ES2351099T3 - Procedimiento para limpiar una superficie de suelo mediante un aparato de limpieza autopropulsado, en particular un robot aspirador. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para limpiar una superficie de suelo mediante un aparato de limpieza autopropulsado, en particular un robot (1) aspirador, que está equipado con una unidad (6) de accionamiento, una unidad (7) de control para controlar la dirección de desplazamiento y un dispositivo sensor para detectar un parámetro de estado dependiente de la posición, de la superficie de suelo, controlando la unidad (7) de control la dirección de desplazamiento en función del parámetro de estado dependiente de la posición, de la superficie de suelo, detectado con el dispositivo sensor, caracterizado porque el dispositivo (7) de control determina como parámetro de estado dependiente de la posición el grado de suciedad de zonas individuales de la superficie de suelo debido al volumen de suciedad recogido en las mismas durante la limpieza y detectado por el dispositivo sensor, lo almacena y controla la intensidad de tratamiento de una zona en un ciclo de tratamiento subsiguiente en función del grado de suciedad almacenado de esta zona de modo que las zonas se tratan de diferente manera según el grado de suciedad.
Description
Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo mediante un aparato de limpieza autopropulsado, en particular
un robot aspirador.
La invención se refiere a un procedimiento para
limpiar una superficie de suelo mediante un aparato de limpieza
autopropulsado, en particular un robot aspirador, que está equipado
con una unidad de accionamiento, una unidad de control para
controlar la dirección de desplazamiento y un dispositivo sensor
para detectar un parámetro de estado dependiente de la posición, de
la superficie de suelo, controlando la unidad de control la
dirección de desplazamiento en función del parámetro de estado
dependiente de la posición, de la superficie de suelo, detectado
con el dispositivo sensor.
Se conoce el uso de robots autopropulsados para
limpiar superficies de suelo o para cortar el césped. Los sistemas
sencillos trabajan según el principio del azar, es decir, en caso de
colisionar con un obstáculo sólo cambian su dirección de
desplazamiento. El objetivo es en cada caso un tratamiento lo más
completo posible de una superficie de suelo, aceptándose también
desplazarse múltiples veces sobre las mismas zonas. Para obtener la
ventaja relacionada con ello de un sistema de sensores sencillo y
económico debe emplearse más tiempo.
Los sistemas complejos contienen una navegación
dirigida a un objetivo, que entre otras cosas incluye evitar
colisiones. Para una planificación de trayecto razonable en un
entorno desconocido es necesaria una localización y un mapeo
simultáneos (SLAM - Simultaneous Location and Mapping). La
localización se soporta normalmente mediante la detección de puntos
concisos del entorno (hitos). Durante el recorrido del trayecto el
robot debe esquivar además obstáculos y reaccionar frente a eventos
actuales. Para ello ya se conocen diferentes procedimientos y
estrategias utilizando diferentes tipos de sensor, por ejemplo
odometría, sensores de distancia ópticos y acústicos. Los sistemas
de 3D tales como escáneres láser o sistemas de cámara
estereoscópicos proporcionan información detallada acerca del
entorno del robot y distancias a obstáculos. El sistema de cámara
estereoscópico es similar al sentido de la vista humano - mediante
las diferencias en la imagen derecha e izquierda puede obtenerse
información de profundidad mediante triangulación. Por el documento
DE 196 14 916 A1 se conoce un robot de desplazamiento que para
detectar y evaluar una imagen tridimensional del entorno de
desplazamiento utiliza dos cámaras digitales.
Además de la información acerca de la naturaleza
espacial del entorno pueden evaluarse también para la navegación
parámetros de estado dependientes de la posición, de la superficie
de suelo. Por el documento DE 102 61 787 B3 y por el documento DE
102 61 788 B3 se conocen aparatos de tratamiento de suelo del tipo
mencionado al inicio. Estos aparatos almacenan valores de
referencia dependientes de la posición, del estado de tratamiento,
tras un tratamiento óptimo. Por tanto se determina en un
"desplazamiento de aprendizaje" la suciedad restante que no
puede eliminarse del suelo y durante los ciclos de tratamiento
subsiguientes se intenta volver a este resultado determinado en el
desplazamiento de aprendizaje. Es probable que diferentes zonas de
una superficie de suelo presenten una suciedad diferente. El
procedimiento de limpieza conocido por el documento DE 102 61 787
B3 o documento DE 102 61 788 B3 tiene esto en cuenta y no intenta
proporcionar valores de limpieza "inalcanzables". Si bien se
acorta de este modo la operación de limpieza en las zonas
"sucias", a pesar de ello se realiza en primer lugar un
intento de limpieza. Esto lleva a una carga de la superficie de
suelo tratada, mayores duraciones de tratamiento y al mismo tiempo
intervalos de tratamiento más cortos debido al elevado consumo
energético y la descarga rápida de la batería relacionada con
ello.
