulgadas aproximadamente, y la altura del robot 100 por encima
de la superficie de limpieza es de 85 mm o 3,3 pulgadas, es decir,
de 70 a 100 mm o de 3 a 4 pulgadas y media aproximadamente. Este
tamaño se desplazará por el portal de una vivienda, debajo de los
zócalos, y limpiará por debajo de muchas sillas, mesas, módulos
portátiles y taburetes típicos y por detrás y al lado de algunos
retretes, soportes de lavabos y otros artículos de porcelana. Sin
embargo, el robot de limpieza autónomo 100 de la presente invención
puede construirse con otro diámetro de sección transversal y con
otras dimensiones de altura, así como con otras formas de sección
transversal, por ejemplo, cuadradas, rectangulares y triangulares,
y formas volumétricas, por ejemplo, cúbicas, de barra y piramidales.
La altura del robot es inferior a la de un zócalo de armario de
25,4 cm (10 pulgadas) (aproximadamente la altura de un zócalo
accesible para una silla de ruedas o zócalos europeos), y
preferentemente inferior a la de un zócalo de armario de 10,16 cm
(4 pulgadas) (el estándar americano más bajo). Como alternativa, la
altura de la parte del robot que limpia dentro de un zócalo puede
estar limitada de esta manera, siendo más alto el resto del
robot.
Una realización de un robot según la invención
utiliza una estructura física altamente integrada y puede fabricarse
como un producto comercial producido en masa. Tal y como se muestra
en la Fig. 1B, una realización de este tipo incluye varias partes:
el cuerpo del robot, el tanque de fluido mojado, la batería y un
cabezal de limpieza. El tanque puede ser un elemento estructural
(por ejemplo, el robot se coge por el asidero del tanque lleno de
fluido), o el robot puede ser una estructura de
armazón-cuerpo o un conjunto de estructuras
monocasco autoportantes. Definido en determinadas circunstancias,
monocasco puede significar "sustancialmente monocasco", o "al
menos parcialmente monocasco", y otras definiciones alternativas
no se excluyen (por ejemplo, robots que presentan nervaduras de
soporte o bastidores, o que incluyen un cuerpo de soporte de carga
que también puede presentar elementos a modo de armazón tal como un
soporte en voladizo para otros elementos). Los robots que presentan
una variedad de componentes están dentro del alcance de esta
invención. Un robot de limpieza de este tipo incluye un cepillo o
un elemento frotador accionados por motor, un primer alojamiento que
aloja un tanque de fluido y un segundo alojamiento que aloja un
mecanismo de accionamiento orientable. Un mecanismo de acoplamiento
acopla el primer alojamiento al segundo alojamiento para formar una
superficie exterior sustancialmente cilíndrica del robot de
limpieza. El robot de limpieza dispensa fluido desde el tanque de
fluido y cepilla o frota una superficie humedecida por el
fluido.
En otra realización, el robot de limpieza
incluye un cepillo o elemento frotador accionados por motor, un
tanque formado como una sección cilíndrica superior que almacena
fluido, y una plataforma formada como una sección cilíndrica
inferior. La plataforma aloja un mecanismo de accionamiento
orientable. Un mecanismo de acoplamiento acopla el tanque a la
plataforma, coincidiendo la sección cilíndrica superior del tanque
con la sección cilíndrica inferior de la plataforma para formar una
superficie exterior sustancialmente cilíndrica del robot de
limpieza.
La integración de un tanque de fluido como parte
de un cuerpo cilíndrico permite llevar a cabo una limpieza en
mojado mediante un robot autónomo con el máximo tiempo de limpieza
posible. Si el cuerpo no es cilíndrico en su totalidad, es decir,
no presenta un perímetro circular, la autonomía se ve afectada ya
que salir de esquinas y corredores ligeramente mayores que el robot
se vuelve más difícil. Integrando el tanque de fluido dentro del
cuerpo del robot puede maximizarse el volumen del tanque. Otras
formas de ancho constante (triángulo de Reuleaux o polígono de
ancho constante) también son posibles como una forma perimétrica y
se considera que están dentro del significado del término
"cilíndrico" para los fines de esta memoria descriptiva, pero
el perímetro circular tiene el área interna máxima de formas de
ancho constante y, por lo tanto, la máxima capacidad posible de
fluido.
Otra realización adicional del robot de limpieza
descrito en este documento incluye un compartimento de fluido
residual, un compartimento de fluido dispensado, un tanque
parcialmente monocasco que aloja al menos uno de entre el
compartimento de fluido residual y el compartimento de fluido
dispensado, y una plataforma parcialmente monocasco que aloja un
mecanismo de accionamiento orientable. Un mecanismo de acoplamiento
acopla el tanque parcialmente monocasco a la plataforma
parcialmente monocasco para formar una superficie exterior
sustancialmente cilíndrica del robot de limpieza. El robot de
limpieza cepilla una superficie humedecida al menos en parte por el
fluido dispensado por el robot de limpieza.
Otra realización incluye un cepillo o un
elemento frotador accionados por motor, un tanque que aloja un
compartimento de fluido para almacenar fluido, una plataforma que
incluye un bastidor que aloja al tanque, una conexión de fluidos
entre el tanque y la plataforma, y una conexión de vacío entre el
tanque y la plataforma. Un acoplamiento engancha mecánicamente el
tanque a la plataforma. El enganche del mecanismo acoplamiento sella
la conexión de fluidos y la conexión de vacío y forma una
superficie exterior sustancialmente cilíndrica del robot de
limpieza. El robot de limpieza cepilla una superficie humedecida al
menos en parte por el fluido del compartimento de fluido. El fluido
del compartimento de fluido puede, pero no necesariamente, recogerse
por el vacío (que puede recoger solamente partículas secas antes
del cepillo o elemento frotador).
Otra realización adicional incluye un cepillo o
un elemento frotador accionados por motor, un tanque monocasco que
aloja un compartimento de fluido, y una plataforma que incluye un
bastidor pivotante que aloja un extremo del tanque y que puede
girar para acoplar el tanque monocasco a la plataforma. Un
acoplamiento engancha mecánicamente el tanque monocasco a la
plataforma, de manera que el enganche del acoplamiento forma una
superficie exterior sustancialmente cilíndrica del robot de
limpieza. El robot de limpieza cepilla una superficie humedecida al
menos en parte por el fluido del compartimento de fluido. El
bastidor pivotante puede estar dispuesto opcionalmente para alojar
el tanque en el mismo ángulo en que lo llevaría un usuario. Si el
tanque cuelga de la mano de un usuario en un ángulo debido a una
configuración de asidero, entonces el tanque podría.
Otra realización alternativa del robot limpiador
incluye un cepillo o elemento frotador accionado por motor, un
tanque que aloja un compartimento de fluido para almacenar líquido,
una plataforma que incluye un bastidor que aloja al tanque, una
conexión de fluidos entre el tanque y la plataforma, y una conexión
de vacío entre el tanque y la plataforma. Un acoplamiento engancha
mecánicamente el tanque a la plataforma, de manera que el enganche
del acoplamiento sella la conexión de fluidos y la conexión de vacío
y forma una superficie exterior sustancialmente cilíndrica del
robot de limpieza. El robot de limpieza cepilla una superficie
humedecida al menos en parte por el fluido del compartimento de
fluido.
En otra realización alternativa, el robot de
limpieza incluye un tanque que aloja un compartimento de fluido
para almacenar fluido, un cabezal de limpieza que incluye un cepillo
accionado por motor y un vacío, y una plataforma. La plataforma
incluye un primer receptáculo que aloja una batería. Un bastidor
aloja al tanque de manera que el tanque cubre la batería. La
batería no necesita estar debajo del tanque, sino que puede estar
acoplada directamente al cuerpo en la parte superior o en el
lateral. Además, el cabezal de limpieza, en una realización, no
puede extraerse o sustituirse a no ser que el tanque pivote hacia
arriba, ya que los tanques y los componentes relacionados pueden
crear un interbloqueo con el cabezal de limpieza cuando el tanque
está fijado en su sitio.
El cabezal de limpieza puede considerarse parte
de la plataforma, u opcionalmente un segundo receptáculo puede
alojar al cabezal de limpieza desde un lado de la plataforma. El
robot puede incluir una conexión de fluidos entre el tanque y la
plataforma (como un ejemplo, de manera que la plataforma pueda
dispensar fluido) y una conexión de vacío entre el tanque y la
plataforma y/o el cabezal de limpieza (como un ejemplo, de manera
que el material aspirado por la plataforma pueda depositarse en el
tanque). La conexión de vacío y/o la conexión de fluidos pueden
realizarse directamente entre el tanque y el cabezal de limpieza,
por ejemplo, mediante juntas de ajuste en el tanque y en el cabezal
de limpieza. Un acoplamiento puede enganchar mecánicamente el
tanque a la plataforma y puede sellar la conexión de fluidos y la
conexión de vacío.
Aunque todas las combinaciones anteriores pueden
utilizar un cepillo o un elemento frotador, la utilización de un
cepillo provoca menos fricción que los elementos frotadores; además,
las diversas cerdas de un cepillo giratorio todavía proporcionan un
contacto continuo y continuamente repetitivo con una superficie. La
palabra "cepillo" incluye bayetas, cepillos, esponjas, paños,
etc., que pueden hacer girar, moverse en vaivén, ser orbitales,
accionarse por correa, moverse con el robot, etc.
Aunque diferentes proporciones son posibles, es
ventajoso maximizar el volumen del tanque de fluido si el tanque de
fluido es superior al 50% de la superficie superior, hasta el 50% de
la pared lateral o inferior al 50% de la superficie inferior del
robot. Sin embargo, es más ventajoso si el tanque de fluido es
inferior al 25% de la superficie inferior y superior al 75% de la
superficie superior, y esto equilibra la necesidad de soportar el
tanque con la mayor parte de volumen.
Tal y como se ha indicado en este documento, el
cepillo accionado por motor está alojado en un cabezal de limpieza
que está insertado de manera extraíble en el lateral del primer
alojamiento, y presenta un mecanismo de enclavamiento, de bloqueo
por trinquete, de apertura/ cierre por trinquete o de retención para
mantenerlo sujeto en su sitio y mantener los sellados y las
conexiones. Esta construcción permite extraer el cabezal de
limpieza sin extraer el tanque. Si la batería está debajo del tanque
pero encima del cuerpo, el cabezal de limpieza también puede
extraerse sin extraer la batería. Una batería puede estar dispuesta
de manera similar, utilizando una estructura similar, para
insertarse de manera extraíble desde el lateral del robot, con un
mecanismo de enclavamiento, de bloqueo por trinquete, de
apertura/cierre por trinquete o de retención para mantener las
conexiones eléctricas. La batería también puede estar integrada en
el tanque o en el cuerpo, y puede incluir una o más baterías
reemplazables, recargables o rellenables, células de combustible,
tanques de combustible o cualquier combinación de los mismos.
El mecanismo de acoplamiento para fijar el
tanque al cuerpo puede incluir un asidero del tanque de fluido
haciéndose portátil todo el robot sustancialmente cilíndrico o
solamente el tanque, a través del asidero del tanque de fluido. El
asidero también puede incluir un mecanismo de enclavamiento, de
bloqueo por trinquete, de apertura/cierre por trinquete o de
retención. El asidero ilustrado en este documento incluye un
mecanismo que aloja un pulsador para fijar por trinquete el tanque
al cuerpo, otro pulsador para soltar el tanque del cuerpo, aunque
también puede cogerse para utilizarse como asidero. El mecanismo de
acoplamiento puede incluir un pivote y un elemento de bloqueo,
alojando el pivote un extremo del tanque y haciendo girar el tanque
para engancharse al elemento de bloqueo.
Muchas de las realizaciones anteriores utilizan
una estructura de tanque que funciona como un compartimento de
fluido y como un elemento estructural o de soporte del robot.
Además, el tanque puede alojar compartimentos de fluido limpio y
sucio como en la realización ilustrada. Como alternativa, puede
proporcionarse un tanque adicional para separar fluidos limpios y
sucios, y/o para mezclar un concentrado con agua en uno de los
tanques. Pueden proporcionarse más compartimentos (por ejemplo, un
compartimento para un antiespumante, un compartimento para
combustible, etc.). La realización muestra la manera en la que un
tanque o un tanque combinado puede autosostenerse o actuar como un
elemento estructural; un experto en la materia reconocerá que los
mimos tipos de acoplamientos y soportes pueden modificarse
fácilmente para más de un tanque.
Tal y como se indica en este documento, los dos
compartimentos del tanque están dispuestos de manera que a medida
que el fluido se desplaza desde un compartimento al suelo y después
se recoge, el centro de gravedad permanece sustancialmente en su
sitio y/o permanece sustancialmente sobre las ruedas de
accionamiento. La presente estructura utiliza compartimentos que
están apilados o parcialmente apilados unos encima de otros con su
centro de gravedad de compartimento lleno a menos de 10 cm entre sí.
Como alternativa, los compartimentos pueden ser concéntricos
(concéntricos de manera que uno está dentro de otro en la dirección
lateral); pueden estar intercalados (por ejemplo, dedos o formas en
L intercalados en la dirección lateral); o todo o una parte del
compartimento limpio puede ser un contenedor flexible dentro del
compartimento sucio y rodeado por el compartimento sucio, de manera
que el contenedor flexible se comprime a medida que el fluido limpio
sale del mismo y el fluido sucio que llena el compartimento sucio
ocupa el lugar del fluido limpio. El contenedor flexible puede ser
una parte de la zona inferior del tanque limpio que se pliega, se
flexiona o se expande hacia el interior del tanque sucio. Por
ejemplo, en la Fig. 27, las partes planas de sector circular del
segundo elemento de plástico (tanque central) 812 a la izquierda
y/o a la derecha de la abertura 562a (tal y como se ilustra en la
Fig. 27) puede formarse como una parte de flexión, expansión o
plegado que se expande hacia el interior del tanque de residuos.
