ES2683018T3 - Disposición de accionamiento para un robot móvil - Google Patents

Abstract

Una disposición de accionamiento (20) para un robot móvil que comprende una carcasa de accionamiento (90) adaptada para ser montada sobre un chasis (4) de un robot móvil y que incluye un motor de accionamiento (100) conectado de manera operativa a un árbol de accionamiento (102) que se extiende desde la carcasa de accionamiento (90) a lo largo de un eje de accionamiento, un elemento de articulación (92) montado de forma giratoria a la carcasa de accionamiento (90) alrededor de un eje de pivote, una primera rueda (94) soportada por el árbol de accionamiento (102), una segunda rueda (96) soportada por el elemento de articulación (92), y un medio para la transmisión del accionamiento desde la primera rueda (94) a la segunda rueda (96), caracterizada porque a lo largo de todo el intervalo de movimiento de rotación del elemento de articulación, una parte inferior de la primera rueda (94) está adaptada para ser elevada por encima de una parte inferior de la segunda rueda (96).

Description

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DESCRIPCION

Disposicion de accionamiento para un robot movil Campo tecnico

La presente invencion se refiere, en general, a una disposicion de accionamiento para un robot movil y, mas en particular, si bien no de manera exclusiva, a un dispositivo autonomo movil de tratamiento de superficies, tal como una barredora de pisos, una aspiradora o una cortadora de cesped.

Antecedentes de la invencion

Los robots moviles son cada vez mas comunes y se utilizan en campos tan diversos como la exploracion espacial, el corte del cesped y la limpieza de pisos. La ultima decada ha visto el progreso particularmente rapido en el campo de los dispositivos roboticos de limpieza de pisos, en especial aspiradoras, el objetivo principal de las cuales es navegar por el hogar de un usuario de manera autonoma y discreta, mientras que limpia el piso. La invencion se describira en el contexto de una aspiradora robotica, pero tambien es aplicable en general a cualquier tipo de plataforma de robot movil, tales como cortadoras de cesped roboticas.

Un requisito comun para todos los robots moviles es el de un sistema de accionamiento. En el contexto de limpiadoras de piso roboticas, un enfoque popular es proporcionar al cuerpo del robot con ruedas a cada lado, cada rueda se puede manejar de manera independiente. Por lo tanto, el robot se puede mover de manera lineal por medio de la conduccion de ambas ruedas en la misma direccion a la misma velocidad o puede girar por medio de la variacion de la rotacion relativa de las ruedas. El accionamiento de las dos ruedas en direccion opuesta permite al robot girar en el acto. Tal sistema por lo general tambien incluira una tercera rueda colocada hacia la parte trasera del cuerpo de robot que actua como una ruedecilla, que gira de manera pasiva a lo largo mientras que proporciona un soporte para un lado del cuerpo. Una ventaja significativa de un sistema de este tipo es que hace que el robot sea altamente maniobrable y tambien evita la necesidad de un mecanismo de direccion adicional. Los ejemplos de aspiradoras roboticas autonomas que utilizan una disposicion de accionamiento de este tipo son Roomba™ de iRobot y Trilobite™ de Electrolux.

Una desventaja del robot movil con ruedas como se describio con anterioridad es la capacidad limitada para pasar por encima de objetos, o incluso por encima de o sobre revestimientos para el piso, tales como cables o alfombras.

Un enfoque alternativo es equipar a un limpiador de pisos autonomo con una disposicion de accionamiento rastreado, como se muestra en la solicitud de patente europea Num. EP1582132. Tal disposicion tiende a proporcionar al robot con un agarre mayor debido al parche de contacto inherentemente mas grande provisto de una banda de rodadura y por lo tanto puede ser exitoso para franquear obstaculos, tales como alfombras y cables. Sin embargo, debido al mayor parche de contacto, el sistema de accionamiento robotico es mas susceptible al deslizamiento, lo cual es una desventaja porque introduce imprecisiones en el sistema de navegacion del robot.

El documento WO 2008/105948 A2 describe una disposicion de accionamiento para un robot movil de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 que tiene bandas de rodadura accionadas, y aletas alargadas derecha e izquierda que son operables para girar alrededor de un eje delantero de la banda de rodadura accionada, cada aleta tiene una banda de rodadura accionada separada a lo largo de su penmetro.

Sumario de la invencion

Es en este contexto que se ha llevado a cabo la invencion. Con este fin, la invencion proporciona una disposicion de accionamiento para un robot movil como se define por las caractensticas de la reivindicacion 1, que comprende una carcasa de accionamiento adaptada para ser montada en un chasis de un robot y que incluye un motor de accionamiento conectado de manera operativa a un eje impulsor que se extiende desde la carcasa de accionamiento a lo largo de un eje de accionamiento, un elemento de articulacion montado de manera giratoria a la carcasa de accionamiento alrededor de un eje de pivote, una primera rueda llevada por el eje impulsor de accionamiento, una segunda rueda llevada por el elemento de articulacion, y un medio para la transmision del accionamiento desde la primera rueda hasta la segunda rueda, en la que a lo largo de todo el intervalo de movimiento de rotacion del elemento de articulacion, una parte inferior de la primera rueda se eleva por encima de una parte inferior de la segunda rueda.

Por consiguiente, la invencion proporciona una rueda en contacto con el piso (la segunda rueda) que esta suspendida con respecto al cuerpo del robot por medio de un elemento de articulacion, o un brazo oscilante, por cuyo medio la rueda de contacto puede atravesar objetos y caer en los rebajes de piso para, de ese modo, mantener el contacto de friccion con la superficie del piso.

En una disposicion, el eje de pivote del elemento de articulacion es coaxial con el eje de accionamiento del eje impulsor. Por consiguiente, la segunda rueda oscila sobre el eje impulsor. Cuando se monta a un dispositivo autonomo, preferentemente la segunda rueda es una rueda trasera en la direccion de avance de la marcha.

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El medio para la transmision del accionamiento desde la primera rueda hasta la segunda rueda puede ser una banda de rodadura flexible hecha de una pluralidad de elementos de enlace discretos o, de manera alternativa, puede adoptar la forma de una correa continua, hecha de caucho, por ejemplo. A pesar de que se podna proporcionar una disposicion de tren de engranajes para transferir el accionamiento desde la primera rueda hasta la segunda rueda, una banda flexible de accionamiento de este tipo es simple y eficiente, y tambien proporciona un beneficio de traccion, ya que es capaz de ponerse en contacto con obstaculos en algunas circunstancias y por lo tanto ayuda al dispositivo autonomo a franquear el obstaculo.

En una forma particular de esta configuracion, la banda de rodadura flexible puede estar limitado alrededor de una superficie periferica exterior de la primera rueda y una superficie periferica exterior de la segunda rueda de manera tal que una porcion del banda de rodadura flexible define una superficie de acoplamiento con el piso.

En esta configuracion, la porcion de la banda de rodadura envuelta alrededor de la segunda rueda define un parche de contacto para la rueda, la rueda actua esencialmente como una polea, y la porcion que se extiende hacia delante de la banda de rodadura se convierte en una superficie de escalada. Ademas, la primera rueda y la segunda rueda pueden estar adaptadas de manera tal que la porcion de la banda de rodadura que se extiende entre la primera rueda y la segunda rueda y opuesta a una superficie del piso defina un angulo oblicuo con la superficie del piso adyacente para proporcionar de este modo una superficie de escalada en rampa. Si bien el brazo oscilante puede estar adaptado de manera tal que se proporcione una superficie en rampa, de manera alternativa, el diametro de la segunda rueda puede ser mayor que el diametro de la primera rueda. Tal configuracion proporciona un beneficio adicional para el franqueo de superficies irregulares y obstaculos.

