ES2692184T3 - Aparato autónomo de tratamiento de superficies - Google Patents

Abstract

Un aparato autónomo de tratamiento de superficies que comprende un chasis (4) que tiene una disposición de accionamiento y un sistema de control conectado operativamente a la disposición de accionamiento para permitir el control del aparato a través de una superficie a tratar, en el que la disposición de accionamiento comprende al menos una unidad de tracción (20), la o cada unidad de tracción (20) comprende una pista de aplicación a la superficie (98) limitada alrededor de una rueda delantera (94) y una rueda trasera (96) para definir una porción de pista que se extiende entre las ruedas delantera y trasera ( 94, 96) que está opuesta a la superficie del suelo, caracterizado porque la rueda delantera (94) y la rueda trasera (96) están dispuestas de manera que la porción de pista define una superficie de ascenso en rampa.

Description

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DESCRIPCION

Aparato autonomo de tratamiento de superficies Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un aparato autonomo de tratamiento de superficies, tal como un aspirador roboti- co movil, y tambien a una disposicion de accionamiento para una maquina de este tipo.

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 de cesped y la limpieza de suelos. La ultima decada ha sido testigo de avances particularmente rapidos en el campo de los dispositivos roboticos de limpieza de suelos, especialmente aspiradores, cuyo principal objetivo es navegar de forma autonoma y discreta por el hogar de los usuarios mientras limpia el suelo. La invencion se descri- bira en el contexto de un aspirador robotizado, pero tambien es aplicable en general a cualquier tipo de plataforma de robot movil, tal como los cortacespedes roboticos.

Comun a todos los robots moviles es el requisito de un sistema de accionamiento. En el contexto de los limpiadores roboticos de suelos, un enfoque popular es proporcionar al cuerpo del robot una rueda en cada lado, pudiendo ser accionada cada rueda de forma independiente. Por lo tanto, el robot puede moverse linealmente al ser accionadas ambas ruedas en la misma direccion a la misma velocidad o puede girar al variar la rotacion relativa de las ruedas. Accionar ambas ruedas en direccion opuesta permite que el robot gire en el acto. Un sistema de este tipo general- mente incluira tambien una tercera rueda colocada hacia la parte trasera del cuerpo del robot que actua como una rueda orientable, rodando pasivamente al mismo tiempo 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. Ejemplos de aspiradores roboticos 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 ha revelado mas arriba es su capacidad limitada para ascender sobre objetos, o incluso sobre o en objetos que cubren el suelo tales como cables o alfombras.

Un enfoque alternativo es equipar un limpiador autonomo de suelos con una disposicion de accionamiento con se- guimiento, como se muestra en la solicitud de patente europea numero EP1582132, US5507058 o CN101972128A. Una disposicion de este tipo tiende a mejorar el agarre debido a la zona de contacto mas grande inherente con una pista, por lo que puede ser mejor para superar obstaculos tales como alfombras y cables. Sin embargo, debido a la zona de contacto incrementada, el sistema de accionamiento del robot es mas susceptible al deslizamiento, lo cual es una desventaja porque introduce imprecisiones en el sistema de navegacion del robot.

Sumario de la invencion

En este contexto, la invencion proporciona un aparato autonomo de tratamiento de superficies que comprende un chasis que tiene una disposicion de accionamiento y un sistema de control en interfaz con la disposicion de accionamiento para permitir el control del aparato a traves de una superficie a tratar, en el que la disposicion de accionamiento comprende al menos una unidad de traccion, comprendiendo cada unidad de traccion una pista de aplicacion a la superficie limitada alrededor de una rueda delantera y una rueda trasera, estando dispuestas la rueda delantera y la rueda trasera de manera que una porcion de pista opuesta a la superficies del suelo y que se extiende entre las ruedas delantera y trasera define una superficie de ascenso en rampa.