Por este motivo, la cámara de distribución 562 puede estar dispuesta
con lados rectos en esas direcciones.
Dentro de un tanque son posibles varios tipos de
construcciones de los compartimentos: pueden estar separados,
pueden estar unidos por una pared (tal y como se ilustra), pueden
ser compartimentos deformables separados o pueden ser
compartimentos anidados. Determinados compartimentos pueden estar
anidados y ser deformables o pueden incluir una pared plegable que
separe compartimentos. Las paredes que separan compartimentos pueden
estar articuladas, plegarse, etc., y los compartimentos pueden
estar separados por una o más membranas semipermeables, osmóticas,
u osmóticas inversas, u otros filtros. El "compartimento" o el
"tanque" puede ser rígido, deformable o plegable, excepto
cuando se especifique lo contrario. El mismo compartimento puede
utilizarse para dos fluidos diferentes en circunstancias diferentes
(compartimento de agua y limpiador premezclado; compartimento de
tratamiento o pulido, etc.). Los compartimentos dentro de un tanque
pueden utilizarse para agua o disolvente, una disolución de
limpieza mezclada, un concentrado, un fluido sucio, partículas
secas, un combustible, aromas, un antiespumante, un marcador, un
abrillantador, un tratamiento, cera, etc., según sea apropiado.
Aunque la mayoría de los ejemplos anteriores
presentan un tanque extraíble, en una realización alternativa el
tanque puede ser permanente. El término "acoplamiento" se
refiere a la familia de mecanismos para montar fácilmente una cosa
en otra, incluyendo tipos reversibles de acoplamientos tales como
encajes a presión, fiadores, ganchos, bloqueadores de trinquete,
bloqueadores de retención, tornillos, bayonetas, velcro, etc.
También incluye la utilización de la gravedad y de elementos de
guiado para sujetar una parte superior sobre una parte inferior, o
partes elastoméricas compatibles firmemente montadas. El modificador
"fácilmente separable" distingue generalmente un acoplamiento
semipermanente (permanente excepto para reparaciones, por ejemplo,
tornillos o pernos) de acoplamientos permanentes tales como
pegamentos/soldaduras. Los acoplamientos semipermanentes o
permanentes pueden ser más prácticos en el caso de un robot más
grande que se vacíe mediante una base de acoplamiento o de suelo
(las realizaciones anteriores pueden incluir una base de
acoplamiento o de suelo compatible).
Tal y como se ha indicado anteriormente, la
plataforma también puede alojar un pulverizador, un esparcidor, una
boquilla, una acción capilar, un paño de limpieza u otro mecanismo
de dispensación de fluido para dispensar un fluido y/o un cepillo,
vacío, rasqueta, paño de limpieza u otro mecanismo de recogida de
fluido para recoger fluido residual. Tal y como se ha utilizado
anteriormente, la acción de "humedecerse por el fluido" puede
producirse antes o después de que el fluido se haya almacenado en un
tanque (por ejemplo, el fluido puede aplicarse manualmente por una
persona y recogerse por el robot, o el fluido puede dejarse sobre la
superficie mediante el robot para secarse o evaporarse, dependiendo
del tipo de fluido, por ejemplo, para pulidos o tratamientos de
suelo). Cualquiera o ambos alojamientos pueden ser sustancialmente
monocascos o pueden incluir una parte de armazón o bloqueador para
una parte de armazón añadida.
En casos en los que se utiliza un elemento de
sujeción de pivote, el elemento de sujeción de pivote es metálico y
tiene rigidez y durabilidad. La utilización de un pivote metálico
pesado aumenta el peso del robot (por lo tanto, la presión y la
fuerza de fregado) y, de manera más significativa, desplaza el
centro de gravedad del alojamiento principal a la parte delantera o
la parte trasera (según sea necesario, dependiendo de dónde esté
situado el pivote metálico). Si el asidero metálico se utiliza en un
extremo opuesto del robot, entonces las dos partes metálicas pueden
facilitar el equilibrado y el posicionamiento del centro de gravedad
según se desee. Sin embargo, el equilibrado y el posicionamiento
pueden facilitarse en cambio mediante la utilización de un bastidor
de soporte metálico que desplace el centro de gravedad del robot
hacia la línea de contacto de accionamiento de rueda/correa, o
simplemente mediante un peso elevado (por ejemplo, hierro fundido)
colocado apropiadamente para desplazar el centro de gravedad del
robot lleno de fluido hacia la línea de contacto de accionamiento
de rueda/correa.
Para robots diseñados para realizar recorridos
(incluyendo los robots de limpieza), es mejor colocar ruedas de
accionamiento diferenciales en el diámetro para permitir al robot
girar en su sitio. Sin embargo, es ventajoso situar el ancho de
trabajo o el cabezal de limpieza en el diámetro de un robot
circular, ya que esto proporcionará el recorrido de trabajo más
amplio. En determinados robots aspiradores fabricados por iRobot
Corporation bajo la marca comercial ROOMBA, puesto que un cepillo
lateral puede utilizarse cuando se siguen las paredes para llevar
las partículas dentro del ancho de trabajo, las ruedas está
colocadas en el diámetro del perímetro circular para esa finalidad.
Si el robot sigue las paredes en el mismo lado cada vez, solo se
necesitará un cepillo lateral.
Sin embargo, para un robot de limpieza que
aplique líquido, el cepillo lateral no es tan eficaz. Aunque la
presente invención contempla la utilización de un cepillo lateral
seco o mojado sustancialmente parecido de manera física al de un
aspirador en seco para facilitar una limpieza en seco, una limpieza
en mojado o ambas, no se cree que sea necesario. Además, colocar el
cabezal de limpieza en el diámetro del perímetro circular de manera
que el ancho del cabezal de limpieza pueda llegar más cerca de la
pared, ayuda a proporcionar una limpieza eficaz. En el caso de otra
curva de ancho constante, el cabezal de limpieza puede colocarse en
el tramo más ancho y las ruedas de accionamiento diferenciales
pueden estar dispuestas cerca del diámetro de un círculo
circunscrito que rodee el perímetro del robot (como alternativa, un
robot de este tipo puede utilizar un mecanismo holonómico con
ruedas omnidireccionales dispuestas de manera equiangular).
Cuando el cabezal de limpieza está en el
diámetro del perímetro circular, puede ser colindante con el borde
del robot, mejorando por tanto el rendimiento de limpieza del borde.
Además, si el robot se controla y está configurado para seguir
siempre paredes y obstáculos en un lado dominante, entonces el
cabezal de limpieza solo necesita ser colindante con un borde del
robot. Una disposición de este tipo permite usar el espacio del
lado no dominante para otros fines. En el caso de una realización
del robot, este espacio de borde del diámetro se utiliza para un
tren de engranajes y para una estructura de enganche para permitir
que el cabezal de limpieza se enganche de manera deslizante en
forma de cartucho desde un lado lateral del robot (desde el lado
dominante/de limpieza de borde), véanse las Figs. 3 y 3B.
El sistema de limpieza de una realización
específica es una recogida en seco, seguida de una aplicación (en
mojado) de fluido, seguida de una recogida de fluido. La razón de
que la recogida en seco preceda a la aplicación de fluido, tal y
como se ha descrito en este documento, es fundamentalmente que la
recogida en mojado es principalmente de agua gris/fluido residual y
no de partículas y grandes residuos sueltos, los cuales provocarían
varios efectos negativos en la recogida en mojado y pueden
recogerse normalmente de manera más sencilla cuando están
secos.
Pueden añadirse etapas de limpieza adicionales
en un robot de limpieza en mojado según la presente invención. Por
ejemplo, puede incluirse una etapa de aplicación de material seco
después de la etapa de recogida en seco, por ejemplo, una etapa en
la que un polvo abrasivo, un catalizador, un reactivo, etc., u otro
material seco se deposita y se mezcla con fluido (o el rociador de
humedad está apagado y el material seco se recoge o se deja para
una recogida posterior).
También es posible eliminar la etapa de recogida
en seco en caso de que se adopte otra contramedida que se ocupe de
la posibilidad de partículas o residuos mojados, por ejemplo, cuando
un mecanismo de recogida en mojado aloja tales residuos. Una
realización del dispositivo puede utilizar un cepillo de fregado que
preceda a una rasqueta/vacío en mojado de banda lateral a lo largo
de la trayectoria de limpieza. Como un ejemplo, en una realización
alternativa en la que un cepillo de fregado está colocado para girar
dentro de la boca de un mecanismo de vacío y dirige los residuos a
la boca del mecanismo de vacío, la etapa de recogida en seco puede
ser menos importante. También es posible modificar el sistema de
limpieza de manera que el proceso de aplicación de fluido no
preceda inmediatamente al proceso de recogida de fluido. Como un
ejemplo, en una realización alternativa, un primer robot aplica
fluido y un segundo robot recoge el fluido, o un único robot puede
estar configurado para aplicar fluido en una pasada y eliminar el
fluido en una segunda pasada a lo largo de la misma
trayectoria.
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También es posible modificar el sistema de
limpieza de manera que no se lleve a cabo el proceso de recogida de
fluido, por ejemplo en el caso de cera o abrillantador. En otra
realización, el robot puede aplicar un tipo de fluido (por ejemplo,
un fluido de limpieza), recogerlo, y aplicar un segundo tipo de
fluido (por ejemplo, cera o abrillantador) que no se recoja.
También es posible modificar el sistema de
limpieza de manera que el proceso de aplicación de fluido aplique
fluido a un cepillo, rodillo, cinta, banda, bayeta u otro medio de
fregado en lugar de directamente al suelo, y el fluido hace
contacto en primer lugar con el suelo principalmente a medida que se
transporta mediante el medio de fregado.
Tal y como se describe en este documento, nuevos
sistemas de limpieza determinados son particularmente muy adecuados
para el limpiador robótico de la invención. Sin embargo, ninguna
parte del proceso o del sistema es crítica, pero hay determinadas
combinaciones de procesos de limpieza que forman sistemas de
limpieza que tienen diferentes ventajas a las expuestas en este
documento. Muchas de las estructuras robóticas, de forma y de
configuración expuestas en este documento son nuevas y ventajosas
para cualquier sistema de limpieza en mojado (como un ejemplo, las
estructuras asociadas con un cabezal de limpieza en mojado que se
extienden solamente hasta un borde lateral, donde el robot siempre
limpia en ese lado).
Tal y como se describe en este documento, el
robot pesa preferentemente entre 3 y 5 kg aproximadamente cuando
está completamente lleno de fluido. Para una utilización doméstica,
el robot puede pesar como mucho 10 kg aproximadamente. Intervalos a
modo de ejemplo de dimensiones físicas del robot son una masa total
de 2 a 10 kg aproximadamente; un ancho de limpieza de 10 cm a 40 cm
aproximadamente dentro de un diámetro de 20 a 50 cm
aproximadamente; un diámetro de rueda de 3 cm a 20 cm
aproximadamente; una línea de contacto de rueda de accionamiento de
2 cm a 10 cm aproximadamente para todas las ruedas de accionamiento
(dos, tres, cuatro ruedas de accionamiento); una banda de contacto
de rueda de accionamiento para todas las ruedas de 2 cm^{2}
aproximadamente o superior. Un robot vacío a modo de ejemplo pesa
menos de 4 kg aproximadamente, y menos de 5 kg aproximadamente
cuando está lleno, y contiene aproximadamente 1 kg (o entre 800 y
1200 ml) de fluido limpio o sucio (en caso de que el robot aplique
y recoja fluido). El tanque de residuos está dimensionado según la
eficacia del proceso de recogida. Por ejemplo, con una rasqueta
relativamente ineficaz diseñada o dispuesta para dejar una cantidad
predeterminada de fluido mojado en cada pasada (por ejemplo, de
manera que el fluido de limpieza pueda depositarse y trabajar
progresivamente sobre manchas o restos secos de comida), el tanque
de residuos puede estar diseñado para que tenga un tamaño idéntico
o más pequeño que el tanque limpio. Es posible que una parte del
fluido depositado no se recoja, y otra parte puede evaporarse antes
de que pueda recogerse. En caso de que una recogida en seco preceda
a la recogida en mojado y se utilice una rasqueta ineficaz (por
ejemplo, silicona), entonces puede ser necesario dimensionar el
tanque de residuos para que sea igual o más grande que el tanque de
fluido limpio. Una proporción del volumen de tanque, por ejemplo,
del 5% aproximadamente o superior, también puede dedicarse a un
alojamiento o control de espuma, lo que puede aumentar el tamaño del
tanque de residuos.