Si bien el brazo oscilante y la segunda rueda se instaran en contacto con la superficie del piso por su propio peso, en una mejora de la disposicion de accionamiento, se proporciona un medio de alineacion intermediario entre la carcasa de accionamiento y el elemento de articulacion que se insta a la segunda rueda hacia la superficie adyacente. Por lo tanto, si se provoca el chasis a elevarse debido al contacto con un rasgo de obstaculo o superficie, la rueda trasera se instara en contacto con la superficie, para por lo tanto mantener una buena traccion.

Con el fin de evitar que los objetos ensucien las bandas de rodadura, el elemento de articulacion puede incluir un elemento de proteccion que llena por lo menos parcialmente un volumen delimitado por la rueda delantera, la rueda trasera y las superficies internas de la grna. Esto reduce la probabilidad de que los objetos tales como arena o piedras entren en la lmea de contacto entre la banda de rodadura y las ruedas, por lo tanto, mejora la fiabilidad de las unidades de traccion.

Un incremento de la traccion adicional se proporciona por la configuracion de la rueda trasera. La rueda trasera puede ser una porcion de reborde adyacente a, y que tiene un diametro mas grande que una superficie de acoplamiento con la banda de rodadura de la rueda trasera. De manera opcional, la porcion de reborde se puede extender a la misma posicion radial que la superficie exterior de la banda de rodadura y puede estar provista de un perfil liso o serrado. En esta forma de realizacion, dado que la porcion de reborde se extiende a un radio comparable con el radio de la grna, en circunstancias en las que el robot esta se mueve sobre una superficie blanda, tal como un tapete o una alfombra, el camino tendera a hundirse en el pelo de la alfombra por medio del cual el borde serrado de la porcion de reborde tendera a acoplarse a la alfombra y proporcionar al robot un incremento de la traccion. Sin embargo, en superficies duras, solo la banda de rodadura entrara en contacto con la superficie del piso, lo que beneficiara la capacidad de maniobra del robot.

Si bien la invencion se aplica a los robots moviles y los dispositivos autonomos de tratamiento de pisos en general, tiene una utilidad particular en las aspiradoras roboticas que comprenden un generador de flujo de aire para la generacion de un flujo de aire entre una entrada de aire sucio y una salida de aire limpio, y un aparato de separacion dispuesto en la trayectoria del flujo de aire entre la entrada de aire sucio y la salida de aire limpio con el fin de separar la suciedad del flujo de aire.

Breve descripcion de los dibujos

Con el fin de que la invencion se pueda entender con mayor facilidad, ahora se hara referencia, a modo de ejemplo solamente, a las figuras adjuntas, en las que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva delantera de un robot movil de acuerdo con una forma de realizacion de la invencion;

La Figura 2 es una vista desde abajo del robot movil en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del robot movil de la invencion, que muestra sus principales montajes;

La Figura 4 es una vista en perspectiva delantera del chasis del robot movil;

Las Figuras 5a y 5b son vistas en perspectiva desde cada lado de una unidad de traccion del robot movil;

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La Figura 6 es una vista lateral de la unidad de traccion en las Figuras 5a y 5b y muestra su orientacion con respecto a una superficie sobre la que se traslada;

La Figura 7 es una vista en seccion de la unidad de traccion en la Figura 6 a lo largo de la lmea A-A;

La Figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la unidad de traccion en las Figuras 5a, 5b y 6;

La Figura 9 es una vista lateral de la unidad de traccion en la Figura 6, pero se muestra en tres posiciones de brazo oscilante;

La Figura 10 es una vista delantera del chasis del robot movil;

La Figura 11 es una vista desde abajo del cuerpo principal del robot movil;

La Figura 12 es una vista trasera del chasis del robot movil;

Las Figuras 13a, 13b, 13c y 13d son vistas esquematicas del robot en diferentes condiciones de 'golpe'; y La Figura 14 es una vista esquematica del sistema del robot movil.

Descripcion de las formas de realizacion

Con referencia a las Figuras 1, 2, 3, 4 y 5 de los dibujos, un dispositivo autonomo de tratamiento de superficies en la forma de una aspiradora robotica 2 (de aqu en adelante 'robot') comprende un cuerpo principal que tiene cuatro montajes principales: un chasis (o placa de suela) 4, un cuerpo 6 que se trasporta en el chasis 4, una cubierta exterior por lo general circular 8 que se puede montar en el chasis 4 y proporciona al robot 2 con un perfil por lo general circular, y un aparato de separacion 10 que se transporta en una parte delantera del cuerpo 6 y que sobresale a traves de un recorte dimensionado complementario 12 de la cubierta exterior 8.

Para los fines de esta memoria, los terminos 'delantero' y 'trasero' en el contexto del robot se utilizaran en el sentido de sus direcciones de avance y retroceso durante el funcionamiento, con el aparato de separacion 10 posicionado en la parte delantera del robot. Del mismo modo, los terminos 'izquierda' y 'derecha' se utilizaran con referencia a la direccion de movimiento de avance del robot. Como se apreciara a partir de la Figura 1, el cuerpo principal del robot 2 tiene la forma general de un cilindro circular relativamente corto, en gran parte por razones de capacidad de maniobra, y por lo tanto tiene un eje cilmdrico 'C' que se extiende de manera sustancialmente vertical con respecto a la superficie sobre la cual el robot se desplaza. En consecuencia, el eje cilmdrico C se extiende sustancialmente normal a un eje longitudinal del robot 'L' que esta orientado en la direccion de proa a popa del robot 2 y asf pasa por el centro del aparato de separacion 10. El diametro del cuerpo principal preferentemente es entre 200 mm y 300 mm, y mas preferentemente entre 220 mm y 250 mm. Lo mas preferentemente, el cuerpo principal tiene un diametro de 230 mm, el cual se ha encontrado que es un compromiso en particular eficaz entre la capacidad de maniobra y la eficacia de limpieza.

El chasis 4 soporta varios componentes del robot 2 y se fabrica preferentemente de un material de plastico moldeado de inyeccion de alta resistencia, tal como ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), si bien tambien se podna hacer a partir de metales adecuados, tales como aluminio o acero, o materiales compuestos tales un material compuesto de fibra de carbono. Como se explicara, la funcion primaria del chasis 4 es como una plataforma de accionamiento y para llevar el aparato de limpieza para la limpieza de la superficie sobre la que se desplaza el robot.

Con referencia particular a las Figuras 3 y 4, una porcion delantera 14 del chasis 4 es relativamente plana y en forma de bandeja y define una proa curvada 15 que forma la parte delantera del robot 2. Cada flanco de la porcion delantera 14 del chasis tiene un rebaje 16, 18 en el que se pueden montar los rebajes de una unidad de traccion respectiva 20. Se debe tener en cuenta que las Figuras 2 y 3 muestran el chasis 4 con las unidades de traccion 20 unidas y la Figura 4 muestra el chasis 4 sin las unidades de traccion 20 unidas.

El par de unidades de traccion 20 estan situadas en lados opuestos del chasis 4 y son operables de manera independiente para permitir al robot ser utilizado en las direcciones de avance y retroceso, para seguir una trayectoria curva hacia la izquierda o la derecha, o para girar en el punto en cualquier direccion, dependiendo de la velocidad y la direccion de rotacion de las unidades de traccion 20. Tal disposicion a veces se conoce como una unidad de diferencial, y el detalle de las unidades de traccion 20 se describira mas por completo mas adelante en la memoria descriptiva.

La porcion delantera relativamente estrecha 14 del chasis 4 se ensancha en la porcion trasera 22 que incluye un cabezal limpiador 24 que tiene una forma por lo general cilmdrica y que se extiende de manera transversal a traves de sustancialmente toda la anchura del chasis 4 con respecto a su eje longitudinal 'L'.

Con referencia tambien a la Figura 2, que muestra la cara inferior del robot 2, el cabezal limpiador 24 define una abertura de aspiracion rectangular 26 que se enfrenta a la superficie de soporte y en la que la suciedad y los residuos son atrafdos cuando el robot 2 esta en funcionamiento. Una barra de escobilla alargada 28 esta contenida dentro del cabezal limpiador 24 y es accionado por un motor electrico 30 a traves de una disposicion de engranaje

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de reduccion y correa de transmision 32 de una manera convencional, si bien tambien se contemplan otras configuraciones de unidades tales como una transmision unicamente de engranajes.