El documento US 2005/0166355 A1 describe un
robot aspirador, que compara el volumen de polvo medido actualmente
con un valor por defecto fijo y según el valor de polvo quede por
debajo o supere el valor por defecto, cambia de un modo básico a un
modo de limpieza local.
En un aparato para fregar autónomo según el
documento US 5.613.261 también se conoce el hecho de comparar
valores de suciedad medidos actualmente con un valor por defecto y
controlar en función de esto la intensidad de limpieza. En este
caso se mide como valor de suciedad un valor de reflexión.
Por el documento EP 0 759 157 B1 se conoce el
uso de un sensor piezoeléctrico para demostrar la cantidad de polvo
absorbida con una aspiradora.
La invención se plantea el problema de dar a
conocer un procedimiento para limpiar una superficie de suelo del
tipo mencionado al inicio, en el que se acorte la duración de
tratamiento de las zonas individuales de la superficie de suelo y a
pesar de ello se consiga un resultado satisfactorio.
Según la invención este problema se soluciona
mediante un procedimiento con las características de la
reivindicación 1. Configuraciones y perfeccionamientos ventajosos
de la invención se obtienen de las reivindicaciones dependientes
siguientes.
Las ventajas que pueden conseguirse con la
invención consisten además del acortamiento ya mencionado de la
duración de tratamiento (asociado con una protección de material del
revestimiento de suelo y de la aspiradora, una mayor duración de la
batería, ciclos de carga más cortos, una vida útil más larga de la
batería, menos tiempo de acción, que puede percibirse como
perturbador según el ruido y la presencia) en la consecución de un
resultado de limpieza uniforme.
Un ejemplo de realización de la invención se
representa en los dibujos de forma meramente esquemática y se
describe a continuación con más detalle. Muestra
la figura 1 un corte a través de un aparato de
limpieza según la invención;
la figura 2 un espacio con pistas del aparato de
limpieza durante el primer desplazamiento;
la figura 3 el mapa de suciedad captado durante
el primer desplazamiento;
la figura 4 la pista del aparato de limpieza
durante la limpieza de las zonas muy sucias;
la figura 5 la pista del aparato de limpieza
durante la limpieza de las zonas poco sucias.
En la figura 1 se representa de forma
esquemática un aparato de limpieza autopropulsado, denominado a
continuación robot 1 aspirador, que es adecuado para realizar el
procedimiento según la invención. El robot 1 aspirador tiene una
carcasa 2 con una placa 3 base, que se soporta por una estructura 5
de desplazamiento. La estructura 5 de desplazamiento está conectada
con una unidad 6 de accionamiento, que navega el robot 1 aspirador
de forma dirigida a un objetivo con ayuda de una unidad 7 de
control. La navegación se realiza con ayuda de sensores 8 ópticos y
procedimientos de control adecuados. El robot 1 aspirador tiene una
unidad de limpieza compuesta por un cepillo 9 rotatorio y una boca
10 de aspiración que está conectada con un ventilador 12 a través de
un conducto 11 de aspiración. Un motor 13 de número de revoluciones
variable para hacer girar el cepillo 9 y un recipiente 14 de
acumulación de polvo para acumular y filtrar la suciedad aspirada
también se representan de forma simbólica. En el conducto 11 de
aspiración se inserta un sensor 15 de cantidad de polvo
piezoeléctrico conocido por el documento EP 0 759 157 B1. El sensor
15 transmite una señal eléctrica a la unidad 7 de control, que está
correlacionada con la cantidad de suciedad aspirada en un punto.
La figura 2 muestra de manera esquemática el
diseño básico de un espacio 17, en el que debe emplearse el robot 1
aspirador para la limpieza. La aspiradora 1 se simboliza mediante el
círculo, su punto de partida forma una estación 16 de acoplamiento,
en la que pueden cargarse elementos de batería no representados y
vaciarse el recipiente 14 de acumulación de polvo. En el primer
uso, que puede identificarse por ejemplo mediante una entrada de
usuario correspondiente, el robot 1 aspirador recorre en un
desplazamiento de aprendizaje de forma sistemática todo el espacio
17 sobre una pista 18 en forma de meandro y aspira con una potencia
de ventilador y un número de revoluciones de cepillo máximos.