Un robot de limpieza autónomo viable de
superficies duras tiene una masa inferior a 10 kg aproximadamente y
tiene al menos un elemento de fregado o de limpieza. Con el fin de
cepillar, limpiar o fregar la superficie de manera eficaz, el
elemento de fregado o de limpieza crea una resistencia al avance y,
para un robot que pese menos de 10 kg, debe crear una resistencia
media al avance de hasta el 40% del peso aproximadamente, pero
preferentemente inferior al 25% aproximadamente. Las fuerzas de
resistencia al avance (la resistencia total al avance asociada con
cualquier paleta, rasqueta o componente que cree una resistencia al
avance) no deben superar el 25% aproximadamente del peso de robot
para garantizar una buena movilidad en ausencia de suspensiones
activas/sistemas de peso constante, ya que cualquier obstáculo de
elevación quitará peso de otro modo a los neumáticos y afectará a
la fuerza motriz. La máxima tracción disponible no supera
normalmente el 40% aproximadamente del peso del robot sobre
superficies resbaladizas con un fluido de limpieza a base de agente
tensoactivo (baja tensión de superficie), quizá es tan alta como el
50% aproximadamente en los mejores casos, y la tracción/empuje debe
superar las fuerzas parásitas/de resistencia al avance. Sin embargo,
con el fin de navegar satisfactoriamente de manera autónoma, para
tener el suficiente empuje para superar pequeños peligros y
obstáculos, para subirse a umbrales con los que pueden encontrarse
el elemento de fregado o de cepillado de diferente manera con las
ruedas, y para salir de atascos y de otras circunstancias de
emergencia, el robot debe tener un empuje/tracción, proporcionado
en su mayor parte por las ruedas de accionamiento, del 150%
aproximadamente o superior con respecto a la fuerza media
parásita/de resistencia al avance. Un cepillo giratorio,
dependiendo del sentido de rotación, puede crear una resistencia al
avance o un empuje, contemplando la invención ambas posibilidades.
Un ejemplo de un robot desvelado en detalle en este documento, que
pesa 3,85 kg aproximadamente (8 libras y media), con una
resistencia al avance inferior a un valor comprendido entre 8,89 N
y 15,6 N (entre 2 y 3 libras y media) generada por cepillos,
elementos frotadores, rasquetas y fricciones de ruedas inactivas,
pero con un empuje superior a un valor comprendido entre 13,34 N y
24,46 N (entre 3 y 5 libras y media) generado solamente por las
ruedas de accionamiento o por la ruedas de accionamiento en
combinación con un cepillo de rotación hacia delante, es un ejemplo
de un robot que puede limpiar de manera satisfactoria y desplazarse
de manera autónoma. Algunas veces debe añadirse peso para mejorar la
tracción poniendo más peso en las ruedas (por ejemplo, un asidero
metálico, un bastidor de pivote a modo de horquilla, un motor más
grande que el necesario y/o un lastre en una realización del
presente dispositivo). Con o sin el peso añadido, una realización
del presente dispositivo obtiene un porcentaje funcional de empuje a
partir de un cepillo de rotación hacia adelante (que normalmente
está apagado en la marcha atrás), lo que no es una característica
necesaria en un limpiador industrial de grandes dimensiones.
El ancho del cabezal de limpieza para la masa
del robot de limpieza doméstico, con un peso inferior a 10 kg (o
incluso inferior a 20 kg), es notablemente diferente de los
limpiadores industriales autopropulsados. Según las realizaciones
de la invención, es un ancho de limpieza (en mojado) que oscila
entre 1 cm por cada kilo de masa del robot, de manera ideal 5 ó 6
cm aproximadamente de ancho de limpieza por cada kilo de masa del
robot, y 10 cm de ancho de limpieza por cada kilo de masa del robot
(proporciones más altas se aplican generalmente a masas más bajas).
Es difícil aplicar una fuerza de limpieza o de fregado suficiente
con más de 10 cm de ancho de limpieza por cada kilo de masa de
robot; y menos de 1 cm por cada kilo de masa de robot da lugar a un
ancho de limpieza ineficaz o a un robot muy pesado para que un
consumidor pueda utilizarlo de manera adecuada, es decir, no puede
transportarse fácilmente por una persona normal (o débil). Las
máquinas de limpieza industriales autopropulsadas tienen
normalmente un ancho de limpieza comprendido entre 1 y 3 cm, o
inferior, por kilo de masa de la máquina.
Las proporciones de estas dimensiones o
propiedades pueden determinar si un robot con un peso inferior a 10
kg, y en algunos casos inferior a 20 kg, es eficaz para una
utilización doméstica general. Aunque algunas de tales proporciones
se han descrito anteriormente de manera explícita, se considera
expresamente que determinadas proporciones (por ejemplo, área en
centímetros cuadrados de contacto de rueda por libra de peso de
robot, centímetros de línea de contacto de rueda por libra de
resistencia al avance, etc.) se desvelan intrínsecamente en este
documento, aunque limitadas al conjunto de diferentes
configuraciones de robot descritas en este documento.
Aunque la presente descripción trata en detalle
la mejor configuración de materiales y geometría para neumáticos o
bandas de rodadura para un robot útil en superficies domésticas
mojadas, determinadas combinaciones de otros elementos limpiadores
con estos materiales y geometría de neumático son particularmente
eficaces. En lo que respecta a los propios neumáticos, tal y como
se ha descrito, una configuración ventajosa será un grosor de
neumático de espuma de 3 mm con entalladuras de una profundidad de 2
mm. Esta configuración funciona de manera adecuada cuando no se
soportan más de 3 a 4 kg por neumático. La combinación ideal de
entalladuras, estructura de célula y absorbencia para un neumático
está afectada por el peso del robot.
Al menos una rasqueta o un elemento frotador
pasivo es ventajoso en el robot de limpieza en mojado. Por ejemplo,
una parte de vacío en mojado está estrechamente seguida por una
rasqueta para acumular el grosor de una película de agua depositada
para su recogida. Una rasqueta trasera (en mojado) debe tener la
suficiente flexibilidad y margen de movimiento para sortear
cualquier obstáculo superior a 2 mm, pero de manera ideal para
despejar la distancia al suelo desde el robot (en el caso de la
realización detallada en este documento, una altura mínima o
distancia del robot al suelo de 4 mm y medio).
Cualquier fuerza de reacción presentada por la
rasqueta que sea direccionalmente opuesta a la gravedad se resta de
la tracción disponible y no debe superar el 20% aproximadamente del
peso del robot, no superando de manera ideal el 10% aproximadamente
del peso del robot. Una determinada cantidad de presión de borde,
que presenta una fuerza de reacción idéntica, es necesaria para que
la rasqueta limpie y recoja fluido. Con el fin de obtener una
combinación eficaz de recogida de fluido, fuerza de reacción,
desgaste y respuesta flexible a los obstáculos, los parámetros
físicos de la rasqueta deben estar bien controlados y equilibrados.
Debe observarse que un radio de borde de trabajo de 3/10 mm
aproximadamente para una rasqueta inferior a 300 mm aproximadamente
es particularmente eficaz, y puede esperarse que rasquetas con un
borde de trabajo de entre 1/10 mm y 5/10 mm aproximadamente sean
viables dependiendo de otras adaptaciones realizadas. El desgaste,
el rendimiento de la rasqueta y la fuerza de resistencia al avance
se mejoran con una rasqueta de una sección transversal
sustancialmente rectangular (opcionalmente trapezoidal) y/o con un
grosor de 1 mm aproximadamente (opcionalmente entre medio milímetro
y un milímetro y medio), con esquinas de 90 grados aproximadamente
(opcionalmente de 60 a 120 grados aproximadamente), paralela al
suelo a menos de medio milímetro aproximadamente a lo largo de su
longitud de trabajo (opcionalmente a menos de 3/4 de milímetro), y
recta en menos de 1/500 mm aproximadamente por unidad de longitud
(opcionalmente en menos de 1/100 aproximadamente), con un borde de
trabajo igual o inferior a 3/10 mm aproximadamente tal y como se ha
indicado anteriormente. Desviaciones de los parámetros anteriores
requieren una mayor presión de borde (fuerza opuesta a la gravedad)
para compensarse, reduciendo desde ese modo la tracción
disponible.
En este documento se describen tres ensamblados
de rasqueta/vacío en mojado a modo de ejemplo, uno de los cuales
utiliza una "rasqueta dividida", donde la recogida en mojado se
proporciona principalmente mediante un canal de vacío entre una
rasqueta en mojado delantera y una rasqueta en mojado trasera, y las
dos rasquetas son elementos separados que pueden deslizarse entre
sí ya que la rasqueta se deforma durante el uso. Tal y como se
ilustra en la Fig. 12 de este documento, la rasqueta en mojado
trasera a la izquierda del dibujo se separa de la rasqueta en
mojado delantera adyacente al cepillo cuando el cartucho se abre
para su limpieza. La rasqueta en mojado delantera está almenada en
una superficie interior para proporcionar una serie de canales de
vacío, y el tanque principal de la rasqueta en mojado delantera se
deforma de manera apropiada para mantener el vacío dentro de los
canales y mostrar los extremos delanteros de los canales al suelo.
La rasqueta en mojado delantera (de un diseño de rasqueta
dividida), mantiene un área de sección transversal abierta constante
para definir los parámetros aerodinámicos con respecto a la
rasqueta en mojado trasera. Sin embargo, con el fin conseguir esto,
la rasqueta en mojado delantera solo necesita hacer contacto con el
suelo en ubicaciones designadas y no requiere presión de borde para
funcionar. La rasqueta en mojado delantera debe poder sortear
obstáculos en la distancia del robot al suelo, por ejemplo, sortear
cualquier obstáculo por encima de una altura mínima de 4 milímetros
y medio del robot para una distancia al suelo trasera o en mojado de
4 milímetros y medio. La rasqueta en mojado delantera debe mantener
áreas de sección transversal aerodinámicas entre el 80% y el 120%
aproximadamente, de manera ideal entre el 90% y el 110%
aproximadamente, del punto de diseño (por ejemplo, el área de
sección transversal proyectada en un diseño estático) en cualquier
ubicación a lo largo de su longitud. La desviación del área
seccionada transversal da como resultado una asistencia de vacío
inconsistente para la rasqueta y reduce el rendimiento de
limpieza.
Cuando se utiliza una rasqueta con o detrás de
un vacío en seco, la rasqueta de vacío en seco debe tener la
suficiente flexibilidad y margen de movimiento como para sortear
cualquier obstáculo más alto que la distancia al suelo delantera,
es decir, por ejemplo para sortear cualquier obstáculo más alto que
una altura de 6 milímetros y medio aproximadamente de la mitad (en
seco) delantera del robot (en este ejemplo, la altura delantera
puede ser superior o inferior). Puesto que el fin principal de la
"rasqueta en seco" o "paleta raspadora" es funcionar como
una guía de flujo de aire, y no como una paleta raspadora o rasqueta
verdaderas, a pesar de la utilización de la terminología
"rasqueta en seco" y "paleta raspadora" de este documento,
el extremo de la rasqueta en seco puede estar diseñado
opcionalmente para estar separado del suelo, por ejemplo, entre 0 y
1 mm aproximadamente, de manera ideal en medio milímetro. La
presión del borde no se requiere necesariamente para la rasqueta de
vacío en seco, es decir, la paleta de guiado de flujo de aire, para
funcionar adecuadamente con un rendimiento óptimo. Una paleta ideal
de guiado de flujo de aire puede pivotar longitudinalmente entre 10
y 30 grados aproximadamente, de manera ideal en 20 grados.
Cuando se utilizan cepillos o elementos
frotadores, los cepillos o los elementos frotadores tanto estáticos
como giratorios deben hacer contacto con el suelo en una amplia gama
de variaciones de superficie (por ejemplo, en escenarios de
limpieza en mojado, incluyendo suelos embaldosados, lisos, de
madera, de cemento). Este contacto se consigue según la invención
generalmente de una o dos maneras: el cepillo o el elemento frotador
está montado utilizando un bastidor flotante (por ejemplo, sobre
resortes, elastómeros, elementos de guiado, etc.); y/o una
flexibilidad adecuada para la cantidad diseñada de interferencia o
enganche del cepillo de fregado o elemento frotador con la
superficie. Tal y como se ha indicado anteriormente, cualquier
fuerza de reacción presentada por los cepillos/aparato de fregado
que sea opuesta a la gravedad se resta de la tracción disponible y
no debe superar el 10% aproximadamente del peso del robot. Los
diseños de hélice de los cepillos giratorios ayudan a minimizar las
fuerzas opuestas a la gravedad y a reducir los requisitos de energía
para la rotación.
La mayoría de las realizaciones descritas en
este documento, en las que se utiliza un cepillo giratorio, utilizan
un único cepillo. Puede proporcionarse más de un cepillo, por
ejemplo, dos cepillos de rotación inversa con un cepillo a cada
lado longitudinal de la línea central de un robot, o más. También
puede utilizarse un cepillo de rotación diferencial. En este caso,
dos cepillos, que mide cada uno sustancialmente la mitad del ancho
del robot en el diámetro de rotación, están colocados a cada lado
lateral de la línea central de giro/rotación, extendiéndose cada
uno a lo largo de la mitad del diámetro. Cada cepillo está conectado
a un mecanismo y motor diferentes, y pueden girar en sentidos
opuestos o en el mismo sentido o en el mismo sentido, a diferentes
velocidades en ambos sentidos, lo que puede proporcionar un impulso
de rotación y de traslación para el robot.