La cara inferior del chasis 4 cuenta con una seccion de solera alargada 25 que se extiende hacia delante de la abertura de aspiracion 26 que define una nariz en rampa en su borde delantero. Una pluralidad de canales 33 (solo dos de los cuales estan etiquetados por razones de brevedad) en la solera proporcionan sendas para el aire sucio que es atrafdo hacia la abertura de aspiracion 26. La cara inferior del chasis 4 tambien lleva una pluralidad (cuatro en la forma de realizacion ilustrada) de ruedas pasivas o rodillos 31 que proporcionan mas puntos de apoyo para el chasis 4 cuando esta en reposo o en movimiento sobre una superficie del piso. Se debe senalar que los rodillos 31 soportan el chasis de manera tal que la cara inferior del mismo esta en una orientacion paralela con respecto a una superficie del piso. Ademas, si bien se prefieren las ruedas o rodillos, tambien podnan estar configurados como puntos de apoyo duros tales como patines o corredores.

En esta forma de realizacion, el cabezal limpiador 24 y el chasis 4 son una sola pieza moldeada de plastico, por lo que el cabezal limpiador 24 se integra al chasis 4. Sin embargo, este no necesita ser el caso y los dos componentes podnan ser separados, el cabezal limpiador 24 siendo fijado de manera adecuada al chasis 4, tal como por tornillos o una tecnica de union adecuada, como sena evidente para aquellos con experiencia en la materia.

El cabezal limpiador 24 tiene primera y segunda extremidades 27, 29 que se extienden hasta el borde del chasis 4 y que estan en lmea con la cubierta 8 del robot. Considerado en el perfil horizontal o plano como en las Figuras 2 y 3, se puede ver que las caras de extremo 27, 29 del cabezal limpiador 24 son planas y se extienden en una tangente (etiquetada como 'T') a la cubierta 8 en puntos diametralmente opuestos a lo largo del eje lateral 'X' del robot 2. El beneficio de esto es que el cabezal limpiador 24 es capaz de trasladarse extremadamente cerca de las paredes de una habitacion a medida que el robot se desplaza en un modo de 'seguimiento de pared' y por lo tanto es capaz de limpiar bien cerca de la pared. Ademas, dado que las extremidades 27, 29 del cabezal limpiador 24 se extienden tangencialmente a ambos lados del robot 2, es capaz de limpiar hasta una pared si la pared esta en el lado derecho o el lado izquierdo del robot 2. Se debe observar, tambien, que la capacidad beneficiosa de limpieza del borde se ve reforzada por las unidades de traccion 20 que se ubican en el interior de la cubierta 8, y sustancialmente en el eje lateral 'X', lo que significa que el robot puede maniobrar de manera tal que la cubierta 8 y, por lo tanto, tambien las caras de extremo 27, 29 del cabezal limpiador 24 estan casi en contacto con la pared durante una operacion de seguimiento de pared.

La suciedad atrafda hacia la abertura de aspiracion 26 durante una operacion de limpieza sale del cabezal limpiador 24 a traves de un conducto 34 que se extiende hacia arriba desde el cabezal limpiador 24 y se curva hacia la parte delantera del chasis 4 a traves de aproximadamente 90° de arco hasta que se enfrenta en la direccion hacia delante. El conducto 34 termina en una boca rectangular 36 que tiene una disposicion de fuelle flexible 38 dimensionada para acoplarse con un ducto dimensionado complementario 42 previsto en el cuerpo 6. De manera alternativa, el fuelle 38 puede ser reemplazado por un sello de manguito de plastico flexible o material de caucho que tambien proporciona un grado de resiliencia.

El ducto 42 se proporciona en una porcion delantera 46 del cuerpo 6, y se abre en un rebaje por lo general semi- cilmdrico orientado hacia delante 50 que tiene una plataforma de base por lo general circular 48. El rebaje 50 y la plataforma 48 proporcionan una porcion de acoplamiento en la que el aparato de separacion 10 esta montado, durante el uso, y del que se puede desenganchar con propositos de vaciado.

Se debe senalar que en esta forma de realizacion el aparato de separacion 10 consiste en un separador ciclonico tal como el que se describe en el documento WO2008/009886, cuyo contenido se incorpora como referencia en la presente memoria. La configuracion de tal aparato de separacion es muy conocida y no se describira en la presente memoria con mas detalle, salvo para decir que el aparato de separacion puede estar unido de manera desmontable al cuerpo 6 por un mecanismo adecuado, tal como un medio de fijacion de liberacion rapida para permitir que el aparato 10 se vacfe cuando se llena. La naturaleza del aparato de separacion 10 no es fundamental para la invencion y el aparato de separacion ciclonica puede en cambio separar la suciedad del flujo de aire por otros medios que son conocidos en la tecnica, por ejemplo, un filtro de membrana, un filtro de caja porosa o alguna otra forma de aparato de separacion. Para formas de realizacion del aparato que no son aspiradoras, el cuerpo puede alojar un equipo que es adecuado para la tarea llevada a cabo por la maquina. Por ejemplo, para una maquina de pulido de pisos, el cuerpo principal puede alojar un deposito para el almacenamiento de cera lfquida.

Cuando el aparato de separacion 10 esta acoplado en la porcion de acoplamiento 50, una entrada de aire sucio 52 del aparato de separacion 10 es recibida por el ducto 42 y el otro extremo del ducto 42 se puede conectar a la boca 36 del conducto de barra de escobilla 34, de manera tal que el ducto 42 transfiere el aire sucio del cabezal limpiador 24 al aparato de separacion 10. El fuelle 38 proporciona la boca 36 del conducto 34 con un grado de elasticidad de manera tal que se pueda acoplar de manera estanca con la entrada de aire sucio 52 del aparato de separacion 10 a pesar de cierta desalineacion angular. Si bien se describe en la presente memoria como un fuelle, el conducto 34 tambien podna estar provisto de un sello elastico alternativo, tal como un sello de manguito de caucho flexible, para acoplarse a la entrada de aire sucio 52.

El aire sucio es atrafdo a traves del aparato de separacion 10 por un generador de flujo de aire que, en esta forma

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de realizacion, es un motor y una unidad de ventilador accionados electricamente (no se muestran), que esta ubicada en una carcasa del motor 60 situada en el lado izquierdo del cuerpo 6 La carcasa del motor 60 incluye una boca de entrada curvada 62 que se abre en la pared dimensionada cilmdrica de la porcion de acoplamiento 50 para coincidir con la curvatura cilmdrica del aparato de separacion 10. Si bien no se ve en la Figura 4, el aparato de separacion 10 incluye una salida de aire limpio que se conecta con la boca de entrada 62 cuando el aparato de separacion 10 esta acoplado en la porcion de acoplamiento 50. Durante el uso, el motor de aspiracion puede funcionar para crear baja presion en la region de la boca de entrada del motor 62, para extraer de este modo el aire sucio a lo largo de una trayectoria de flujo de aire desde la abertura de aspiracion 26 del cabezal limpiador 24, a traves del conducto 34 y del ducto 42 y a traves del aparato de separacion 10 de entrada de aire sucio 52 hacia la salida de aire limpio. El aire limpio pasa entonces a traves de la carcasa del motor 60 y sale desde la porcion trasera del robot 2 a traves de una salida de aire limpio filtrado 61.

La cubierta 8 se muestra separada del cuerpo 6 en la Figura 3 y se fija a ella en la Figura 1. Dado que el chasis 4 y el cuerpo 6 llevan la mayona de los componentes funcionales del robot, la cubierta 8 proporciona una piel exterior que sirve en gran medida como una cascara protectora y para llevar una interfaz de control de usuario 70.