Expresado de otra manera, la invencion reside en una disposicion de accionamiento para un robot movil que comprende una unidad de transmision para transmitir el accionamiento desde una unidad de motor a un arbol de accionamiento que se extiende desde la unidad de transmision a lo largo de un eje del arbol de accionamiento, un brazo de oscilacion acoplado a la unidad de transmision para oscilar angularmente alrededor de un eje del arbol de accionamiento, una rueda motriz montada en el arbol de accionamiento y una polea montada en una porcion del brazo de oscilacion alejada del arbol de accionamiento y que es rotativa alrededor de un eje paralelo al eje del arbol de accionamiento, una pista constrenida alrededor de la rueda motriz y de la polea, en el que la rueda motriz y la polea estan dispuestas de manera que la pista presenta una superficies de conduccion inclinada.

Esta superficie de ascenso en rampa con relacion a la superficie adyacente que se va a tratar mejora la capacidad del robot para ascender sobre imperfecciones en la superficie que se va a tratar, asf como sobre obstaculos eleva- dos tales como cables / cordones electricos o bordes de alfombras, por ejemplo. Ademas, debido a la porcion de la pista hacia adelante de la rueda trasera, que esta inclinada con relacion a la horizontal, se mantiene una pequena zona de contacto que proporciona un beneficio de maniobra, ya que no sufre el aumento de deslizamiento que se experimental si una porcion significativa de la pista estuviese en contacto con la superficie del suelo. Esto es particularmente cierto en superficies alfombradas en las que una zona de contacto alargada como la ejemplificada por configuraciones de pistas de tanque conocidas hace que sea diffcil para un robot girar en el acto. En contraste con

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esto, el robot movil de la invencion esta provisto de las ventajas de ascenso de una superficies de ascenso con pista y las ventajas de maniobra de una zona de contacto pequena de la misma manera que una rueda sencilla.

Con el fin de accionar las unidades de traccion, se puede proporcionar un motor que, en una realizacion, acciona la rueda delantera en respuesta a las ordenes del sistema de control. Sin embargo, se debe apreciar que la rueda trasera tambien puede ser la rueda accionada.

Por simplicidad y costo, el motor es un motor electrico y, mas espedficamente, es un motor de CC sin escobillas. Otras unidades de motor son posibles, tales como un motor hidraulico, aunque con un mayor costo y peso.

Aunque la rueda delantera puede ser accionada directamente por el motor, en la realizacion ejemplar se proporciona una unidad de transmision para transmitir el accionamiento desde el motor a la rueda delantera. Esto permite reducir la velocidad del motor mientras aumenta el par y asegura la precision del control.

La transmision tambien proporciona una porcion de montaje mediante la cual la unidad de traccion puede montarse en el chasis del aparato al mismo tiempo que proporciona un punto fijo sobre el cual un miembro de articulacion puede ser montado pivotantemente en un extremo y tener un segundo extremo en el que esta montada la rueda trasera. De esta manera, la rueda trasera puede oscilar angularmente alrededor del eje de accionamiento de la rueda delantera.

Cuando se desplaza sobre superficies rugosas, por ejemplo, una alfombra de pelo grueso, se requiere una traccion mejorada. De este manera, en una mejora de la disposicion de accionamiento, se proporcionan un medio de empuje en posicion intermedia entre la caja de transmision y el miembro de articulacion que impulsa la rueda trasera hacia la superficie a tratar. Por lo tanto, si se hace que el chasis se levante debido al contacto con un obstaculo o caractens- tica de la superficie, la rueda trasera sera forzada para que entre en contacto con la superficie, manteniendo por lo tanto una fuerte traccion.

Con el fin de evitar que los objetos ensucien las pistas, el miembro de articulacion puede incluir un miembro de guarda que llena al menos parcialmente un volumen limitado por la rueda delantera, la rueda trasera y las superficies internas de la pista. Esto reduce la probabilidad de que objetos tales como arenilla o piedras entren en el espa- cio entre la pista y las ruedas, mejorando la fiabilidad de las unidades de traccion.