Un robot de limpieza según una realización de la
invención también está dotado de un sistema de suspensión, que
incluye principalmente un ensamblado de rueda pivotante que incluye
elasticidad y/o amortiguación, que presenta un diseño de altura de
recorrido que considera fuerzas ascendentes y descendentes. La
suspensión ideal puede suministrar de manera ideal hasta un 2%
aproximadamente (opcionalmente entre el 1% y el 5%) de la fuerza
descendente mínima del robot (es decir, masa o peso del robot menos
las fuerzas ascendentes desde los elementos de contacto elásticos o
amoldables tales como cepillos, rasquetas, etc.). Es decir, la
suspensión se apoya sobre "topes duros" con solamente el 2%
aproximadamente de la fuerza descendente disponible aplicada
(teniendo los topes elásticos el 98% restante, opcionalmente entre
el 95% y el 99%), de manera que casi cualquier obstáculo o
perturbación que pueda generar una fuerza ascendente dará como
resultado la elevación de la suspensión o flotación del robot sobre
el obstáculo manteniendo al mismo tiempo la máxima fuerza disponible
en la banda de contacto de los neumáticos. Esta fuerza elástica (y
como corolario, tracción de robot) puede maximizarse mediante la
presencia de un sistema activo que varíe su fuerza con respecto a la
carga útil variable del robot (nivel relativo de tanque limpio y
sucio). Se proporciona una suspensión activa mediante accionadores
eléctricos o solenoides, potencia de fluido, etc., con una
resistencia de amortiguación y una resistencia elástica apropiadas,
tal y como entienden los expertos en la materia.
El centro de gravedad del robot tenderá a
desplazarse durante la recuperación de los fluidos a no ser que el
limpiador y los tanques de residuos se equilibren para mantener
constantemente la misma posición del centro de gravedad. Si un
sistema de recuperación de fluido puede recuperar prácticamente todo
el fluido depositado independientemente de la superficie, o una
modelización predice cuánto líquido se recuperará en el interior
del tanque de residuos, mantener la misma posición del centro de
gravedad (mediante el diseño del compartimento de tanque) puede
permitir que un sistema de suspensión pasivo suministre la máxima
tracción disponible. La presente invención contempla un diseño de
tanque que incluye un primer compartimento que presenta un perfil
que mantiene sustancialmente la posición del centro de gravedad del
compartimento a medida que se vacía, y un segundo compartimento que
presenta un perfil que mantiene sustancialmente la posición del
centro de gravedad del compartimento a medida que se llena, donde
el centro de gravedad de los tanques combinados se mantiene
sustancialmente dentro del diámetro de las ruedas y sobre las
ruedas. Esto se consigue más fácilmente con tanques que estén
apilados al menos parcialmente en la dirección vertical.
Aunque los tanques de limpieza están
configurados como partes integradas, la invención contempla la
utilización de cartuchos de fluido de limpieza. El usuario puede
insertar un cartucho de plástico sellado en una depresión o cavidad
en el alojamiento del robot, completando el cartucho de manera
uniforme o sustancialmente uniforme (quizá ligeramente elevado) el
perfil exterior lateral y/o superior del robot, y estando
configurado preferentemente para contener una cantidad medida
anteriormente de fluido de limpieza. Fijando el cartucho en el robot
se perforará o se rasgará el alojamiento del cartucho, permitiendo
que el fluido de limpieza se mezcle con agua en la cantidad
correcta.
\newpage
Tal y como se ha indicado anteriormente, con una
ausencia total de recuperación de fluido o de suspensión activa
puede conseguirse una movilidad superior ya sea modelando o
suponiendo un porcentaje mínimo de fluido recuperado a través de
todas las superficies (el 70% del líquido depositado, por ejemplo) y
diseñando el perfil de los compartimentos y las posiciones del
centro de gravedad según esta suposición/modelo. Alternativa o
adicionalmente, fijar la fuerza elástica con un valor idéntico a la
máxima condición de descarga (tanque vacío) puede contribuir a una
mayor tracción y movilidad. Como regla, la carrera de la suspensión
debe ser al menos idéntica al máximo obstáculo que el amortiguador
de choques (y otras barreras de borde) permite dejar pasar por
debajo del robot.
La maximización del diámetro de las ruedas
disminuye los requisitos de energía y de tracción para un obstáculo
o depresión dados. La máxima capacidad diseñada de trepado de
obstáculos debe ser el 10% aproximadamente del diámetro de las
ruedas o inferior. Una rueda con un diámetro de 45 mm debe superar
un obstáculo o depresión de 4,5 mm. En la mayoría de realizaciones
descritas en este documento, el robot es corto y bajo por varios
motivos. El amortiguador de choques está fijado en una posición baja
para distinguir entre alfombras, umbrales y suelos duros, de manera
que un amortiguador de choques a 3 mm del suelo aproximadamente
impedirá que el robot se suba a la mayoría de alfombras
(presentando el amortiguador de choques una distancia al suelo
comprendida entre 2 y 5 mm aproximadamente). El resto de la
superficie de trabajo del robot, por ejemplo, el vacío en seco y el
cabezal de limpieza en mojado por debajo del robot, también presenta
elementos que se extienden hacia el suelo (elementos de guiado de
aire, rasquetas, cepillos) que se vuelven más eficaces con una
distancia al suelo menor. Puesto que la distancia al suelo de una
realización está comprendida entre 3 y 6 mm, las ruedas solo
necesitan medir entre 30 mm y 60 mm. Sin embargo, normalmente es
mejor que sean más grandes, incluso cuando se dirijan hacia
obstáculos más bajos.
Tal y como se muestra en las diversas Figs., en
la parte inferior del amortiguador de choques delantero 220 hay
almenas, en este caso delgadas lengüetas laterales colocadas en
intervalos a lo largo de la longitud del amortiguador de choques
delantero. Estas lengüetas actúan como un detector mecánico de
alfombras complementario para la detección principal de colisiones
o de obstáculos del amortiguador de choques 200, siendo elementos
que sobresalen hacia una altura en la que la alfombra pasaría por
debajo del robot antes de que la rueda delantera se suba a la
alfombra, fijadas a 3 mm del suelo aproximadamente alrededor de la
periferia inferior del amortiguador de choques delantero y que
pueden accionar el amortiguador de choques delantero. Las lengüetas
se extienden por debajo del borde delantero del amortiguador de
choques delantero. Además, la envoltura interior 200a del robot,
necesaria para proteger el interior del robot cuando se extrae el
ensamblado de tanque, proporciona una rigidez adicional, reduciendo
los requisitos del armazón 200 (parte inferior 200b).
Según al menos una realización, el robot puede
incluir un armazón generalmente circular o redondo 200 (véase la
Fig. 3, por ejemplo), al que al menos una primera y una segunda
rueda de accionamiento 1100 pueden conectarse de manera giratoria.
Las ruedas de accionamiento 1100 pueden estar situadas en una parte
inferior del armazón 200 para soportar el robot a través de la
superficie de limpieza cuando se accionan las ruedas de
accionamiento 1100. Además, las ruedas de accionamiento 1100 pueden
estar colocadas de manera que los centros respectivos de cada rueda
de accionamiento 1100 estén a lo largo de una línea virtual que sea
generalmente paralela al plano de la superficie de limpieza, por
ejemplo. En este documento se describen varias secuencias de control
del robot de la presente invención y de sus componentes. Además, el
robot puede desplazarse a través de un entorno de trabajo
utilizando varios sistemas de control y de desplazamiento conocidos
en la técnica, incluyendo, pero sin limitarse a, los desvelados en
las solicitudes estadounidenses con números de serie 11/176.048,
10/453.202 y 11/166986; la solicitud provisional estadounidense
número de serie 60/741.442, presentada el 2 de diciembre de 2005,
titulada "Robot Networking, Theming, and Communication
System", a nombre de Campbell y col.; y la patente
estadounidense número 6.594.844.
En una realización, la línea virtual puede
extenderse a través de un punto central del armazón circular 200
del robot, y las ruedas de accionamiento 1100, que incluyen una
rueda de accionamiento izquierda y una rueda de accionamiento
derecha, pueden estar colocadas cada una en bordes exteriores
opuestos entre sí del armazón 200. Las ruedas de accionamiento 100
pueden accionarse después simultáneamente en una dirección giratoria
de avance para impulsar el robot sobre la superficie de limpieza;
además, las ruedas de accionamiento pueden accionarse de diferente
manera, accionándose una de las ruedas de accionamiento 1100 para
girar más rápidamente que la otra, de manera que la desviación del
armazón 200 gire alrededor de su punto central. Como resultado, el
robot puede maniobrar incluso cuando no haya espacio libre, ya que
las ruedas de accionamiento 1100 accionadas de diferente manera
pueden hacer girar el armazón 200 del robot sin tener que impulsar
simultáneamente el robot hacia delante o hacia atrás con respecto a
la superficie de limpieza (esto puede conseguirse accionando cada
rueda de accionamiento 1100 a la misma velocidad de rotación pero en
sentidos mutuamente opuestos, por ejemplo).
Según otra realización, el armazón de robot 200
puede incluir un módulo de fregado 600 (véase la Fig. 12A, por
ejemplo), que presenta una forma generalmente lineal y que puede
extenderse desde un primer punto a lo largo de un borde
circunferencial exterior del armazón circular 200, a través del
punto central, y hasta un segundo punto a lo largo del borde
circunferencial exterior del armazón circular 200 (generalmente
definiendo de ese modo una línea central de bisección a través del
centro del armazón circular 200, por ejemplo). En una realización
de este tipo, ambas ruedas de accionamiento 1100 están colocadas en
la parte inferior del armazón 200 ya sea en el lado delantero o en
el lado trasero del módulo de fregado 600 y, en determinadas
realizaciones, hacia la parte trasera del módulo de fregado 600 para
contribuir a la estabilidad de desplazamiento del robot, por
ejemplo. Otras ubicaciones de las ruedas de accionamiento son
posibles. Como un ejemplo, un robot que presenta 4 ruedas de
accionamiento, una longitudinal al cabezal de limpieza en cualquier
lado del robot, y con 3 ruedas de accionamiento, en el lado derecho
una delante y otra detrás del cabezal de limpieza, y a la izquierda
la rueda situada en el diámetro a la izquierda del cabezal de
limpieza. Tales configuraciones pueden proporcionar al robot un
movimiento más parecido a un robot que presente un accionamiento
diferencial en la línea central, y facilitan las optimizaciones de
software para controlar el movimiento del robot, entre otras
cosas.
Según una realización, el robot móvil 100 puede
limpiar un suelo u otra superficie de limpieza utilizando una
trayectoria generalmente espiral, por ejemplo. Eligiendo una
trayectoria espiral según un ancho efectivo del aplicador de
líquido 700, por ejemplo, el robot puede depositar de manera eficaz
fluido de limpieza sobre un área máxima de la superficie de
limpieza. En ese caso, un robot con un lado dominante gira a partir
del lado dominante, con el fin de que el lado dominante (es decir,
un lado en el que el cabezal de limpieza se extiende hacia el borde
y a través del cual el robot sigue los obstáculos) forme el exterior
de la espiral. Para una espiral sencilla, esto puede dejar una zona
sin limpiar, por ejemplo, cuando el cabezal de limpieza está
desviado hacia la derecha y robot realiza un movimiento en espiral
hacia la izquierda, creando la parte inferior del robot sin
cobertura de cabezal de limpieza un pequeño círculo sin limpiar en
el centro de la espiral (aunque este círculo es temporal dado que
el robot regresará probablemente de manera aleatoria a la misma
zona antes del final del ciclo de limpieza). Esto puede llevarse a
cabo siguiendo la espiral con una pasada central basada en un
desplazamiento estimado, o siguiendo la espiral con una o dos
figuras en ocho basadas en un desplazamiento estimado. Sin embargo,
en caso de que el robot se encuentre con una pared o con un
obstáculo antes de que el procedimiento de avance en espiral inicie
la pasada central, existe la posibilidad de que esta interrupción
deje el círculo sin limpiar (invirtiendo el sentido de la espiral
desde el obstáculo o pudiendo utilizarse también de manera
arbitraria para alcanzar la zona circular).
Un patrón de cobertura alternativo que no crea
necesariamente tal espacio se muestra en la Fig. 46. En este
patrón, el robot móvil 10 puede seguir un patrón de solapamiento
similar al utilizado por las máquinas de repavimentación sobre
hielo utilizadas en pistas de patinaje, con el fin de garantizar que
se pase adecuadamente por todas las áreas de la trayectoria. La
Fig. 46 muestra la trayectoria general de las ruedas en líneas
discontinuas 911 y la trayectoria de cobertura general en líneas
continuas 913. El patrón es simplemente una serie de círculos u
óvalos que se solapan entre sí, siendo el diámetro de la trayectoria
seguida mayor que el ancho del camino de cobertura. Puede
implementarse como una serie de cuadrados o rectángulos solapados
con esquinas redondeadas, mostrándose rectángulos en la Fig. 46.
Tal y como se muestra en la Fig. 46, un patrón a modo de ejemplo
utiliza esencialmente giros perpendiculares orientados de diferente
manera. El robot se desplaza una distancia a través de un primer
camino, gira paralelo al mismo, lo atraviesa de manera paralela al
mismo, después vuelve al primer camino, girando finalmente antes
del primer camino para solaparlo y desplazarse de manera paralela al
primer camino. El solapado es suficiente para cubrir cualquier
"zona no tratada" generada por el cabezal de limpieza desviado
o por las ruedas diferenciales desviadas. Después, el robot gira en
una posición esencialmente similar al primer giro y repite este
proceso tratando el camino que acaba de formarse como el primer
camino. De manera sucesiva, aunque el robot deje una zona sin
limpiar o no tratada en el centro al inicio del patrón de cobertura,
el robot desplazará el óvalo, círculo, cuadrado o rectángulo de
solapamiento de manera que la zona no tratada se cubra finalmente.
Tal y como puede observarse en la Fig. 46, el diámetro de o la
distancia a través del primer bucle y de los bucles posteriores del
patrón puede tener cualquier tamaño ya que el robot solapará
finalmente la cobertura. Bucles más grandes también tienen una mayor
eficacia de limpieza si incorporan muchas líneas rectas. Sin
embargo, si los bucles son demasiado grandes, se acumulan errores de
desplazamiento, pueden encontrarse obstáculos que interrumpan el
patrón, etc. Si los bucles son demasiado pequeños, entonces se
emplea mucho tiempo en los giros diferenciales durante los cuales
la limpieza no es tan satisfactoria como en los desplazamientos
rectos, siendo además más lenta que en los desplazamientos rectos.