La cubierta 8 comprende una pared lateral por lo general cilmdrica 71 y una superficie superior plana 72 que proporciona un perfil sustancialmente circular que corresponde al perfil en planta del cuerpo 6, salvo por el recorte en forma parcialmente circular 12 para complementar la forma de la porcion de acoplamiento 50, y el aparato de separacion cilmdrico 10. Ademas, se puede observar que la superficie superior plana 72 de la cubierta 8 es coplanar con una superficie superior 10a del aparato de separacion 10, que por lo tanto se encuentra al ras con la cubierta 8 cuando esta montada en el cuerpo principal.

Como puede verse con especial claridad en las Figuras 1 y 3, el recorte parcialmente circular 12 de la cubierta 8 y el rebaje semi-cilmdrico 50 en el cuerpo 6 proporciona la porcion de acoplamiento de una bafna en forma de herradura que define dos lobulos o brazos proyectados 73 que flanquean cada lado del aparato de separacion 10 y dejan entre aproximadamente 5% y 40%, y preferentemente 20%, del aparato 10 que sobresale de la parte delantera de la porcion de acoplamiento 50. Por lo tanto, una porcion del aparato de separacion 10 permanece expuesta incluso cuando la cubierta 8 esta en su lugar en el cuerpo principal del robot 2, lo cual permite a un usuario un acceso facil al aparato de separacion 10 con propositos de vaciado.

Las porciones opuestas de la pared lateral 71 incluyen un rebaje arqueado 74 (solo se muestra uno en la Figura 3) que se coloca sobre un extremo respectivo 27, 29 del cabezal limpiador 24 cuando la cubierta 8 esta conectada al cuerpo 6. Como puede verse en la Figura 1, existe un espacio libre entre los extremos del cabezal limpiador 24 y los respectivos arcos 74 para permitir el movimiento relativo entre los mismos en el caso de una colision con un objeto.

En el borde superior de la pared lateral 71, la cubierta 8 incluye un asa de transporte semi-circular 76 que es pivotable alrededor de dos protuberancias diametralmente opuestas 78 entre una primera posicion, replegada, en la que el asa 76 se ajusta en un rebaje dimensionado complementario 80 en el borde periferico superior de la cubierta 8, y una posicion desplegada en la que se extiende hacia arriba, (se muestra con lmeas de trazos en la Figura 1). En la posicion de almacenamiento, el asa mantiene el perfil circular 'limpio' de la cubierta 8 y es discreto para el uso durante el funcionamiento normal del robot 2. Tambien, en esta posicion el asa sirve para bloquear una puerta del filtro trasera (no se muestra) del robot a una posicion cerrada que impide la extraccion accidental de la puerta del filtro cuando el robot 2 esta en funcionamiento.

Durante el funcionamiento, el robot 2 es capaz de propulsarse a sf mismo sobre su entorno de manera autonoma, impulsado por una batena recargable (no se muestra). Para lograr esto, el robot 2 lleva un medio de control apropiado que esta interconectado con el paquete de batenas, las unidades de traccion 20 y un conjunto de sensores 82 apropiados que comprenden, por ejemplo, transmisores y receptores infrarrojos y ultrasonicos en el lado izquierdo y derecho delantero del cuerpo 6. El conjunto de sensores 82 proporciona el medio de control con informacion representativa de la distancia del robot de diversas caractensticas en un entorno y el tamano y la forma de las caractensticas. De manera adicional, el medio de control esta interconectado con el motor del ventilador de aspiracion y el motor de la barra de escobilla con el fin de accionar y controlar estos componentes de manera apropiada. Por lo tanto, el medio de control se puede hacer funcionar para controlar las unidades de traccion 20 con el fin de navegar el robot 2 alrededor de la habitacion que ha de ser limpiada. Se debe senalar que el metodo particular de funcionamiento y la navegacion de la aspiradora robotica no es importante para la invencion, y varios de tales metodos de control son conocidos en la tecnica. Por ejemplo, un metodo de operacion particular se describe con mas detalle en el documento WO00/38025 en el que en un sistema de navegacion se utiliza un aparato de deteccion de luz. Esto permite que el limpiador se situe en una habitacion por medio de la identificacion de cuando los niveles de luz detectados por el aparato de deteccion de luz son los mismos o sustancialmente los mismos que los niveles de luz detectados con anterioridad por el aparato de deteccion de luz.

Habiendo descrito el chasis 4, el cuerpo 6 y la cubierta 8, las unidades de traccion 20 se describira ahora con mas detalle con referencia a las Figuras 5 a 9, que muestran varias vistas en perspectiva, en seccion, y ampliadas de una sola unidad de traccion 20 para mayor claridad.

En general, la unidad de traccion 20 comprende una caja de transmision 90, un elemento de articulacion 92 o 'brazo

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oscilante', una primera y una segunda rueda de polea 94, 96, y una banda de rodadura o correa continua 98 que esta limitada alrededor de las ruedas de polea 94, 96.

La caja de transmision 90 aloja un sistema de engranajes que se extiende entre un modulo de accionamiento del motor de entrada 100 montado en un lado dentro de la placa de un extremo de la caja de transmision 90, y un eje impulsor de accionamiento de salida 102 que sobresale del lado de accionamiento de la caja de transmision 90, es decir, desde el otro lado de la caja de transmision 90 a la que esta montado el modulo del motor 100. El modulo del motor 100 en esta forma de realizacion es un motor de corriente continua sin escobillas ya que un motor de este tipo es fiable y eficiente, si bien esto no excluye otros tipos de motores de ser utilizados, por ejemplo, motores de CC con escobillas, motores paso a paso o incluso accionamientos hidraulicos. Como se ha mencionado, el modulo del motor 100 se interconecta con el medio de control para recibir senales de potencia y control y esta provisto de un conector electrico integral 104 para este proposito. El sistema de engranajes en esta forma de realizacion es una disposicion de rueda con engranajes que reduce la velocidad del modulo del motor 100, mientras que incrementa el par de torsion disponible, ya que un sistema de este tipo es fiable, compacto y ligero. Sin embargo, otras disposiciones de engranaje se han previsto en el contexto de la invencion, tal como una disposicion de transmision de correa o hidraulica.

Por lo tanto, la unidad de traccion 20, reune las funciones de accionamiento, engranaje y de acoplamiento con el piso en una unidad autocontenida y conducida de manera independiente y se monta con facilidad al chasis 4 por medio de una pluralidad de sujetadores 91 (cuatro sujetadores en esta forma de realizacion), por ejemplo, tornillos o pernos, que son recibidos en patillas de montaje 93 definidas alrededor del rebaje del chasis 4 correspondiente.

La unidad de traccion 20 se puede montar en el chasis de manera tal que la primera rueda de polea 94 este en una posicion principal cuando el robot 2 se desplaza hacia delante. En esta forma de realizacion, la rueda principal 94 es la rueda accionada e incluye un orificio central 104 que se puede recibir en el eje impulsor de accionamiento 102 por medio de un ajuste a presion. La rueda principal 94 tambien se puede denominar pinon ya que es la rueda accionada en el par. Con el fin de mejorar la transferencia de fuerza de accionamiento del eje impulsor de accionamiento 102 a la rueda principal 94, el orificio central 104 de la rueda de polea puede estar acunado internamente para acoplarse con una tecla externa correspondiente sobre el eje impulsor de accionamiento. Tambien se preven medios alternativos para asegurar la rueda de polea al eje impulsor, tal como una presilla en parte circular ('anillo de seguridad') unida al eje impulsor.