Una mejora de la traccion adicional es proporcionada por la configuracion de la rueda trasera. La rueda trasera puede bordear la porcion adyacente y tener un diametro mayor que el de una superficies de aplicacion a la pista de la rueda trasera. Opcionalmente, la porcion de reborde puede extenderse a la misma posicion radial que la superficie exterior de la pista y puede estar provista de un perfil liso o serrado. En esta realizacion, puesto que la porcion de reborde se extiende en un radio comparable con el radio de la pista, en circunstancias en las que el robot se desplaza sobre una superficies blanda tal como una alfombra o moqueta, la pista tendera a hundirse en el pelo de la alfombra con lo que el borde serrado de la porcion de reborde tendera a aplicarse a la alfombra y proporcionara al robot una mayor traccion. Sin embargo, en superficies duras, solo la pista entrara en contacto con la superficie del suelo, lo que beneficiara la capacidad de maniobra del robot.

Aunque la invencion se aplica a robots moviles y aparatos autonomos de tratamiento de suelos en general, tiene una utilidad particular en aspiradores roboticos que comprenden un generador de flujo de aire para generar un flujo de aire entre una entrada de aire sucio y una salida de aire limpio, y un aparato de separacion dispuesto en la trayecto- ria del flujo de aire entre la entrada de aire sucio y la salida de aire limpio para separar la suciedad del flujo de aire.

Breve descripcion de los dibujos

Con el fin de que la invencion se comprenda mas facilmente, a continuacion se hara referencia, solo a manera de ejemplo, a los dibujos que se acompanan, en los que:

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

la figura 2 es una vista desde abajo del robot movil de la figura 1;

la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del robot movil de la invencion que muestra sus conjuntos principales;

la figura 4 es una vista en perspectiva delantera del chasis del robot movil;

las figuras 5a y 5b son vistas en perspectiva desde ambos lados de una unidad de traccion del robot movil;

la figura 6 es una vista lateral de la unidad de traccion de las figuras 5a y 5b y su orientacion con relacion a una superficie;

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la figura 7 es una vista en seccion de la unidad de traccion de la figura 6 a lo largo de

la figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la unidad de traccion

6;

la figura 9 es una vista lateral de la unidad de traccion de la figura 6, pero mostrada brazo de oscilacion;

la figura 10 es una vista delantero del chasis del robot movil; la figura 11 es una vista trasera del chasis del robot movil; la figura 12 es una vista desde abajo del cuerpo principal del robot movil; las figuras 13a, 13b, 13c y 13d son vistas esquematicas del robot en diversas condiciones de "choque"; y la figura 14 es una vista esquematica de los sistemas del robot movil.

Descripcion de las realizaciones

Con referencia a las figuras 1, 2, 3, 4 y 5 de los dibujos, un dispositivo autonomo de tratamiento de superficies en forma de un aspirador robotico 2 (en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue, "robot") comprende un cuerpo principal que tiene cuatro conjuntos principales: un chasis ( o placa de asiento) 4, un cuerpo 6 que es mantenido sobre el chasis 4, una cubierta exterior generalmente circular 8 que se puede montar en el chasis 4 y proporciona al robot 2 un perfil generalmente circular, y un aparato de separacion 10 que es mantenido sobre una parte delantera del cuerpo 6 y que sobresale a traves de un recorte 12 con forma complementaria de la cubierta exterior 8.