En el presente caso, el patrón de cobertura descrito anteriormente
es de un tamaño que cubrirá completamente el centro del bucle entre
la tercera y la quinta pasada paralela (paralela si la forma del
bucle es irregular, circular, ovalada, cuadrada o rectangular) y se
solapa en no más de la mitad del ancho de limpieza en cada pasada.
Un patrón de cobertura preciso a modo de ejemplo se solapa entre el
120% y el 200% aproximadamente de la distancia en línea recta desde
el centro de las ruedas hasta el borde del cabezal de limpieza (o
como alternativa, presenta bucles desviados por el ancho de
limpieza menos un valor comprendido entre el 120% y el 200%
aproximadamente de esta distancia, o como alternativa simplemente
se solapa entre 1/5 y un 1/3 del ancho del cabezal de limpieza, o
como alternativa presenta bucles desviaos entre 2/3 y 4/5 del ancho
del cabezal de limpieza), y presenta bucles que son más pequeños
que tres o cuatro veces aproximadamente el diámetro de trabajo.
Estos bucles son sustancialmente simétricos, ya sean círculos,
polígonos, cuadrados (los dos últimos con esquinas curvadas a
medida que gira el robot).
La Fig. 48 ilustra un robot móvil que presenta
ruedas de accionamiento izquierda y derecha 1100 situadas en la
parte inferior trasera del armazón 200, en donde una línea
discontinua indica la línea virtual que se extiende a través de los
centro de ambas ruedas de accionamiento 1100. Puesto que la línea
virtual del robot "de diámetro desviado" no pasa través del
punto central del armazón 200 (que es diferente del robot de
diámetro centrado mostrado en la Fig. 47, por ejemplo), el control
de desviación diferencial que se efectúa accionando de manera
diferencial las ruedas de accionamiento izquierda y derecha 1100 es
diferente de las realizaciones en las que la línea virtual pasa a
través del punto central del armazón 200. Por ejemplo, a diferencia
del ejemplo de intersección con el punto central, el robot
ilustrado en la Fig. 49 experimenta necesariamente un movimiento de
avance o de retroceso simultáneo mediante el robot con respecto a la
superficie de limpieza cuando la desviación del robot se modifica
accionando de manera diferencial las ruedas de accionamiento 1100.
Por consiguiente, el control del robot de diámetro desviado (en
este documento "robot desviado") para varias tareas tales como
un giro pronunciado, el avance a lo largo de trayectorias curvas, el
seguimiento de riscos, comportamientos de seguimiento de
protuberancias y otros comportamientos de este tipo, se ve alterado
por el robot de diámetro no desviado, teniendo en cuenta las
diferencias provocadas por el desvío de las ruedas de accionamiento
1100 con respecto al diámetro (es decir, la línea virtual de
bisección central) del armazón 200. A continuación se describen
varios comportamientos de robot desviado a modo de ejemplo que el
controlador del robot puede implementar para controlar el robot en
consecuencia.
El robot puede incluir un comportamiento de
seguimiento de protuberancias. El comportamiento de seguimiento de
protuberancias facilita la salida del robot desviado de un área
estrecha o parcialmente encerrada (tal como un hueco en la pared o
el final estrecho de un pasillo, por ejemplo). El comportamiento de
seguimiento de protuberancias puede incluir al menos dos fases: (1)
girar en el sitio (es decir, ajustar la desviación del robot)
cuando un amortiguador de choques (u otro sensor de presión o
contacto adecuado para detectar el contacto del robot con un
obstáculo, tal como un conmutador de resorte de hojas, un conmutador
de proximidad magnético, etc.) se comprime, y (2) desplazarse en
una trayectoria generalmente con forma de arco en el sentido
opuesto del giro con un radio decreciente hasta que el amortiguador
de choques se comprima de nuevo.
Según al menos una implementación a modo de
ejemplo, la fase 1 del algoritmo modifica el radio de giro para
mantener el amortiguador de choques contra la pared durante el giro
(véase la Fig. 49). L1 es una línea virtual que se extiende a
través de los centros de las ruedas de accionamiento 1100, y el
robot puede girar alrededor de cualquier punto de esta línea. L2 es
una línea virtual que es perpendicular a la pared y pasa a través
del centro del robot (punto C). El punto A es la intersección de L1
y L2. Según este algoritmo, por ejemplo, el robot puede mantener
una distancia constante "d" entre el robot y la pared.
Para hacer girar el robot manteniendo al mismo
tiempo "d" constante, el robot ajusta las velocidades de rueda
respectivas para la primera y la segunda rueda de accionamiento 1100
de manera que el robot gira alrededor del punto A. Esto puede ser
un proceso continuo, de manera que el punto A se mueve con respecto
a la superficie de limpieza a medida que el robot gira.
Haciendo referencia a la Fig. 50, por ejemplo,
el controlador implementa un algoritmo basado en ciclos de control
con el fin de llevar a cabo el comportamiento adecuado. En una etapa
inicial S101, el robot espera un ciclo de control, después de lo
cual el robot vuelve a calcular la posición estimada del punto A en
la etapa S102. Después, el robot fija la velocidad de giro
respectiva para cada rueda de accionamiento 1100 en la etapa S103,
según la posición recalculada de A; después, el proceso se repite en
la primera etapa S101.
Según realizaciones en las que el robot puede no
presentar un sensor que indique a qué ángulo está la pared con
respecto al robot, el algoritmo de control puede estimar la posición
del punto A basándose en qué conmutador del amortiguador de choques
está cerrado (el izquierdo, el derecho, o ambos) y puede actualizar
su estimación cuando cambie el estado de cierre del conmutador del
amortiguador de choques. Por consiguiente, esta estimación puede
permitir que el comportamiento de escape de seguimiento de
protuberancias funcione correctamente la mayoría de las veces.
Con referencia a las Figs. 51 y 52 se ilustra un
proceso de estimación a modo de ejemplo, en el que el término
"cuadrante de choque" se refiere a qué conmutador del
amortiguador de choques está cerrado ("izquierdo" significa
que solo está cerrado el conmutador izquierdo, "derecho"
significa solo el conmutador derecho, y "ambos" significa que
están cerrados tanto el conmutador izquierdo como el conmutador
derecho). La Fig. 51 ilustra un ejemplo de un algoritmo continuo
que actualiza el ángulo de pared en cada ciclo de control, y la Fig.
52 ilustra cómo se actualiza la estimación cuando cambia el
cuadrante de pared.
Por ejemplo, tal y como se ilustra en la Fig.
51, en una etapa inicial S201, el robot crea una estimación inicial
del ángulo de pared basándose en el cuadrante de choque, después
espera un ciclo de control posterior en S202. Una vez que comienza
el ciclo de control, el robot determina en S203 si el cuadrante de
choque detectado actualmente es diferente el cuadrante de choque
anterior, y si es así, vuelve a estimar el ángulo de pared
basándose en el cuadrante de choque anterior y en el cuadrante de
choque actual en S205, y vuelve a S202 para esperar un ciclo de
control posterior (formando de ese modo un bucle de proceso). Sin
embargo, si el cuadrante de choque actual y el cuadrante de choque
anterior son el mismo, el robot estima en S204 el ángulo de pared
basándose en los movimientos de las ruedas durante el ciclo de
control en lugar de en diferencias en los cuadrantes de choque, y
después vuelve también a la etapa de espera de ciclo de control
S202.
Tal y como se muestra en la Fig. 52, el proceso
avanza a lo largo de una primera serie de etapas de prueba
enlazadas (S301, S307, S312, S317 y S319), que incluyen determinar
si el cuadrante de choque anterior era el izquierdo, el derecho o
ambos, o si el cuadrante actual es el izquierdo o el derecho. Si
ninguna de las determinaciones en esta serie inicial de etapas de
prueba enlazadas es "sí", entonces el robot determina una
estimación por defecto para el ángulo de pared de 0 grados en S321.
Sin embargo, si, por otro lado, el robot determina que el cuadrante
de choque anterior fue el izquierdo, entonces el robot determina a
continuación en S302 si el cuadrante de choque actual es ambos (en
cuyo caso, el robot estima el ángulo de pared como 7,5 grados en
S305), en S303 si el cuadrante de choque actual es el derecho (en
cuyo caso, el robot estima el ángulo de pared como 0 grados en
S306) o, si no, determina por defecto la estimación a 0 grados en
S304. Si, por otro lado, el cuadrante de choque anterior era en
cambio ambos según se determinó en S307, entonces el proceso estima
el ángulo de pared como 7,5 grados en S310 si el cuadrante de choque
actual se determinó como el izquierdo en S308, o como -7,5 grados
en S311 si el cuadrante de choque actual es el derecho según se
determinó en S309; si no, el ángulo de pared se estima por defecto
a 0 grados en S304. Además, si el cuadrante de choque anterior fue
el derecho según se determinó en S312, entonces el robot estima el
ángulo de pared como -7,5 grados en S315 solo si el cuadrante de
choque actual es ambos según se determinó en S313; si no, la
estimación se fija por defecto a 0 grados (a través de S316, si
S314 determina el cuadrante de choque como el izquierdo, o a través
de S304 en caso contrario).
Por otro lado, si el cuadrante de choque
anterior no fue ni el izquierdo, ni el derecho, ni ambos (lo que
puede ocurrir en un ciclo de control inicial cuando no se haya
detectado todavía ningún cuadrante de choque anterior), entonces el
robot determina en S317 si el cuadrante de choque actual es el
izquierdo (en cuyo caso la estimación pasa a ser de 30 grados en
S318) o el derecho, según se determinó en S319 (en cuyo caso la
estimación pasa a ser de -30 grados en S320); si no, la estimación
del ángulo de pared se fija por defecto a 0 grados en S321.
El robot también puede presentar comportamientos
de giros de emergencia y de evitación de riscos. Además, el robot
puede utilizar un algoritmo de bloqueo de dirección con el fin salir
de esquinas y distribuirse por toda una habitación u otra área que
contenga la superficie de limpieza. Esto puede dar como resultado en
ocasiones que el robot gire hacia un obstáculo o un risco que acabe
de detectarse. Por lo tanto, con el fin de evitar que caiga por un
risco en una situación en la que el robot desviado gira hacia un
obstáculo o risco que acaba de detectar según el algoritmo de
bloqueo de dirección (lo que puede ocurrir debido a que el robot
desviado no rote alrededor de su centro sin un movimiento adicional
de traslación hacia delante o hacia atrás con respecto a la
superficie de limpieza), el robot desviado puede retroceder una
distancia adicional (por ejemplo, de 10 mm aproximadamente, aunque
como alternativa pueden usarse distancias comprendidas entre 5 mm
aproximadamente y dos veces el desvío del diámetro). Un retroceso
excesivo puede dar lugar a una caída por un risco diferente que
pudiera estar detrás del robot, ya que el robot puede no presentar
sensores de riscos en la parte trasera del robot en algunas
realizaciones. Además, el robot también puede girar una cantidad
adicional (para un ejemplo no limitativo, 20 grados; o, como
alternativa, cualquier ángulo entre 0 y 90 grados también puede ser
deseable) cuando gira hacia un risco detectado, en comparación con
un robot no desviado.
La Fig. 53 ilustra un algoritmo a modo de
ejemplo que puede utilizar un robot desviado. En una etapa inicial
S401, el robot determina una dirección de un risco detectado,
basándose en qué detector de riscos de entre al menos un sensor de
riscos derecho y un sensor de riscos izquierdo (como ejemplos no
limitativos) se ha activado (si solo se ha activado el sensor de
riscos derecho, el robot determina que el risco está a la derecha;
si solo se ha activado el sensor de riscos izquierdo, entonces el
robot determina que el risco está a la izquierda; si no, el robot
determina en cambio una dirección aleatoria). Después, el robot
determina en S402 si la dirección está bloqueada y si es diferente
de la dirección del risco. Si es así, en S403 el robot retrocede
(por ejemplo, en una distancia particular, tal como 10 mm; como
alternativa, la distancia puede fijarse dinámicamente en respuesta
a otros factores ambientales o de comportamiento conocidos por el
robot, o en cualquier cantidad predeterminada adecuada) y gira (por
ejemplo, en una cantidad particular tal como 20 grados; como
alternativa, la cantidad de giro puede fijarse dinámicamente o
puede ser cualquier cantidad adecuada) antes de avanzar de nuevo.
Si no, en S404 el robot actúa según el comportamiento de evitación
de riscos habitual.
El comportamiento de giro de emergencia se
utiliza para escapar cuando el robot determina que puede estar
atascado en una obstrucción. En realizaciones en las que el robot es
un robot desviado y no puede utilizarse para rotar en el sitio
alrededor de su centro sin avanzar o retroceder necesariamente de
manera simultánea, haciendo por lo tanto que el robot desviado
tenga el riesgo de caer por un risco, el robot desviado puede
invertir su dirección de giro de emergencia si se encuentra con un
risco durante el comportamiento.
Tal y como se muestra en la Fig. 54, por
ejemplo, según un ejemplo de un comportamiento de giro de emergencia
de un robot de desvío, el robot puede elegir de manera aleatoria un
sentido y una magnitud de rotación en los que girar alrededor de su
centro, en una primera etapa S501. Después, el robot puede iniciar
su giro en S502 y después esperar el siguiente ciclo de control en
S503. Después, el robot puede fijar su velocidad en S504 basándose
en el ángulo de giro elegido y después comprobar en S505 si se ha
detectado o no un risco. Si es así, el robot invierte entonces su
sentido de giro en S506, y el proceso de control vuelve entonces a
S503 para esperar un ciclo de control posterior; si no, el proceso
de control simplemente vuelve a S503 para esperar el siguiente
ciclo de control sin invertir el sentido de rotación.