El brazo oscilante 92 incluye un extremo delantero que se monta en la caja de transmision 90 entre el mismo y la rueda principal 94 y esta montado de manera tal que pivotee alrededor del eje impulsor de accionamiento 102. Un casquillo 106 situado en una apertura de montaje 108 del brazo oscilante 92 se recibe en una espiga que se proyecta hacia fuera 110 de la caja de transmision 90 a traves de la cual sobresale el eje impulsor de accionamiento 102. Por lo tanto, el casquillo 106 proporciona una superficie de apoyo intermedia de la espiga 110 y el brazo oscilante 92 para permitir que el brazo oscilante 92 pivotee sin problemas y para evitar que se abra con relacion a la caja de transmision 90. El casquillo 106 preferentemente esta hecho de un plastico de ingeniena adecuado, tal como poliamida que proporciona la superficie de baja friccion requerida pero una alta resistencia. Sin embargo, el casquillo 106 tambien puede estar hecho de metal tal como aluminio, acero o aleaciones de los mismos, que tambien proporcionana las caractensticas de friccion y resistencia necesarias.

Como se muestra en las vistas ensambladas, el brazo oscilante 92 esta montado en la espiga 110 y la rueda principal 94 esta montada en el arbol de accionamiento 102 fuera de la placa del extremo delantero del brazo oscilante 92. Una mangueta 112 se ajusta a presion en un orificio situado en el extremo opuesto o 'trasero' del brazo oscilante 92 y define un arbol de montaje para la rueda de polea trasera 96, o 'rueda trasera' a lo largo de un eje de pivote paralelo al eje impulsor de accionamiento 102. La rueda trasera 96 incluye un orificio central 113 en el que un casquillo de apoyo 114 se recibe en un ajuste a presion. El casquillo 114 se recibe sobre la manivela 112 en un ajuste deslizante de manera tal que el casquillo, y por lo tanto tambien la rueda trasera 96, sean giratorios con respecto al brazo oscilante 92. Un anillo de seguridad 116 sujeta la rueda trasera a la manivela 112.

La correa continua o el camino 98 proporciona la interfaz entre el robot 2 y la superficie del piso y, en esta forma de realizacion, es un material de caucho duro que proporciona al robot una alta adherencia a medida que el robot se desplaza sobre la superficie y franquea los cambios en la textura de la superficie y contornos. Si bien no se muestra en las figuras, la correa 98 puede estar provista de un patron de banda de rodadura con el fin de incrementar la traccion sobre terreno accidentado.

Del mismo modo, si bien no se muestra en las figuras, la superficie interna 98a de la correa 98 es serrada o dentada para acoplarse con una formacion de dientes complementaria 94a prevista en la superficie circunferencial de la rueda delantera 94 que reduce la probabilidad de que la correa 98 se deslice en la rueda 94. En esta forma de realizacion, la rueda trasera 96 no lleva una formacion de dientes complementaria, si bien esto se podna proporcionar si se lo desea. Para protegerse contra el deslizamiento hacia afuera de la correa 98 desde la rueda trasera 96, se proporcionan labios circunferenciales 96a, 96b sobre sus rebordes internos y externos. En cuanto a la rueda delantera 94, un labio circunferencial 94b se proporciona solo en su reborde externo ya que la correa 98 no se puede deslizar fuera del reborde interno debido a la porcion adyacente del brazo oscilante 92.

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Como se apreciara, el brazo oscilante 92 fija las ruedas principales y traseras 94, 96 en una relacion espaciada y permite que la rueda trasera 96 oscile angularmente alrededor de la rueda delantera 94. Los Kmites maximo y mmimo de recorrido angular del brazo oscilante 92 estan definidos por topes opuestos en forma de arco superiores e inferiores 122a, 122b que sobresalen del lado de accionamiento de la caja de transmision 90. Un talon o pasador 124 que se extiende desde el lado dentro de la placa del brazo oscilante 92 se puede acoplar con los topes 122a, 122b para delimitar el recorrido del brazo oscilante 92.

La unidad de traccion 20 tambien comprende un medio de presion del brazo oscilante en la forma de un resorte helicoidal 118 que esta montado en tension entre un soporte de montaje 126 que se extiende hacia arriba desde la porcion delantera del brazo oscilante 92 y un pasador 128 que sobresale de la porcion trasera de la caja de transmision 90. El resorte 118 actua para desviar la rueda trasera 96 en acoplamiento con la superficie del piso, durante el uso, y de este modo mejora la traccion cuando el robot 2 esta franqueando una superficie irregular tal como una alfombra de pelo gruesa o esta subiendo por encima de obstaculos, tales como cables electricos. La Figura 9 muestra tres posiciones de ejemplo de la unidad de traccion 20 durante todo el intervalo de movimiento del brazo oscilante 92.

En la forma de realizacion de ejemplo, cuando el robot 2 esta sentado sobre una superficie del brazo oscilante 92 se encuentra en su 'posicion de recorrido mmimo’ tal que el pasador 124 se acopla con el tope superior 122a y el muelle 118 actua en tension con el fin de empujar la rueda trasera 96 hacia abajo puramente para mejorar la traccion. Sin embargo, se debe apreciar que un resorte mas fuerte 118 tambien se podna utilizar de manera tal que el robot estana suspendido sobre las unidades de traccion cuando se coloca sobre una superficie.

La Figura 6 muestra la posicion relativa de las ruedas 94, 96 con respecto a la superficie del piso F cuando el robot 2 esta en reposo, y en cuya posicion el brazo oscilante 92 esta en su lfmite mmimo de recorrido, el pasador 124 se acopla con el tope superior 122a. En esta posicion, una porcion de la banda de rodadura 98 alrededor de la rueda trasera 96 define un parche de contacto 130 con la superficie del piso mientras que una porcion de la banda de rodadura 98 hacia adelante del parche de contacto y que se extiende a la rueda delantera esta inclinado con respecto a la superficie del piso F debido al mayor radio de la rueda trasera 96 en comparacion con la rueda delantera 94. Esto proporciona la unidad de traccion 20 con una superficie de escalada en rampa que mejora la capacidad del robot 2 para pasar por encima de las imperfecciones en la superficie del piso, asf como tambien por encima de obstaculos elevados, tales como cables electricos/flexiones o bordes de alfombras, por ejemplo. Se debe observar que la superficie de escalada en rampa se proporciona en particular cuando la cara inferior del chasis del robot esta en una orientacion paralela a la superficie sobre la que se desplaza y es soportada en esta orientacion por la pluralidad de rodillos 31.

Si bien en esta forma de realizacion, la superficie de la banda de rodadura inclinada es en gran parte el resultado de la rueda trasera 96 que tiene un diametro mayor que la rueda delantera 94, se debe apreciar que un resultado comparable se obtendna si las ruedas fueran del mismo diametro, pero el brazo oscilante 92 se configurara para ser mas pronunciado en angulo hacia abajo cuando esta en la posicion de recorrido mmimo. Ademas, se debe senalar que, si bien el brazo oscilante 92 ofrece la rueda trasera 96 con la capacidad de empujar hacia abajo en la superficie del piso cuando se desplaza sobre una variedad de terrenos, la superficie de la banda de rodadura inclinada tambien podna estar provista de las ruedas delanteras y traseras 94, 96 en posiciones fijas con respecto al chasis 4.

Ademas de la mejora en la capacidad de escalada de la banda de rodadura inclinada 98 en comparacion con una rueda simple, la unidad de traccion 20 mantiene un pequeno parche de contacto 130 en virtud de su unica rueda trasera 96 que proporciona un beneficio de maniobra, ya que no sufre el grado de deslizamiento que se experimental si una porcion significativa de la banda de rodadura 98 estuviera en contacto con la superficie del piso.

Un incremento de la traccion adicional se proporciona por el labio externo 96b de la rueda trasera 96 que se extiende a una posicion radial hacia fuera con respecto al labio 96a en el lado dentro de la plaza de la rueda 96 de manera tal que el diametro de la superficie de reborde del labio externo 96b sea mayor que el diametro de la superficie periferica exterior de la rueda 96. Como se muestra claramente en la Figura 6, el labio externo 96b se extiende casi hasta el mismo radio que la superficie exterior de la banda de rodadura 98 y su borde esta provisto de una formacion dentada o serrada. Un beneficio de esto es que, en circunstancias en las que el robot se esta trasladando sobre una superficie blanda, tal como una alfombra o un tapete, el camino 98 tendera a hundirse en el pelo de la alfombra con lo que el borde serrado del labio externo 96b acoplara la alfombra y proporcionara al robot un incremento en la traccion. Sin embargo, en superficies duras, solo el camino 98 entrara en contacto con la superficie del piso, lo que beneficiara la capacidad de maniobra del robot.