Mediante los sensores 8 ópticos la unidad 7 de control crea a este
respecto un mapa bidimensional del espacio 17 y se almacena en una
memoria 4. Al mismo tiempo la unidad 7 de control asigna a cada
punto en el mapa la parte de polvo absorbido medida en el mismo por
el sensor 15 de cantidad de polvo como grado de suciedad. Los
lugares con el mismo grado de suciedad se relacionan en la
siguiente etapa entre sí, se produce un "mapa de suciedad"
similar a las curvas de nivel en un mapa topológico. También este
mapa se almacena. En el caso más sencillo la superficie 1 de suelo
se divide así en zonas de dos clases "muy sucio - zona I" y
"poco sucio - zona II" (véase la figura 2), lo que sin embargo
puede refinarse de cualquier forma. Lugares muy sucios son en
espacios transitados por ejemplo los caminos 20 entre dos puertas
21 y 22, que por naturaleza siempre son más sucios que el resto.
La unidad 7 de control del robot 1 aspirador
controla la dirección de desplazamiento de su unidad 6 de
accionamiento de tal manera, que las zonas se tratan de diferente
manera según el grado de suciedad, por ejemplo la zona I cada día
durante dos horas con la potencia máxima de ventilador con el número
máximo de revoluciones de cepillo, la zona II una vez a la semana
media hora con la mitad de potencia de ventilador y la mitad del
número de revoluciones de cepillo. También esta clasificación puede
refinarse naturalmente. Es importante que en cada aspiración se
combine la cantidad de polvo medida para la actualización con los
datos existentes por ejemplo mediante promediado u otra operación
matemática y de este modo el sistema se vuelva adaptativo y
autodidáctico. También se mantienen actuales de este modo las
asignaciones de región. Así se reduce por ejemplo durante unas
vacaciones automáticamente la potencia de aspiración y
posteriormente vuelve a aumentarse.
A este respecto existe un problema: si se aspira
en caso de la misma suciedad con una potencia menor, las señales de
polvo son menores y sugieren menos polvo. Esto se soluciona al
corregir antes del promediado todas las señales de polvo, que se
miden en caso de una potencia reducida, con un factor multiplicativo
fijo.
Si el robot 1 aspirador se desplaza a otro
espacio, tras poco tiempo se determina una desviación masiva de los
nuevos datos respecto a los anteriores. De este modo la unidad de
control reconoce el cambio de espacio y reacciona con un nuevo
desplazamiento de aprendizaje con una aspiración completa con una
potencia de ventilador y número de revoluciones de cepillo
máximos.
Claims (8)
1. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo mediante un aparato de limpieza autopropulsado, en particular
un robot (1) aspirador, que está equipado con una unidad (6) de
accionamiento, una unidad (7) de control para controlar la
dirección de desplazamiento y un dispositivo sensor para detectar un
parámetro de estado dependiente de la posición, de la superficie de
suelo, controlando la unidad (7) de control la dirección de
desplazamiento en función del parámetro de estado dependiente de la
posición, de la superficie de suelo, detectado con el dispositivo
sensor,
caracterizado porque el dispositivo (7)
de control determina como parámetro de estado dependiente de la
posición el grado de suciedad de zonas individuales de la
superficie de suelo debido al volumen de suciedad recogido en las
mismas durante la limpieza y detectado por el dispositivo sensor, lo
almacena y controla la intensidad de tratamiento de una zona en un
ciclo de tratamiento subsiguiente en función del grado de suciedad
almacenado de esta zona de modo que las zonas se tratan de
diferente manera según el grado de suciedad.
2. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque como
sensor se utiliza un sensor (15) de cantidad de polvo
piezoeléctrico.
3. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la intensidad de tratamiento se varía
por la duración de tratamiento.
4. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la intensidad de tratamiento se varía
por la frecuencia de tratamiento.
5. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la intensidad de tratamiento se varía
por la potencia de aspiración de un ventilador (12) de
aspiración.
6. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la intensidad de tratamiento se varía
por el número de revoluciones de un cepillo (9) de limpieza
rotatorio.
7. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la unidad de control determina durante
un ciclo de tratamiento el grado de suciedad de la zona tratada en
cada caso y actualiza el valor almacenado con el determinado
actualmente mediante una operación matemática.
8. Procedimiento para limpiar una superficie de
suelo según la reivindicación 7, caracterizado porque la
unidad de control relaciona el grado de suciedad con la respectiva
potencia de aspiración del ventilador (12) de aspiración y/o con el
número de revoluciones del cepillo (9) de limpieza rotatorio.
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