El robot puede tener un comportamiento de rebote
para tratar una baja tracción. El robot puede funcionar en entornos
en los que el suelo u otra superficie de limpieza estén mojados, y
puede haber otros elementos o salientes en la parte inferior del
armazón del robot que puedan hacer contacto con el suelo y reducir
la fuerza de contacto de las ruedas. Para permitir esto, cuando se
acciona el amortiguador de choques, el comportamiento de rebote del
robot puede hacerlo retroceder al menos 10 mm aproximadamente (o
cualquier otra distancia adecuada), y después detener el retroceso
cuando se haya retrocedido más de 20 mm (u otra distancia adecuada)
o cuando se haya liberado el amortiguador de choques. A diferencia
de los robots convencionales, un robot según esta realización puede
retroceder una cantidad mínima antes de realizar un barrido para
determinar si el amortiguador de choques se ha liberado. La
distancia total también puede mantenerse a un mínimo para evitar
caer inadvertidamente por un risco, pero suficiente para que el
robot pueda girar.
El robot también puede incluir un comportamiento
de bajada de rueda para detectar transiciones y desniveles en el
suelo, así como obstáculos una pendiente gradual u objetos que no
pueden detectarse de otro modo mediante los amortiguadores de
choques u otros sensores de detección de obstáculos. Por ejemplo, si
la parte delantera del robot pasa por una transición poco profunda
en el suelo, o si la parte delantera del robot asciende debido a
una elevación gradual o a un objeto sobre la superficie de limpieza
cuya presencia no puede detectar el robot mediante el accionamiento
de un amortiguador de choques u otro sensor, las ruedas delanteras
1100 del robot pueden descender y, por lo tanto, perder contacto
con la superficie. Por consiguiente, el robot puede incluir un
sensor que se activa cuando la rueda del robot desciende hasta su
posición más baja (o hasta cualquier otro punto inferior a lo
normal adecuado para indicar una posible pérdida de contacto). Por
lo tanto, cuando la rueda delantera desciende, el robot puede
reaccionar entonces a una activación del sensor de bajada de rueda
de una manera similar a un golpe del amortiguador de choques. Como
un ejemplo no limitativo, si después de retroceder una corta
distancia, la rueda no vuelve (por ejemplo, el sensor de bajada de
rueda no se desactiva), el robot puede detenerse (y, por ejemplo,
avisar al usuario con un código de error de bajada de rueda, alarma
u otra indicación) por motivos de seguridad. Al reaccionar ante una
condición de bajada de rueda tal como una protuberancia, por
ejemplo, el robot puede evitar subirse a alfombras o a otras
superficies u obstáculos del suelo no deseados.
La Fig. 55 muestra que después de entrar en el
comportamiento de bajada de rueda, como una primera etapa S601, el
robot retrocede en S602 hasta que en S603 el robot haya recorrido
una distancia particular (por ejemplo, 50 mm), o haya pasado una
cantidad de tiempo particular (por ejemplo, 1 segundo, o cualquier
otra cantidad de tiempo adecuada), y/o el sensor de bajada de rueda
ya no esté activo (por ejemplo, si el sensor de bajada de rueda es
un sensor de tipo continuo en lugar de un sensor de tipo impulsos o
de tipo momentáneo). Después, el robot determina en S604 si el
sensor de bajada de rueda ya no está activo y, si es así, el robot
puede entrar entonces en el modo de comportamiento de rebote y/o
seguir limpiando la superficie de limpieza (como alternativa, por
ejemplo, el robot puede simplemente volver a su modo normal o a
cualquier otro modo de comportamiento adecuado) en S605. Si, por
otro lado, el sensor de bajada de rueda no se ha desactivado, el
robot puede abandonar entonces su comportamiento de limpieza (o
comportamiento de desplazamiento, según sea el caso), y también
puede emitir una alarma, código de error u otro indicador de
"auxilio" con el fin de avisar al usuario de que el robot ya
no está limpiando y ha entrado en modo de "fallo" estacionario
en S606, como un ejemplo no limitativo.
A continuación se describen determinadas
realizaciones de los comportamientos de limpieza en mojado. Según
algunas realizaciones, en las que el robot incluye componentes para
una limpieza en mojado de la superficie de limpieza (incluyendo el
módulo aplicador de líquido 700 y elementos asociados), el motor de
ventilador de vacío puede estar funcionando todo el tiempo que el
robot esté limpiando. Como resultado, cualquier líquido depositado
anteriormente sobre la superficie de limpieza (por ejemplo, líquido
de limpieza aplicado en un ciclo de limpieza anterior, o líquido de
una bebida derramada sobre el suelo por una persona, o cualquier
otro líquido) puede retirarse de la superficie de limpieza; además,
cualquier líquido o humedad que permanezca en el robot o en los
componentes del robot (por ejemplo, como resultado de operaciones de
limpieza en mojado llevadas a cabo por el robot) puede secarse más
rápidamente como resultado de un flujo de aire aplicado sobre el
líquido o la humedad residuales. Por lo tanto, el robot puede
secarse de manera apropiada más rápidamente y la probabilidad de
fugas o derrames no deseados del líquido del robot, como puede
suceder cuando un usuario recoge prematuramente un robot todavía
mojado, puede reducirse. Además, el cepillo y la bomba pueden
controlarse según las características de movilidad y de limpieza
del robot. A continuación se describen comportamientos de robot
adicionales relacionados con robots de limpieza en mojado.
El proceso de secado del robot puede activarse,
por ejemplo, por una o más condiciones tales como, por ejemplo, un
temporizador que haga que el robot inicie el proceso de secado a una
hora particular del día o después de que haya transcurrido un
periodo de tiempo durante un ciclo de limpieza en mojado; o, como
alternativa, en respuesta a una caída brusca en la tensión de
batería suministrada al robot, lo que puede indicar que la batería
no proporcionará pronto la suficiente energía. Como ventaja, por
ejemplo, el robot puede estar configurado para garantizar que esté
seco antes de que se agote completamente el suministro de energía de
la batería.
A continuación se describen realizaciones del
control de cepillo principal. Cuando el robot está en movimiento,
el cepillo principal puede girar en el sentido de las agujas del
reloj cuando se mira desde el lado derecho del robot, tal y como se
ilustra en la Fig. 3, por ejemplo. Como resultado, esto genera a una
fuerza de avance para el robot ya que el cepillo principal de giro
en el sentido de las agujas del reloj hace contacto con la
superficie de limpieza o con el suelo, por ejemplo, facilitando la
propulsión hacia delante del robot con respecto a la superficie de
limpieza. Asimismo, cuando retrocede, el robot puede apagar el
cepillo y el robot también puede dejar el cepillo apagado hasta que
se haya desplazado hacia adelante al menos, por ejemplo, 25 mm
aproximadamente (puede utilizarse una distancia o un retardo de
tiempo adecuados alternativos, por ejemplo, de entre 0 y 50 mm)
tras reanudar el movimiento hacia delante. Como alternativa, cuando
el cepillo puede hacerse girar en un sentido inverso (por ejemplo,
en el sentido contrario a las agujas del reloj, cuando se mira desde
el lado derecho del robot) cuando el robot retrocede, con el fin de
proporcionar un fuerza de propulsión inversa adicional, como un
ejemplo no limitativo.
La Fig. 56 ilustra un proceso de control de
cepillo a modo de ejemplo según una realización de este tipo. El
robot puede esperar un siguiente ciclo de control en S701 (en este
documento denominado como la "primera etapa", aunque el
proceso de control de comportamiento puede comenzar alternativamente
en cualquier punto adecuado, por ejemplo, y no está limitado a
comenzar en esta etapa), y después determina si el robot está
retrocediendo o no en S702. Si no está retrocediendo, entonces el
robot enciende el cepillo (o deja el cepillo encendido) en S703 y
después vuelve a la primera etapa S701.
Por otro lado, si se determina que el robot está
retrocediendo, el robot puede apagar entonces su cepillo en S704 y
esperar después un siguiente ciclo de control en S705; en el
siguiente ciclo de control, el robot puede determinar de nuevo si
el robot está retrocediendo en S706 y, si es así, el proceso puede
entrar en un subbucle volviendo a la etapa de espera S705
inmediatamente anterior y esperar de nuevo un siguiente ciclo de
control. Sin embargo, si el robot determina que el robot no está
retrocediendo en este subbucle, entonces puede salir del subbucle y
fijar un contador de distancia a un estado inicial (tal como fijando
a cero un valor entero almacenado en la memoria electrónica, o un
registro de cómputo, o contador mecánico, u otro contador adecuado,
como ejemplos) en S707, y después entrar en otro subbucle esperando
de nuevo un siguiente ciclo de control en S708. En el siguiente
ciclo de control, el robot puede incrementar entonces (o disminuir)
el contador de distancia en S709 y después determinar si el
contador de distancia ha alcanzado o ha superado un valor de umbral
(por ejemplo, 25 mm, o 1 segundo, o cualquier otro umbral
disponible) en S710.
Si el robot determina que el contador de
distancia no ha alcanzado o superado el valor de umbral, el robot
puede volver a iterar este subbucle devolviendo el proceso a la
etapa de espera de siguiente ciclo de control inmediatamente
anterior en S708, por ejemplo. Si no, el robot puede en cambio
encender (o dejar encendido) el cepillo en S703 y volver a la
primera etapa S701 en el proceso de control de cepillo.
Para realizaciones de robots que incluyen una
capacidad de limpieza en mojado, puede incluirse una bomba que
pueda controlarse para dispensar fluido de limpieza sobre la
superficie de limpieza, por ejemplo. Con el fin de distribuir de
manera eficaz el fluido de limpieza sobre el suelo, el robot puede
controlar el árbol de salida de la bomba hasta una velocidad de
rotación específica, incluyendo realizaciones en las que no se
incluye ningún sensor de velocidad mecánico. Además, el robot puede
apagar la bomba en varios casos durante la limpieza para no
depositar demasiado fluido sobre una zona, tal como, por ejemplo, si
el robot no está atravesando la superficie de limpieza a una
velocidad apropiada para dispersar de manera apropiada el fluido de
limpieza. Además, el robot puede llevar a cabo una secuencia
específica cuando se enciende para cebar la bomba rápidamente.
Además, la bomba puede apagarse durante 5 minutos después de haber
terminado la limpieza para secar de manera apropiada el interior
del robot, aunque esto puede variar entre 15 segundos y 15 minutos
dependiendo del flujo de aire y de las propiedades del fluido. A
continuación se describen otros ejemplos de control de bomba y de
comportamientos relacionados con la bomba.
En una realización, el robot puede calcular el
área de suelo de una habitación que vaya a limpiarse, ya sea
atravesándola inicialmente y registrando los límites de la
habitación o recibiendo información desde un usuario o un
ordenador. Después, el robot puede controlar la bomba en proporción
al tamaño calculado de la habitación, con el fin de garantizar que
todo el suelo (o al menos un área máxima u óptima del mismo) reciba
un cantidad efectiva de fluido de limpieza, por ejemplo. Como
ventaja, el fluido de limpieza puede conservarse y puede reducirse
el riesgo de dejar el suelo solo parcialmente limpio.
En al menos una realización, un robot puede
incluir una bomba que sea una bomba de diafragma de movimiento
alternativo que presente dos cámaras. La bomba se acciona por un
pequeño motor de CC y el árbol de salida presenta una leva
excéntrica que acciona el mecanismo de la bomba. La velocidad de
salida de la bomba puede controlarse hasta una velocidad de
rotación particular para distribuir la cantidad correcta de fluido
de limpieza. Para evitar los costes y las posibles imprecisiones de
un sensor mecánico, también puede incluirse un sensor eléctrico.
Cuando se acciona con una tensión sustancialmente constante, por
ejemplo, la corriente consumida por la bomba puede representarse
mediante una señal que presenta un periodo que varía con la
velocidad de salida de la bomba, tal y como se ilustra en un
ejemplo no limitativo en la Fig. 57. Midiendo la corriente de la
bomba a lo largo del tiempo y analizando los datos resultantes,
puede determinarse la velocidad a la que está girando la bomba.
Tal y como se indica en este documento, la bomba
de diafragma distribuye agua delante del cabezal de limpieza. Una
única membrana intercalada entre dos piezas de alojamiento actúa
como válvulas de retención de entrada y salida y como una cámara de
bombeo. La bomba presenta dos circuitos independientes que alimentan
a dos boquillas de salida. La bomba se acciona mediante una leva de
manera que la salida de boquilla es constante por unidad de
distancia rociada. Dicho de otro modo, la leva acciona la bomba de
manera que boquilla deja un charco uniforme a través del ancho
total del cepillo de limpieza. La salida de cada canal de bomba se
dirige a las boquillas que están colocadas directamente de manera
opuesta entre sí y alineadas con cada extremo del cepillo de
limpieza y delante del cabezal de limpieza. Las boquillas rocían
agua de manera paralela a y delante del cabezal de limpieza. Rocían
directamente fuera de fase en la misma frecuencia en un esfuerzo por
minimizar la distancia de desplazamiento lineal entre charcos de
salida. El motivo de dos boquillas es reducir o eliminar cualquier
irregularidad o imprecisión aparente en una sola boquilla. Al haber
dos boquillas opuestas, las salidas se equilibran y el fluido de
limpieza se aplica de manera uniforme.