Un beneficio adicional es que la disposicion de camino proporciona la capacidad de escalada de una sola rueda mucho mas grande, pero sin la gran dimension que permite que la barra de escobilla este posicionada muy cerca al eje lateral del robot que es importante para proporcionar la limpieza de ancho total. Como se ve en esta forma de realizacion, el eje de rotacion de la rueda trasera 96 esta sustancialmente en lmea con el eje lateral del robot, lo cual beneficia la capacidad de maniobra. El cabezal limpiador es capaz de ser posicionado muy cerca de las unidades de traccion 20, y en esta forma de realizacion el eje del cabezal limpiador esta espaciado aproximadamente 48 mm desde el eje lateral del robot, si bien se preve que una separacion de hasta 60 mm sena aceptable con el fin de

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minimizar la cantidad que el cabezal limpiador proyecta desde la envoltura externa del cuerpo principal.

En una forma de realizacion alternativa (no se muestra), la profundidad y el espesor del labio externo 96b se incrementa de manera tal que la superficie del labio 96b se encuentre al lado del otro con la superficie exterior de la banda de rodadura 98 que rodea la rueda trasera 96, para proporcionar en efecto una extension transversal de la superficie de la banda de rodadura 98. Esto incrementa el area del parche de contacto 130 tambien sobre superficies duras que pueden ser deseables en algunas circunstancias. En esta forma de realizacion, se debe apreciar que la capacidad de escalada tambien es retenida por la superficie de la banda de rodadura inclinada sin incrementar el parche de contacto en la direccion longitudinal de la banda de rodadura 98. El labio externo 96b tambien puede estar configurado de manera tal que su diametro sea igual o incluso mayor que el diametro combinado de la rueda trasera 96 y la posicion adyacente de la banda de rodadura que rodea la rueda 96.

Como se ha explicado, las unidades de traccion 20 del robot 2 proporcionan una mejor capacidad para viajar sobre alfombras y tapetes de pelo largo, y tambien para franquear obstaculos tales como cables electricos tendidos en el piso y tambien pequenos pasos entre las superficies del piso. Sin embargo, las unidades de accionamiento de tipo 'oruga' pueden ser vulnerables a la entrada de residuos en la lmea de contacto entre las ruedas y la correa. Para protegerse contra esto, el brazo oscilante 92 ademas incluye una porcion similar a un bloque elevada 132 que se extiende hacia fuera desde el brazo oscilante 92 en el espacio delimitado por las partes opuestas de las ruedas delanteras y traseras 94, 96 y la superficie interna de la banda de rodadura 98. Las superficies laterales 132a, 132b, 132c, 132d del bloque protector contra desechos 132 estan conformadas para sentarse de cerca junto a las superficies adyacentes de las ruedas 94, 96 y la correa 98, mientras que una superficie fuera de la placa 134 del bloque 132 termina aproximadamente en lmea con las caras externas de las ruedas 94, 96. Por lo tanto, el bloque 132 esta conformado para acomodar sustancialmente la totalidad del volumen entre las ruedas 94, 96 y de este modo impide que residuos tales como arena o piedras ensucien la disposicion de accionamiento. Si bien el bloque 132 podna ser solido, en esta forma de realizacion el bloque 132 incluye aberturas 136 que reducen el peso del brazo oscilante 92 y tambien su costo. Si bien el bloque 132 preferentemente es integral con el brazo oscilante 92, tambien podna ser un componente separado fijado de manera apropiada al brazo oscilante, por ejemplo, por medio de presillas, tornillos o adhesivos. De manera opcional, el bloque podna llevar un elemento de placa dimensionado como el lfmite definido por la correa. Esto reducina aun mas la probabilidad del ingreso de suciedad en las disposiciones de accionamiento.

Con referencia ahora a las Figuras 10, 11 y 12, estas ilustran como el cuerpo 6 esta unido al chasis 4 para permitir el movimiento de deslizamiento relativo entre sf y como este momento relativo es utilizado por el robot 2 para recoger informacion sobre colisiones con objetos en su trayectoria.

Para permitir un movimiento relativo de deslizamiento entre el chasis 4 y el cuerpo 6, el medio de acoplamiento delantero y trasero fija el chasis 4 y el cuerpo 6 juntos para que no se pueden separar en la direccion vertical, es decir en una direccion normal a la longitudinal, el eje L del robot 2, pero se les permite deslizarse con respecto al otro por una pequena cantidad.

Volviendo en primer lugar a las porciones delanteras del cuerpo principal, como se ilustra mejor en la Figura 11, un medio de acoplamiento delantero incluye una abertura situada centralmente 140 dimensionada como una pista o un cfrculo para-truncado que se define en la porcion delantera del cuerpo 6, de manera espedfica en una posicion central en la plataforma 48. Un elemento pivotante deslizable en la forma de un pasador de bulon 142 se recibe a traves de la abertura e incluye una seccion de manga 142a que se extiende una grnacorto debajo de la abertura 140 y una brida superior 142b.

El medio de acoplamiento tambien incluye una estructura complementaria en la porcion delantera del chasis 4 en la forma de un rebaje de pared 144, que tambien es una pista dimensionada para corresponder a la forma de la abertura 140 en la plataforma 48. El cuerpo 6 se puede montar en el chasis 4 de manera tal que la abertura 140 en el cuerpo 6 de la plataforma 140 se superponga al rebaje 144 en el chasis 4. El pasador de bulon 142 se asegura entonces al piso del rebaje 144 por un elemento de fijacion mecanico adecuado tal como un tornillo; el pasador de bulon 142 se muestra con lmeas de trazos en su posicion en el rebaje 144 en la Figura 10. Por lo tanto, el cuerpo 6 se une al chasis 4 contra la separacion vertical. Sin embargo, dado que el pasador de bulon 142 esta fijado de forma inmovil al chasis 4, mientras que se mantiene de forma deslizable en la abertura 140, el cuerpo 6 se puede deslizar con respecto al pasador 142 del pivote y puede pivotar angularmente sobre el debido a su forma redondeada.

La porcion delantera del chasis 4 tambien incluye dos canales 145, uno situado a cada lado del rebaje 144, que sirven como una superficie de soporte para los rodillos respectivos 147 proporcionados en la cara inferior del cuerpo 6 y, de manera mas espedfica, en la plataforma 48 cada lado de la abertura 140. Los rodillos 147 proporcionan un soporte para el cuerpo 6 en el chasis 4 y promueven el movimiento de deslizamiento suave entre las dos partes y se muestran en forma con lmeas de trazos en la Figura 10.

El medio de acoplamiento trasero limita el movimiento de una porcion trasera 150 del cuerpo 6 con respecto al chasis 4. A partir de una comparacion entre la Figura 11 y la Figura 12, se puede observar que una porcion trasera 146 del chasis 4 detras del cabezal limpiador 24 incluye un medio de deteccion de golpes 148 que tambien sirve como un montaje seguro por cuyo medio la porcion trasera 150 del cuerpo 6 esta conectada al chasis 4.

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Cada lado del medio de deteccion de golpes incluye un medio de soporte del cuerpo; ambos medios de soporte del cuerpo son identicos y de este modo solo se describira uno en detalle por razones de brevedad. El medio de soporte del cuerpo comprende un elemento de soporte tubular similar a una manga 152 que se encuentra en un rebaje en forma de plato 154 definido en el chasis 154. En esta forma de realizacion, el rebaje en forma de plato 154 se proporciona en una porcion del chasis extrafble en forma de un elemento de placa 155 que se fija a traves de la porcion trasera 146 del chasis 4. Sin embargo, los rebajes 154 podnan igualmente ser una parte integral del chasis 4.