Para los fines de esta memoria descriptiva, los terminos "delantero" y "trasero" en el contexto del robot se usaran en el sentido de sus direcciones hacia adelante y hacia atras durante la operacion, estando situado el aparato de separacion 10 en la parte delantera del robot.. De manera similar, los terminos "izquierda" y "derecha" se usaran con referencia a la direccion del movimiento hacia adelante del robot. Como se apreciara en la figura 1, el cuerpo principal del robot 2 tiene la forma general de un cilindro circular relativamente corto, en gran medida por motivos de ma- niobrabilidad, y de esta manera tiene un eje cilmdrico "C" que se extiende sustancialmente verticalmente con respec- to a la superficie sobre la que el robot se desplaza. Por consiguiente, el eje cilmdrico C se extiende sustancialmente normal a un eje longitudinal del robot "L" que esta orientado en la direccion longitudinal del robot 2 y pasa a traves del centro del aparato de separacion 10. El diametro del cuerpo principal esta comprendido preferiblemente entre 200 mm y 300 mm, y mas preferiblemente entre 220 mm y 250 mm. Mas preferiblemente, el cuerpo principal tiene un diametro de 230 mm que se ha encontrado que es un compromiso particularmente efectivo entre la maniobrabili- dad y la eficacia de limpieza.

El chasis 4 soporta varios componentes del robot 2 y se fabrica preferiblemente de un material plastico moldeado por inyeccion de alta resistencia, tal como ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), aunque tambien podna estar hecho de metales apropiados tales como aluminio o acero, o materiales compuestos tales como un compuesto de fibra de carbono. Como se explicara, la funcion principal del chasis 4 es como plataforma de accionamiento y para soportar el aparato de limpieza para limpiar 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 tiene 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 y en dichos rebajes se puede montar una unidad de traccion respecti- va 20. Se hace notar 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 independientemen- te para permitir que el robot sea conducido en las direcciones hacia adelante y hacia atras, seguir un trayecto curva- do hacia la izquierda o derecha, o girar en el acto en cualquier direccion, dependiendo de la velocidad y direccion de rotacion de las unidades de traccion 20. Una disposicion de este tipo se conoce a veces como un accionamiento diferencial, y los detalles de las unidades de traccion 20 se describiran mas completamente mas adelante en la memoria descriptiva.

La porcion delantera relativamente estrecha 14 del chasis 4 se ensancha en la parte trasera 22 que incluye un cabe- zal de limpieza 24 que tiene una forma generalmente cilmdrica y que se extiende transversalmente a lo largo de sustancialmente toda la anchura del chasis 4 con relacion a su eje longitudinal "L".

Con referencia tambien a la figura 2, que muestra el lado inferior del robot 2, el cabezal de limpieza 24 define una abertura de aspiracion rectangular 26 que esta orientada hacia la superficie de soporte y hacia la cual se arrastra la suciedad y los desechos cuando el robot 2 esta funcionando. Una barra de cepillado alargada 28 esta contenida

la lmea A - A;

en las figuras 5a, 5b y

en tres posiciones del

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dentro del cabezal de limpieza 24 y es accionada por un motor electrico 30 a traves de un engranaje de reduccion y una disposicion de correa de transmision 32 de una manera convencional, aunque tambien se preven otras configu- raciones de transmision tales como una transmision unicamente engranada.

La parte inferior del chasis 4 presenta una seccion de placa de asiento alargada 25 que se extiende hacia delante de la abertura de aspiracion 26 definiendo una punta en rampa en su borde delantero. Una pluralidad de canales 33 (solo dos de los cuales estan etiquetados por brevedad) en la placa de asiento proporcionan trayectos para que el aire sucio sea arrastrado hacia la abertura de aspiracion 26. La parte inferior del chasis 4 tambien lleva una pluralidad (cuatro en la realizacion ilustrada) de ruedas pasivas o rodillos 31 que proporcionan puntos de apoyo adiciona- les para el chasis 4 cuando esta en reposo sobre una superficie de suelo o se mueve sobre la misma. Se debe ob- servar que los rodillos 31 soportan el chasis de manera que el lado inferior del mismo esta en una orientacion parale- la con respecto a la superficie del suelo. Ademas, aunque se prefieren las ruedas o los rodillos, tambien podnan ser realizados como puntos de soporte duros tales como patines o correderas.