Según al menos una realización, el robot puede
analizar datos relacionados con la velocidad de la bomba utilizando
un algoritmo de seudoautocorrelación u otro algoritmo adecuado. La
corriente que la bomba está consumiendo puede muestrearse en cada
ciclo de control (generalmente 67 veces por segundo aproximadamente,
u otra tasa disponible, por ejemplo, entre 10 y 200 veces por
segundo) e introducirse en un circuito intermedio. El circuito
intermedio analiza cada ciclo de control (u otra tasa periódica
adecuada) para estimar el periodo de la señal. El algoritmo de
seudoautocorrelación proporciona un valor de correlación para una
variedad de periodos de muestra, desde 194 ms aproximadamente
(correspondientes a 79 RPM), por ejemplo, hasta 761 ms
aproximadamente (309 RPM) en intervalos de 15 ms, según un ejemplo
(obsérvese que los valores particulares de tiempo, intervalos y
tasas son simplemente ejemplos no limitativos que pueden sustituirse
por cualquier otro valor adecuado). Un valor de correlación se
calcula sumando el valor absoluto de la diferencia de una pluralidad
de muestras en el circuito intermedio separadas por el periodo de
muestra. Un valor de correlación inferior indica generalmente una
mejor correspondencia.
\newpage
El algoritmo de seudoautocorrelación puede
indicar falsamente en algunas ocasiones una correspondencia incluso
para frecuencias incorrectas, ya que puede corresponderse con
frecuencias cuyo periodo es un múltiplo del periodo correcto, y si
los dos lóbulos de la señal tienen un tamaño similar, esto también
puede indicar de manera errónea una correspondencia en la mitad del
periodo. Para evitar este problema, puede calcularse una estimación
de velocidad de bomba a partir de la tensión que está
suministrándose a la bomba y de la corriente que está consumiendo.
Según una realización a modo de ejemplo, esto puede basarse en datos
medidos a partir de varios sensores para medir las constantes
apropiadas. Según este proceso, ejemplos de fórmulas para determinar
una RPM de bomba estimada basada en lecturas de tensión y de
corriente pueden incluir, entre otras:
Aunque debe considerarse que todo esto puede
variar en un \pm 5%, o hasta un \pm 20%, los valores se han
determinado de manera empírica para tener en cuenta variaciones de
tolerancia entre bombas y motores.
La Fig. 58 ilustra un ejemplo de un algoritmo
utilizado para determinar la velocidad de la bomba. En una etapa
inicial S801, el robot calcula un valor de correlación para cada
periodo, después en S802 encuentra los dos valores de correlación
más pequeños que sean mayores que 50 por debajo del valor medio.
Esto es una constante determinada empíricamente y es un ejemplo no
limitativo. Valores razonables variarán ampliamente dependiendo de
los valores de corriente reales de la bomba, de cómo se convierten
los valores de corriente de la bomba en valores digitales y de la
tasa de muestreo. Después, el robot determina si hay o no
correlaciones no válidas en S803; si no hay ninguna, el proceso
determina que el periodo es desconocido en S804; por otro lado, si
la determinación es que no hay correlaciones no válidas, entonces el
proceso determina si hay o no una sola correlación en S805. Si es
así, el proceso devuelve el periodo de la única correlación válida
en S806. En caso contrario, el proceso determina en S807 si hay o
no dos correlaciones que presenten periodos de tres picos o menos
y, si es así, entonces el proceso devuelve el periodo de la
correlación más baja en S808.
Si no, el proceso determina en S809 si la
correlación más pequeña tiene un valor que es más pequeño en más de
25, en cuyo caso el proceso devuelve el periodo de la correlación
más pequeña en S810. Al igual que antes, esto es una constante
determinada empíricamente y pretende ser solamente un ejemplo. En
caso contrario, el proceso determina entonces si los periodos son
múltiplos de 1,5, 2 ó 3 en S811. Si no, el proceso determina el
periodo como desconocido en S812; en caso contrario, el proceso
continúa con el cálculo de una estimación del periodo (la
estimación se calcula tal y como se ha descrito anteriormente) en
S813, y después determina en S814 si la estimación generada de esta
manera está sustancialmente más cerca o no de uno de los periodos y
si es así, el proceso devolverá el periodo más cercano a la
estimación en S815; si no, el proceso devuelve el periodo más
pequeño en S816.
El robot también puede incluir un control de
inhabilitación de bomba. En algunas realizaciones, la bomba puede
pararse en varios casos para evitar depositar agua en el suelo si el
robot no va a recogerla (o no puede hacerlo). Por ejemplo, si la
bomba estuviera funcionando (depositando por tanto fluido de
limpieza) mientras el robot va marcha atrás, el agua depositada
podría no recogerse ya que la parte del robot que recoge fluido está
detrás de las salidas de fluido (a no ser que el robot volviera a
atravesar el área en la que se ha desplazado hacia atrás).
Las condiciones en las que la bomba puede
pararse pueden incluir, entre otras: (1) cuando el robot va marcha
atrás; (2) cuando el robot está girando en el sitio (para
realizaciones de robot no desviado o, como alternativa, cuando el
robot está girando en un área muy pequeña, tanto para realizaciones
de robot desviado como para realizaciones de robot no desviado);
(3) cuando el robot está girando alrededor de un punto más próximo
al centro de rotación que la mitad de la distancia entre las
ruedas; y/o (4) cuando el robot detecta circunstancias que se
interpretan como una condición de atasco.
La Fig. 59 describe un ejemplo de una secuencia
para implementar un comportamiento de atasco para un robot de
limpieza eh mojado. En una primera etapa S901 (debe observarse que
aunque se denomina como la "primera etapa" por comodidad de
explicación, el proceso puede empezar alternativamente en cualquier
otra etapa adecuada del proceso) el proceso fija una variable o
bandera "puede estar atascado" (que puede ser una posición en
una memoria electrónica, o un biestable, o un conmutador mecánico, o
cualquier otra estructura adecuada; en este caso denominada como
"puede estar atascado") a un estado que representa "no
atascado" (en este caso denominado como "falso"; el estado
opuesto denominado como "verdadero"). Después, el proceso
espera un siguiente ciclo de control en S902 y después determina si
el robot está en un estado de emergencia constante de amortiguador
de choques (por ejemplo, un estado en el que el amortiguador de
choques se activa constantemente) en S903 y, si es así, el proceso
fija "puede estar atascado" a verdadero en S904, espera a que
el amortiguador de choques esté despejado durante dos segundos (por
ejemplo, entre 0,2 y 10 segundos) en S905 y después vuelve a iterar
el proceso de comportamiento de atasco volviendo a la primera etapa
S901. En caso contrario, el proceso determina en S906 si existen
otros estados de emergencia; si es así, el proceso fija "puede
estar atascado" a verdadero en S907, espera a que el
amortiguador de choques, el sensor de ricos y/o el sensor de pared
virtual se active en S908 y después vuelve a la primera etapa S901.
Si no, el proceso determina en S909 si el sensor de bajada de rueda
está activo; si es así, el proceso fija "puede estar atascado"
a verdadero en S910, espera a que el sensor de bajada de rueda esté
despejado durante 2 segundos (por ejemplo, entre 0,2 y 10 segundos)
en S911 y después vuelve a la primera etapa. En caso contrario, el
proceso entra en un subbucle volviendo a S902 para esperar el
siguiente ciclo de control.
La bomba del robot también puede requerir una
secuencia de cebado. En realizaciones de robots que incluyen una
bomba, la bomba puede funcionar a pleno voltaje durante (como un
ejemplo no limitativo) 2 segundos (o cualquier otro intervalo
adecuado) durante el encendido, para facilitar el cebado de la
bomba.
También puede incluirse un ciclo de secado en
determinadas realizaciones del robot de limpieza. Por ejemplo, los
robots de limpieza en mojado pueden succionar generalmente de manera
constante un fluido de limpieza sucio (y/u otro líquido) del suelo
o superficie de limpieza. El fluido puede formar un residuo a lo
largo de los canales de vacío dentro del robot. Para evitar fugas
del fluido o residuo desde el robot (fugas que pueden formar un
charco o mancha sobre la superficie de limpieza) después de un ciclo
de limpieza, el robot puede funcionar durante un periodo de tiempo
(en este caso denominado como "el periodo de secado") después
de que haya finalizado la limpieza, con la bomba apagada y el vacío
funcionando. Durante el periodo de secado, el vacío puede
mantenerse y/o el cepillo puede seguir girando para secar el cepillo
y su envoltura. El robot también puede moverse dentro de su entorno
(por ejemplo, en su patrón de limpieza normal), para permitir que
el robot recoja cualquier líquido que permanezca debajo del robot y
que pudiera capturar la rasqueta del robot, así como para evitar
posibles daños al suelo o superficie de limpieza que pudieran
provocarse por el giro del cepillo en un lugar.
El robot tiene sensores adicionales. Según al
menos una realización, un robot de limpieza en mojado puede incluir
uno o más sensores tales como, por ejemplo, un sensor de nivel de
fluido, un sensor presente en el filtro, en el cabezal de limpieza
y/o un en el tanque, entre otros. Un robot puede incluir, como un
ejemplo no limitativo, dos sensores de nivel de fluido, uno para
detectar si queda líquido limpio y otro para detectar si el tanque
de fluido residual está lleno. Cada sensor puede utilizar los mismos
componentes electrónicos y procesos de accionamiento. La Fig. 60
ilustra un circuito electrónico de ejemplo, en el que R1 y R2 son
resistencias de limitación de corriente (que pueden tener el mismo
valor o, como alternativa, valores diferentes).
Para obtener una lectura del sensor, el proceso
de control puede fijar la Salida 1 a +5V, la Salida 2 a 0V y leer
la entrada analógica (Lectura 1). Después puede invertir la salidas,
fijando la Salida 1 a 0V y la Salida 2 a +5V (otros valores de
tensión como +3,3, 12, 24 son adecuados para otras tensiones de
sistema). Después, el proceso puede leer de nuevo la entrada
analógica (Lectura 2) y restar las dos lecturas (es decir, restar
Lectura 2 a Lectura 1) para obtener, como resultado, la tensión a
través de los electrodos de detección, en este caso denominada como
la "tensión de detección". Por consiguiente, un conjunto de
fórmulas puede utilizarse para calcular la resistencia a través de
los electrodos de detección, tal como, por ejemplo:
- Tensión a través de R1 (o R2) = (5 V [de la tensión aplicada a la patilla superior] - Tensión de detección) / 2;
- Corriente a través de R1 (o R2) = (Tensión a través de R1) / R1; y/o
- Resistencia de detección = (Tensión de detección) / (Tensión a través de R1).
\vskip1.000000\baselineskip
Generalmente, estas fórmulas son eficaces si R1
y R2 son iguales, y se requerirán diferentes fórmulas si R1 y R2
son diferentes. Si la resistencia de detección está por debajo de un
umbral, el sensor indica que el fluido está sirviendo como un
puente entre los electrodos. Como un ejemplo, R1 y R2 puede tener un
valor de 2 K ohmios (opcionalmente entre 300 y 5000 ohmios), y el
umbral puede tener un valor de 30 K ohmios (o, como alternativa,
cualquier otro valor adecuado, por ejemplo, entre 5 K y 80 K
ohmios).
El robot también puede incluir sensores de
filtro, de cabezal de limpieza y de tanque. Cada uno de estos
componentes (filtro, ensamblado de cabezal de limpieza y ensamblado
de tanque) puede incluir un imán. En una posición correspondiente
del robot puede haber un conmutador de láminas que se cierre en la
presencia de un campo magnético suficientemente fuerte (como
alternativa, puede utilizarse un conmutador de tipo relé, un sensor
de presión, un sensor óptico o cualquier otro sistema apropiado
para detectar la presencia de los componentes mencionados
anteriormente). Esto permite al sistema de control comprobar si
estos componentes están correctamente instalados. Puesto que el
filtro puede tener una gran importancia, debido a que el ventilador
de vacío puede dañarse fácilmente por materiales extraños y debido
a que sin el ensamblado de cabezal de limpieza o el tanque el robot
no limpiaría el suelo, el sistema de control no permite al robot
funcionar si falta cualquiera de estos componentes o si se extraen
durante el funcionamiento, según al menos una realización.
Para evitar que se impida de manera errónea que
el robot funcione cuando el tanque esté realmente presente pero el
sensor haya fallado, el sistema de control puede permitir al robot
limpiar si el sensor presente en el tanque no funciona. Según un
ejemplo, si el sensor presente en el tanque estaba funcionando al
inicio del funcionamiento y el sensor presente en el tanque indica
que el tanque se ha extraído durante el funcionamiento, el robot
puede pararse.
La interfaz de usuario para el robot puede
consistir simplemente en un botón de encendido. Sin embargo,
adicionalmente, puede proporcionarse un botón de limpieza. En un
ejemplo, cada uno de los botones está dotado de una luz.
Tal y como se muestra en la Fig. 62, con el fin
de proporcionar al usuario información relacionada con el
funcionamiento del robot, el botón de encendido puede utilizarse
para indicar el estado de carga de la batería, por ejemplo, rojo
para indicar que la batería está vacía, pulsos verdes para indicar
que la batería está cargándose (de manera rápida o lenta para
diferentes ciclos de carga o ciclos de refresco de la batería), un
verde constante para indicar que la batería está totalmente
cargada, y un rojo intermitente para indicar que la batería no está
instalada. El botón de limpieza puede utilizarse para indicar el
estado del tanque de limpieza o el estado de la operación de
limpieza, por ejemplo, verde para la limpieza, pulsos azules para el
secado (limpieza casi completada), y un azul constante para indicar
que el tanque está vacío o que se ha terminado el ciclo de
limpieza.