Un muelle 156 esta conectado al chasis 154 en su extremo inferior y se extiende a traves del elemento de manga 152, en el que el extremo del muelle termina en un ojal 158. La manga 152 y el muelle 156 se acoplan con una toma complementaria 160 en el lado inferior del cuerpo 6, dicha toma 160 incluye una pared elevada 160a con la que el extremo superior de la manga 152 se localiza cuando el cuerpo 6 esta montado sobre el chasis 4. Cuando esta montado de esta manera, el muelle 156 se extiende dentro de una abertura central 162 en la toma 160 y el ojal 158 esta fijado a un pasador de seguridad dentro del cuerpo 6. Se debe notar que el pasador de seguridad no se muestra en las figuras, pero puede ser cualquier pasador o punto de seguridad adecuado al que el muelle se puede adjuntar.

Dado que los elementos de manga de soporte 152 estan montados de manera movil entre el chasis 4 y el cuerpo 6, los elementos de manga 152 se pueden inclinar en cualquier direccion que permite que el cuerpo 152 oscile' de manera lineal a lo largo del eje longitudinal 'L' del robot, sino tambien para la porcion trasera del cuerpo 6 para oscilar de manera angular, pivotando alrededor del pasador de bulon 142 por aproximadamente 10 grados como limitado por el medio de acoplamiento trasero como se explicara de manera adicional a continuacion. En esta forma de realizacion, los muelles 156 proporcionan una fuerza de auto-centrado de los elementos de manga de soporte 152 que empujan los elementos de manga 152 a una posicion vertical, esta accion tambien proporciona una fuerza de restablecimiento para el sistema de deteccion de golpes. En una forma de realizacion alternativa (no se muestra), los elementos de manga de soporte 152 podnan ser solidos, y una fuerza para "restablecer" la posicion del cuerpo con respecto al chasis podna ser proporcionada por un mecanismo de presion alternativo.

Si bien los elementos de manga 152 permiten que el cuerpo 6 se 'traslade' en el chasis 4 con una cierta cantidad de movimiento lateral, no conectan de manera segura la porcion trasera 150 del cuerpo 6 al chasis 4 contra la separacion vertical. Para este proposito, el medio de deteccion de golpes 148 incluye un primer y un segundo elemento de banda de rodadura en forma de postes o varillas 160, 162 previsto en el cuerpo 6 que se acoplan con los respectivos pasadores 164, 166 previstos en el chasis 4. Como puede verse en la Figura 12, los pasadores 164, 166 se extienden a traves de las ventanas respectivas 168, 170 definidas en el elemento de placa 155 y se mantienen allf por una arandela respectiva 172, 174. Con el fin de montar la porcion trasera 150 del cuerpo 6 sobre la porcion trasera 146 del chasis 4, los elementos de banda de rodadura 160, 162 son ajustados por empuje sobre los pasadores 164, 166 hasta que hagan contacto su respectiva arandela 172, 174. Por consiguiente, el movimiento de la porcion trasera 150 del cuerpo 6 esta obligado a adaptarse a la forma de las ventanas 168, 170 de manera tal que las ventanas sirvan como una grna. En esta forma de realizacion, las ventanas 168, 170 por lo general son de forma triangular y de este modo esto permitira que el cuerpo 6 se deslice linealmente con respecto al pasador de bulon 142, sino tambien para hacer oscilar angularmente sobre el dentro de los lfmites de recorrido fijados por las ventanas 168, 170. Sin embargo, se debe senalar que el movimiento permitido del cuerpo 6 puede ser alterado por el nuevo dimensionamiento apropiado de las ventanas 168, 170.

El medio de deteccion de golpes 148 tambien incluye un medio de conmutacion 180 para detectar el movimiento del cuerpo 6 con respecto al chasis 4. El medio de conmutacion 180 incluye un primer y un segundo interruptor miniatura de accion rapida 180a, 180b (tambien conocido comunmente como 'micro interruptores') proporcionados en la cara inferior de la porcion trasera 150 del cuerpo 6 que, cuando el cuerpo 6 esta montado en el chasis 4, estan situados a ambos lados de un dispositivo de accionamiento 182 dispuesto en una parte central de la porcion trasera 146 del chasis 4. En esta forma de realizacion, el actuador 182 toma la forma de una cuna que tiene bordes delanteros en angulo para la activacion de los interruptores 180a, 180b. Si bien no se muestra en las figuras, los interruptores 180a, 180b estan interconectados con el medio de control del robot. La ubicacion de los interruptores 180a, 180b con respecto al actuador en forma de cuna 182 se muestra en la Figura 12; see tener en cuenta que los interruptores 180a, 180b se muestran en lmeas de puntos. Como se puede observar, los interruptores 180a, 180b estan posicionados de manera tal que sus brazos de activacion 183 esten posicionados directamente adyacente y a cada lado de los bordes delanteros en angulo del actuador en forma de cuna 182.

Los interruptores 180a, 180b se activan en circunstancias en las que el robot 2 choca con un obstaculo cuando el robot esta navegando alrededor de una habitacion en una tarea de limpieza. Tal instalacion de deteccion de golpes es deseable para una aspiradora autonoma, dado que los sistemas de deteccion y mapeo de tales robots pueden ser falibles y, algunas veces no detectan un obstaculo en el tiempo. Otros aspiradores roboticos operan en una metodologfa de 'rebote aleatorio' en el que un medio para detectar una colision es esencial. Por lo tanto, se necesita una instalacion de deteccion de golpes para detectar colisiones de manera tal que un robot pueda tomar una accion evasiva. Por ejemplo, el medio de control puede determinar simplemente invertir el robot y luego reanudar el movimiento hacia delante en una direccion diferente o, de manera alternativa detener el movimiento hacia adelante, girar 90° o 180° y luego reanudar el movimiento hacia delante una vez mas.

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La activacion de los interruptores 180a, 180b se explicara ahora con referencia a las Figuras 13a, 13b, 13c y 13d, las cuales muestran una representacion esquematica del chasis 4, el cuerpo 6 y el medio de deteccion de golpes en diferentes situaciones de golpes. En las siguientes figuras, las partes comunes con las figuras anteriores se designan con los mismos numeros de referencia.

La Figura 13a muestra las posiciones relativas del cuerpo 6, el chasis 4, el pasador de bulon 142, la abertura de pivote del cuerpo 140, los interruptores 180a, 180b y el actuador en forma de cuna 182 en una posicion de no colision. Como se puede ver, ninguno de los interruptores 180a, 180b se ha activado como se indica por la referencia 'X'.

La Figura 13b muestra el robot 2 en una colision con un obstaculo en la posicion 'muerto delante', como se indica por la flecha C. El cuerpo 6 es obligado a moverse hacia atras de manera lineal, es decir a lo largo de su eje longitudinal L y, en consecuencia, los dos interruptores 180a, 180b se mueven hacia atras con respecto al actuador en forma de cuna 182, para desencadenar de este modo los interruptores 180a, 180b sustancialmente al mismo tiempo como se indica por las marcas de verificacion.

De manera alternativa, si el robot 2 choca con un obstaculo en su lado derecho, como se indica por la flecha C en la Figura 13c, el cuerpo 6 sera provocado para oscilar alrededor del pasador de bulon 142 a la izquierda y, en estas circunstancias, los interruptores 180a, 180b se moveran a la izquierda con respecto al actuador 182 con el resultado de que el interruptor de mano derecha 180b se activa antes de la activacion del interruptor de mano izquierda 180a como se indica por la marca de verificacion para el interruptor 180b.