En esta realizacion, el cabezal de limpieza 24 y el chasis 4 son un unico moldeado de plastico, por lo tanto el cabezal de limpieza 24 es integral con el chasis 4. Sin embargo, este no tiene que ser el caso y los dos componentes podnan estar separados, estando fijado de manera adecuada el cabezal de limpieza 24 al chasis 4 por medio de tornillos o una tecnica de union apropiada como sera evidente para el experto en la materia.

El cabezal de limpieza 24 tiene una primera y una segunda caras extremas 27, 29 que se extienden hasta el borde del chasis 4 y que estan en lmea con la cubierta 8 del robot. Considerado en perfil horizontal o plano como en las figuras 2 y 3, se puede ver que las caras extremas 27, 29 del cabezal de limpieza 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. La ventaja de esto es que el cabezal de limpieza 24 puede moverse extremadamente cerca de las paredes de una habitacion a medida que el robot se desplaza en un manera de "seguimiento de pared", por lo que puede limpiar hasta la pared. Ademas, puesto que las caras extremas 27, 29 del cabezal de limpieza 24 se extienden tan- gencialmente a ambos lados del robot 2, es capaz de limpiar directamente hasta una pared que se encuentre ya sea en el lado derecho o en el lado izquierdo del robot 2. Se debe hacer notar, tambien, que la capacidad beneficiosa de limpieza del borde se ve reforzada por las unidades de traccion 20 que estan situadas en el interior de la cubierta 8, y sustancialmente en el eje lateral "X", lo que significa que el robot puede maniobrar de tal forma que la cubierta 8 y, por lo tanto, tambien las caras extremas 27, 29 del cabezal de limpieza 24 estan casi en contacto con la pared durante una operacion de seguimiento de pared.

La suciedad arrastrada hacia la abertura de aspiracion 26 durante una operacion de limpieza sale del cabezal de limpieza 24 a traves de un conducto 34 que se extiende hacia arriba desde el cabezal de limpieza 24 y se curva hacia la parte delantera del chasis 4 en aproximadamente 90° de arco hasta que esta orientado hacia adelante. El conducto 34 termina en una boca rectangular 36 que tiene una disposicion de fuelle flexible 38 conformada para aplicarse a un conducto 42 de forma complementaria provisto en el cuerpo 6.

El conducto 42 esta provisto en una porcion delantera 46 del cuerpo 6, y se abre hacia un rebaje 50 semicilmdrico orientado hacia adelante que tiene una plataforma de base 48 generalmente circular. El rebaje 50 y la plataforma 48 proporcionan una porcion de acoplamiento en la que el aparato de separacion10 esta montado, en uso, y desde el cual se puede desaplicar con el proposito de vaciado.

Se debe hacer notar que en esta realizacion el aparato de separacion 10 consiste en un separador ciclonico tal como se describe en el documento WO2008/009886, cuyos contenidos se incorporan a la presente memoria descripti- va por referencia. La configuracion de tal aparato de separacion es bien conocida y no se describira mas aqrn, ex- cepto para decir que el aparato de separacion puede estar unido de manera retirable al cuerpo 6 mediante un meca- nismo adecuado tal como un medio de sujecion de liberacion rapida para permitir que el aparato 10 se pueda vaciar cuando este lleno La naturaleza del aparato de separacion 10 no es central para la invencion y el aparato de separacion ciclonico puede separar la suciedad del flujo de aire por otros medios que son conocidos en la tecnica, por ejemplo, una membrana de filtro, un filtro de caja porosa o alguna otra forma de aparato de separacion. Para reali- zaciones del aparato que no son aspiradores, el cuerpo puede albergar equipos que sean apropiados para la tarea realizada por la maquina. Por ejemplo, para una maquina pulidora de suelo, el cuerpo principal puede albergar un deposito para almacenar cera lfquida.