Por consiguiente, en este ejemplo de interfaz de
usuario, el robot presenta una batería y un tanque de material
reponible, y un panel está dotado de dos botones iluminables, uno de
los botones controlando una operación de encendido/apagado del
robot y que se ilumina, opcionalmente mediante patrones y/o colores,
según el estado de encendido/apagado; y el otro botón iniciando una
operación de limpieza mediante el robot utilizando el tanque de
material reponible y que se ilumina, opcionalmente mediante patrones
y/o colores, según el estado del material reponible en el tanque
y/o el estado de un ciclo de limpieza y/o ciclo de secado utilizando
el material reponible del tanque. "Iluminar" significa
esencialmente activar, y se incluyen formas de hacer un aviso más
visible (cambio de color, paso de luz a oscuridad, indicaciones,
etc.) sin iluminación real. Una alternativa utiliza un botón y
patrones y/o colores para indicar el estado de energía y/o del
material reponible tal y como se ha indicado anteriormente. Pulsar
uno o dos botones en combinaciones (pulsación breve, pulsación
continuada, doble pulsación breve, pulsar ambos de manera
continuada, pulsar uno de manera continuada y otro de manera breve)
puede utilizarse para iniciar operaciones directamente, tal como
iniciar el secado inmediatamente, ignorar un fallo de sensor o
proporcionar acceso a modos de prueba o de diagnóstico.
Tal y como se muestra en la Fig. 63, puede
proporcionarse información adicional con luces de estado que son
importantes para supervisar el funcionamiento autónomo. En este
caso, las luces de estado pueden ser un texto iluminable que
indique directamente un problema junto con un color reconocido como
un aviso por la mayoría de las personas. Si las luces son mensajes
de texto iluminables, no hay necesidad de que el usuario acuda a un
manual para interpretar el problema del robot, ya que el robot no
incluye una complejidad innecesaria mediante la inclusión de un
panel de visualización y de elementos de control asociados. En el
presente caso, una luz de aviso que indica al usuario que debe
"comprobar el tanque" debe utilizar realmente las palabras
"comprobar tanque" y puede iluminarse en un color de
"aviso" (por ejemplo, amarillo, rojo o naranja) color, para un
aviso de servicio (por ejemplo, falta el tanque) o en un color de
"no aviso" (por ejemplo, verde, azul, morado, blanco) para un
simple mensaje de estado (por ejemplo, el ciclo de limpieza ha
finalizado). Además de o como alternativa, una iluminación para
"comprobar cepillo" y "estoy atascado" son útiles en el
presente contexto. El mensaje "comprobar cepillo" puede
aparecer cuando el cepillo se ha atascado o no se ha instalado
correctamente, por ejemplo, detectando una carga en el motor. El
mensaje "estoy atascado" debe aparecer cuando el robot se
percate de una condición de atasco o de estasis, después de haber
pasado por o se hayan generado comportamientos apropiados de
emergencia, de evitación de riscos, de escape y otros
comportamientos de antiestasis (en ocasiones, comportamientos
"balísticos"). Una detección dependerá de la estasis de la
rueda delantera mientras gira cualquier otra rueda. Un elemento de
visualización de 7 segmentos de código de servicio puede
proporcionar información que permita diagnosticar problemas por el
usuario o por los técnicos.
Por consiguiente, en este ejemplo de interfaz de
usuario, el robot presenta un mecanismo motorizado y/o un cepillo
motorizado y/o un tanque de material reponible, y se proporciona un
panel con indicaciones de avisos que puede iluminarse,
opcionalmente mediante patrones y/o colores, según el estado del
mecanismo y/o del cepillo y/o del tanque de material reponible del
robot. En determinadas realizaciones, las indicaciones son mensajes
de texto reales. Además, preferentemente, la iluminación tiene
colores de aviso y de no aviso según las circunstancias. El tanque
de material reponible debe poder notificar tanto un mal
funcionamiento del tanque como mensajes de tanque de vacío.
Nuevamente, estas luces se iluminan opcionalmente siguiendo
patrones.
Las Figs. 36 a 41 ilustran un procedimiento para
hacer funcionar y mantener un robot de limpieza configurado
físicamente para tal funcionamiento y mantenimiento, y también
incluye información relacionada con el orden de apilado/ensamblado
de las partes del robot y/o con la dependencia de configuración
física del robot. Las Figs. 37 a 41 ilustran posiciones,
movimientos y otras acciones físicas manuales fácilmente
reconocibles, así como orientaciones, posiciones y configuraciones
fácilmente reconocibles de un robot de limpieza, y la presente
descripción incluye todo lo que se reconoce fácilmente a través de
estos dibujos.
Según las Figs. 36 a 41, una realización del
robot está configurada estructuralmente para permitir colocar
físicamente un tanque para proporcionar acceso a un área interna
(S2), o para permitir extraer físicamente un cabezal de limpieza
del cuerpo del robot (S3). Tal y como se muestra en las Figs. 36 a
41, ninguna acción depende de la otra, y la extracción del cabezal
de limpieza y del tanque pueden realizarse de manera independiente.
Una vez que el tanque está dispuesto en una posición de liberación
(S2), el tanque puede desacoplarse (S4). Sin embargo, incluso sin
desacoplar el tanque (S4), el área interna se vuelve disponible y el
usuario puede acceder entonces a un filtro que se vuelve visible y
accesible (S12), a una boquilla (ojal) de vacío que se vuelve
visible y accesible (S14), y a una batería que se vuelve visible y
accesible (S16). Todo esto es más cómodo si el tanque está
desacoplado (S4), pero como el tanque no impide un acceso general al
área interna en la posición de liberación, las acciones S12, S14 y
S16 pueden llevarse a cabo sin desacoplar el tanque. El filtro
puede lavarse y volverse a instalar (S20) después de haberse
soltado. La batería puede colocarse y manipularse de diferente
manera, por ejemplo, para insertarse en el cuerpo del robot o en el
tanque sin soltar el tanque, adaptándose sustancialmente la
superficie exterior de la batería al perfil exterior del robot
cuando la batería está en su sitio.
Una vez que se haya desacoplado el tanque (S4),
el tanque sucio, si está lleno, puede vaciarse (S6) y lavarse
(S18). Sin embargo, tanto si el tanque sucio está lleno o vacío, el
tanque limpio puede llenarse con fluido de limpieza (S8) o con agua
(S10), no dependiendo estas acciones entre sí. El tanque, cargado
con una mezcla de fluido de limpieza y de agua (o tal y como se ha
indicado en este documento, con un fluido de limpieza de cartucho
y/o con agua solamente y/o con una premezcla de ambos), se acopla
(S22) y después se bloquea por trinquete (S24). Después, el robot
puede funcionar de manera autónoma. Estas operaciones pueden
llevarse a cabo totalmente o en parte por una base de acoplamiento
o de limpieza del robot. En ese caso, puede ser ventajoso no soltar
el tanque o desacoplar el tanque; en cambio, puede accederse a las
áreas de fluido del robot, así como a las áreas que incluyen partes
limpiables tales como el filtro o la boquilla de vacío, a través de
orificios alternativos en los compartimentos del tanque previstos
para la finalidad de vaciar el tanque de manera automatizada. La
presente invención contempla el acoplamiento y/o el vaciado
automatizados del tanque y/o del robot, e incorpora como referencia
una descripción específica de los mismos a partir de los documentos
incorporados como referencia en este documento. En ese caso,
algunas o todas las etapas de la Fig. 36 son etapas de proceso
llevadas a cabo por el procesador, manipuladores y mecanismos de la
base de acoplamiento o de vaciado en comunicación con el procesador
del robot.
En determinadas realizaciones, la liberación del
cabezal de limpieza y la liberación del tanque son dependientes. En
tales casos, la liberación del cabezal de limpieza se realiza dentro
del cuerpo del robot y el tanque debe estar en la posición de
liberación para acceder al cabezal de limpieza, tal y como se
ilustra en las Figs. Cuando está en la posición bajada o de
enganche, el tanque bloquea el cabezal de limpieza en su sitio e
impide el acceso al botón de liberación del cabezal de limpieza. En
esta configuración, el cabezal de limpieza se engancha a los
tanques a través de los canales de vacío que se extienden desde el
tanque a través del cuerpo del robot hacia el interior del cabezal
de limpieza (tal y como se ilustra en las Figs.). En ese caso, el
solapamiento vertical es beneficioso para un contacto de sellado, y
el movimiento lateral del cabezal de limpieza contra los canales
genera desgaste; por lo tanto, el cabezal de limpieza puede estar
diseñado para soltarse solamente cuando el tanque esté suelto para
evitar este desgate.
Los expertos en la técnica reconocerán además
que aunque la invención se ha descrito anteriormente según
realizaciones preferidas, no está limitada a las mismas. Varias
características y aspectos de la invención descrita anteriormente
pueden utilizarse de manera individual o conjunta. Además, aunque la
invención se ha descrito en el contexto de su implementación en un
entorno particular y para aplicaciones particulares, por ejemplo, la
limpieza del suelo de una casa, los expertos en la materia
reconocerán que su utilidad no está limitada a las mismas y que la
presente invención puede utilizarse de manera beneficiosa en
cualquier pluralidad de entornos e implementaciones incluyendo,
pero sin limitarse a, la limpieza de cualquier superficie
sustancialmente horizontal. Por consiguiente, las reivindicaciones
expuestas a continuación deben interpretarse en vista del alcance
global de la invención descrita en este documento.
Claims (9)
1. Un robot de limpieza autónomo (10), que
comprende:
- un armazón (200) soportado para desplazarse sobre una superficie de limpieza, estando definido el armazón (200) por un eje longitudinal (106) y un eje transversal perpendicular (108);
- un primer aparato de recogida, acoplado al armazón (200) y configurado para recoger partículas sueltas de la superficie de limpieza a través de un ancho de limpieza (W), estando dispuesto dicho ancho de limpieza (W) generalmente de manera paralela al eje transversal:
- un aplicador de líquido (704), acoplado al armazón (200) y configurado para aplicar un fluido de limpieza directamente sobre la superficie de limpieza; y en el que la disposición del primer aparato de recogida con respecto al aplicador de líquido (700) hace que el primer aparato de recogida preceda al aplicador de líquido (700) sobre la superficie de limpieza cuando el armazón (200) se desplaza en una dirección de avance,
- un elemento de fregado (600) configurado para fregar la superficie de limpieza, en el que la disposición del aplicador de líquido (700) con respecto al elemento de fregado (600) hace que el aplicador de líquido (700) preceda al elemento de fregado (600) sobre la superficie de limpieza cuando el armazón (200) se desplaza en la dirección de avance; y
- un segundo aparato de recogida configurado para recoger líquido residual desde la superficie de limpieza, comprendiendo el líquido residual el fluido de limpieza aplicado por el aplicador de líquido (700) más cualquier contaminante extraído de la superficie de limpieza por el fluido de limpieza, en el que la disposición del elemento de fregado (600) con respecto al segundo aparato de limpieza hace que el elemento de fregado (600) preceda al segundo aparato de recogida sobre la superficie de limpieza a medida que el armazón (200) se desplaza en la dirección de avance;
- y donde el robot de limpieza (100) comprende además:
- bien
- A)
- un primer recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y dispuesto para recibir en el mismo las partículas sueltas; y un segundo recipiente de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y dispuesto para recibir en el mismo el líquido residual
- o bien
- B)
- un recipiente combinado de almacenamiento de residuos acoplado al armazón (200) y configurado para recibir en el mismo las partículas sueltas desde el primer aparato de recogida y para recibir el líquido residual desde el segundo aparato de recogida.
2. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
alternativa A de la reivindicación 1, que comprende además un
recipiente de almacenamiento de fluido de limpieza acoplado al
armazón (200) y configurado para almacenar en el mismo una cantidad
del fluido de limpieza y para suministrar el fluido de limpieza al
aplicador de líquido (700).
3. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
reivindicación 2, en el que dicho fluido de limpieza comprende
agua.
4. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
reivindicación 3, en el que dicho fluido de limpieza comprende agua
mezclada con uno cualquiera de entre jabón, disolvente, fragancia,
desinfectante, emulsionante, agentes de secado y partículas
abrasivas.
5. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
alternativa A de la reivindicación 1, en el que cada uno de dicho
primer y dicho segundo recipiente de residuos está configurado para
poder extraerse del armazón (200) por un usuario y vaciarse por el
usuario.
6. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
reivindicación 5, en el que dicho recipiente de almacenamiento de
fluido de limpieza está configurado para poder extraerse del armazón
(200) por un usuario y llenarse por el
usuario.
usuario.
7. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
alternativa B de la reivindicación 1, en el que el recipiente de
almacenamiento de residuos está configurado para poder extraerse del
armazón (200) por un usuario y vaciarse por el usuario.
\newpage
8. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
reivindicación 7, que comprende además un recipiente de
almacenamiento de fluido de limpieza, acoplado al armazón (200) y
configurado para almacenar en el mismo una cantidad del fluido de
limpieza y para suministrar el fluido de limpieza al aplicador de
líquido (700).
9. Un robot de limpieza autónomo (100) según la
reivindicación 8, en el que dicho recipiente de almacenamiento de
fluido de limpieza está configurado para poder extraerse del armazón
(200) por un usuario y llenarse por el usuario.
Applications Claiming Priority (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US207574 | 1988-06-16 | ||
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