Por el contrario, si el robot 2 choca con un obstaculo en su lado izquierdo, como se indica por la flecha C en la Figura 13d, el cuerpo 6 sera provocado para oscilar a la derecha, en cuyo caso los interruptores 180a, 180b se moveran a la derecha con respecto al actuador 182, que por lo tanto desencadena el interruptor de mano izquierda 180a antes que el interruptor de mano derecha 180b como se indica por la marca de verificacion para el interruptor 180a.

Si bien en las colisiones de angulo oblicuo que se muestran en las Figuras 13c y 13d solo se muestra uno de los interruptores 180a, 180b como activado, se debe apreciar que una colision de este tipo tambien puede activar el otro de los interruptores, si bien a un tiempo mas tarde que el primer interruptor activado.

Dado que los interruptores 180a, 180b estan interconectados al medio de control del robot, el medio de control puede discernir la direccion de impacto por medio del monitoreo de la activacion de los interruptores 180a, 180b, y la temporizacion relativa entre los eventos de activacion de los interruptores.

Dado que el robot 2 es capaz de detectar colisiones por medio de la deteccion lineal relativo y el movimiento angular entre el cuerpo 6 y el chasis 4, la invencion evita la necesidad de montar una cascara para golpes en la parte delantera del robot como es comun con las aspiradoras roboticas conocidas. Las cascaras para golpes pueden ser fragiles y voluminosas, por lo que la invencion incrementa la robustez del robot y tambien hace posible una reduccion del tamano y la complejidad.

Para completar, la Figura 14 muestra de manera esquematica el medio de control del robot y sus interfaces con los componentes descritos con anterioridad. El medio de control en la forma de un controlador 200 incluye bandas de rodadura de control apropiados y la funcionalidad de procesamiento para procesar las senales recibidas de sus diversos sensores y para accionar el robot 2 de una manera adecuada. El controlador 200 se interconecta en el conjunto de sensores 82 del robot 2 por cuyo medio el robot recoge informacion sobre su entorno inmediato con el fin de mapear su entorno y planificar una ruta optima para la limpieza. Un modulo de memoria 201 se proporciona para que el controlador lleve a cabo su funcionalidad de procesamiento y se debe apreciar que el modulo de memoria 201 de manera alternativa podna estar integrado en el controlador 200 en lugar de ser un componente separado como se muestra en la presente memoria.

El controlador 200 tambien tiene entradas adecuadas a partir de la interfaz de usuario 204, el medio de deteccion de golpes 206 y el medio de deteccion de rotacion adecuado 208, tal como codificadores giratorios provistos en las unidades de traccion 20. Las entradas de alimentacion y de control se proporcionan a las unidades de traccion 20 desde el controlador 200 y tambien para el motor de aspiracion 210 y el motor de la barra de escobilla 212.

Finalmente, una entrada de potencia se proporciona al controlador 200 desde el paquete de batenas 214 y se proporciona un interfaz de carga 216 por cuyo medio el controlador 200 puede llevar a cabo la carga de la batena 214 cuando la tension de alimentacion de la batena ha cafdo por debajo de un umbral adecuado.

Son posibles muchas variaciones sin apartarse del concepto inventivo. Por ejemplo, si bien las unidades de traccion 20 se han descrito como que tienen una correa o banda de rodadura de caucho continua, la invencion tambien se podna llevar a cabo con una banda de rodadura o banda que comprende numerosas secciones discretas unidas entre sf para formar una cadena.

En la forma de realizacion anterior, el cuerpo 6 se ha descrito como capaz de moverse de manera lineal asf como tambien de manera angular alrededor del chasis. Sin embargo, se debe apreciar que este es tal que las colisiones

pueden ser detectadas a partir de un amplio intervalo de angulos y que la invencion reside tambien en un sistema de deteccion de golpes en el que el cuerpo se mueve de manera lineal o angular al chasis en lugar de una combinacion de tal movimiento.

El medio de deteccion se ha descrito como que comprende interruptores de accion rapida dispuestos a ambos lados 5 de un actuador en forma de cuna y que una disposicion de este tipo permite de manera conveniente que los interruptores se activen cuando el cuerpo se mueve linealmente (ambos interruptores activados de manera simultanea) o angularmente (un interruptor se activa antes que el otro).

Sin embargo, aquellos con experiencia en la materia apreciaran que otros mecanismos de conmutacion son posibles, por ejemplo, interruptores de contacto, tales como un interruptor de luz de puerta, o un interruptor de efecto 10 magnetico/Hall.

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   REIVINDICACIONES

   1. Una disposicion de accionamiento (20) para un robot movil que comprende una carcasa de accionamiento (90) adaptada para ser montada sobre un chasis (4) de un robot movil y que incluye un motor de accionamiento (100) conectado de manera operativa a un arbol de accionamiento (102) que se extiende desde la carcasa de accionamiento (90) a lo largo de un eje de accionamiento, un elemento de articulacion (92) montado de forma giratoria a la carcasa de accionamiento (90) alrededor de un eje de pivote, una primera rueda (94) soportada por el arbol de accionamiento (102), una segunda rueda (96) soportada por el elemento de articulacion (92), y un medio para la transmision del accionamiento desde la primera rueda (94) a la segunda rueda (96), caracterizada porque a lo largo de todo el intervalo de movimiento de rotacion del elemento de articulacion, una parte inferior de la primera rueda (94) esta adaptada para ser elevada por encima de una parte inferior de la segunda rueda (96).
2. 2. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 1, en la que el eje de pivote del elemento de articulacion (92) es coaxial con el eje de accionamiento del eje impulsor (102).
3. 3. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 1 o la Reivindicacion 2, en la que el medio para la transmision del accionamiento desde la primera rueda (94) a la segunda rueda (96) es una banda de rodadura flexible (98).
4. 4. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 3, en la que la banda de rodadura flexible (98) es una correa.
5. 5. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 3 o la Reivindicacion 4, en la que la banda de rodadura flexible (98) esta limitado alrededor de una superficie periferica exterior de la primera rueda (94) y una superficie de la segunda rueda (96).
6. 6. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 5, en la que la superficie de la segunda rueda (96) es una superficie periferica exterior de la misma, de manera que una porcion del banda de rodadura flexible (98) define una superficie de acoplamiento del piso.
7. 7. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera rueda (94) lleva una formacion dentada en una cara periferica exterior de la misma que es acoplable con una formacion complementaria formada en una superficie interior de la banda de rodadura flexible (98).
8. 8. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 7, en la que la segunda rueda (96) define una superficie de reborde extendido (96b), el diametro de la superficie de reborde es mayor que el diametro de la superficie periferica exterior de la segunda rueda (96).
9. 9. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 8, en la que la superficie de reborde extendido (96b) tiene un diametro igual o mayor que el diametro combinado de la segunda rueda (96) y la porcion adyacente de la banda de rodadura flexible (98).
10. 10. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 8 o la Reivindicacion 9, en la que la superficie de reborde extendido (96b) de la segunda rueda (96) lleva una formacion serrada.
11. 11. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera rueda (94) y la segunda rueda (96) estan adaptadas de manera tal que la porcion de la banda de rodadura (98) que se extiende entre la primera rueda (94) y la segunda rueda (96) y opuesta a una superficie del piso define un angulo oblicuo con la superficie del piso adyacente para proporcionar de este modo una superficie de escalada en rampa.
12. 12. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con la Reivindicacion 11, en la que el diametro de la segunda rueda (96) es mayor que el diametro de la primera rueda (94).
13. 13. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de articulacion (92) incluye un elemento de proteccion (132) que llena por lo menos parcialmente un volumen delimitado por la primera rueda (94), la segunda rueda (96) y la banda de rodadura flexible (98).
14. 14. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que ademas incluye un elemento de presion (118) dispuesto para empujar la segunda rueda (96) en contacto con una superficie del piso adyacente.
15. 15. La disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la que el motor de accionamiento (100) es un motor electrico.
16. 16. Un robot movil (2) que comprende un chasis (4) que incluye una disposicion de accionamiento (20) de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 15.