Cuando el aparato de separacion 10 se aplica en la porcion de acoplamiento 50, el conducto 42 recibe una entrada de aire sucio 52 del aparato de separacion 10 y el otro extremo del conducto 42 se puede conectar a la boca 36 del conducto de barra de cepillado 34, de tal manera que el conducto 42 transfiere el aire sucio del cabezal de limpieza 24 al aparato de separacion 10. El fuelle 38 proporciona a la boca 36 del conducto 34 un grado de resiliencia para que se pueda acoplar hermeticamente a la entrada de aire sucio 52 del aparato de separacion 10 a pesar de alguna desalineacion angular. Aunque se describe aqrn como un fuelle, el conducto 34 tambien podna estar provisto de un sello resiliente alternativo, tal como un sello de manguito de caucho flexible, para aplicarse a la entrada de aire sucio 52.

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El aire sucio es aspirado a traves del aparato de separacion 10 por un generador de flujo de aire que, en esta reali- zacion, es un motor y una unidad de ventilador accionados electricamente (no mostrados), que estan situados en un bastidor 60 del motor situado en el lado izquierdo del cuerpo 6. El bastidor 60 del motor incluye una boca de entrada curva 62 que se abre en la pared de forma cilmdrica de la porcion de acoplamiento 50 para coincidir con la curvatura cilmdrica del aparato de separacion 10. Aunque no se ve en la figura 4, el aparato de separacion 10 incluye una salida de aire limpio que se encuentra en coincidencia con la boca de entrada 62 cuando el aparato de separacion 10 esta aplicado en la porcion de acoplamiento 50. En uso, el motor de aspiracion puede funcionar para crear una presion baja en la region de la boca de entrada 62 del motor, extrayendo asf aire sucio a lo largo de una trayectoria de flujo de aire desde la abertura de aspiracion 26 del cabezal de limpieza 24, a traves del conducto 34 y del ducto 42 y a traves del aparato de separacion 10 desde la entrada de aire sucio 52 hasta la salida de aire limpio. A conti- nuacion, el aire limpio pasa a traves del bastidor 60 del motor y es expulsado desde la parte 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 fijada a ella en la figura 1. Puesto que el chasis 4 y el cuerpo 6 soportan la mayor parte de los componentes funcionales del robot, la cubierta 8 proporciona un forro eXterior que sirve en gran parte como una carcasa protectora y para soportar una interfaz de control 70 del usuario.

La cubierta 8 comprende una pared lateral 71 generalmente cilmdrica y una superficie superior plana 72 que proporciona un perfil sustancialmente circular que se corresponde al perfil plano del cuerpo 6, excepto por el recorte 12 parcialmente circular conformado para complementar la forma de la porcion de acoplamiento 50 y el aparato de separacion cilmdrico 10. Ademas, se puede ver 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 queda al ras con la cubierta 8 cuando esta montada sobre el cuerpo principal.

Como se puede ver particularmente claramente en las figuras 1 y 3, el recorte parcialmente circular 12 de la cubierta 8 y el rebaje semicilmdrico 50 en el cuerpo 6 proporcionan a la porcion de acoplamiento un compartimiento en forma de herradura que define dos lobulos o brazos sobresalientes 73 que flanquean cada lado del aparato de separacion 10 y dejan entre aproximadamente el 5% y el 40%, y preferentemente el 20%, del aparato 10 sobresaliendo 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 sobre el cuerpo principal del robot 2, lo que permite al usuario acceder rapidamente al aparato de separacion 10 con el proposito de vaciarlo.

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

En el borde superior de la pared lateral 71, la tapa 8 incluye un asa de transporte semicircular 76 que puede pivotar alrededor de dos resaltes 78 diametralmente opuestos entre una primera posicion replegada, en la que el asa 76 encaja en un rebaje de forma complementaria 80 sobre el borde periferico superior de la cubierta 8, y una posicion replegada en la que se extiende hacia arriba (que se muestra en lmeas de trazos en la figura 1). En la posicion replegada, el asa mantiene el perfil circular "limpio" de la cubierta 8 y no obstruye el uso durante el funcionamiento normal del robot 2. Ademas, en esta posicion, el asa sirve para bloquear una puerta de filtro trasero (no mostrada) del robot en una posicion cerrada que evita la extraccion accidental de la puerta del filtro cuando el robot 2 esta funcionando.

En funcionamiento, el robot 2 es capaz de propulsarse en su entorno de forma autonoma, alimentado por un paque- te de batenas recargable (no mostrado). Para lograr esto, el robot 2 incorpora un medio de control apropiado que esta en interfaz con el paquete de batenas, las unidades de traccion 20 y un conjunto de sensores apropiados 82 que comprende, por ejemplo, transmisores y receptores infrarrojos y ultrasonicos en los lados delanteros izquierdo y derecho del cuerpo 6. El conjunto de sensores 82 proporciona al medio de control informacion representativa de la distancia del robot a varias caractensticas en un entorno, y el tamano y la forma de las caractensticas. Ademas, el medio de control esta en interfaz con el motor del ventilador de aspiracion y el motor de la barra de cepillado para accionar y controlar estos componentes de manera apropiada. El medio de control es por lo tanto operable para controlar las unidades de traccion 20 con el fin de navegar el robot 2 alrededor de la habitacion que se va a limpiar. Se debe observarse que el procedimiento particular de operacion y navegacion del aspirador robotico no es fundamental para la invencion y que varios de tales procedimientos de control son conocidos en la tecnica. Por ejemplo, un procedimiento operativo particular se describe con mas detalle en el documento WO00/38025 en cuyo sistema de navegacion se usa un aparato de deteccion de luz. Esto permite que el limpiador se disponga a sf mismo en una habitacion identificando cuando los niveles de luz detectados por el aparato detector de luz son iguales o sustancialmente iguales a los niveles de luz detectados previamente por el aparato detector de luz.

Habiendo descrito el chasis 4, el cuerpo 6 y la cubierta 8, a continuacion se describiran con mas detalle las unidades de traccion 20 con referencia a las figuras 5 a 9 que muestran varias vistas en perspectiva, en seccion y en despiece ordenado de una unica unidad de traccion 20 para mayor claridad.

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En una vista en general, la unidad de traccion 20 comprende una caja de transmision 90, un miembro de articulacion 92 o brazo de oscilacion, ruedas de polea primera y segunda 94, 96 y una pista o correa continua 98 que esta res- tringida 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 de motor de entrada 100 que esta montado en un lado interior de un extremo de la caja de transmision 90, y un arbol 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 en la que esta montado el modulo de motor 100. El modulo de motor 100 en esta realizacion es un motor de corriente continua sin escobillas, puesto que un motor de este tipo es fiable y eficien- te, aunque esto no excluye el uso de otros tipos de motores, por ejemplo motores de corriente continua con escobillas, motores de paso a paso o incluso accionamientos hidraulicos. Como se ha mencionado, el modulo de motor 100 esta interconectado con el medio de control para recibir senales de potencia y de control y esta provisto de un conector electrico integrado 104 para este fin. El sistema de engranajes en esta realizacion es una disposicion de rueda de engranaje que reduce la velocidad del modulo de motor 100 al mismo tiempo que aumenta el par disponi- ble, ya que dicho sistema es fiable, compacto y ligero. Sin embargo, se preven otras disposiciones de engranajes dentro del contexto de la invencion, tales como una disposicion de correa o transmision hidraulica.

Por lo tanto, la unidad de traccion 20 reune las funciones de accionamiento, engranaje y aplicacion al suelo en una unidad auto - contenida e impulsada independientemente y se monta facilmente en el chasis 4 por medio de una pluralidad de elementos de sujecion 91 (cuatro elementos de sujecion en esta realizacion), por ejemplo tornillos o pernos, que son recibidos en las orejetas de montaje correspondientes 93 definidas alrededor del rebaje del chasis 4.

La unidad de traccion 20 se puede montar en el chasis de manera que la primera rueda de polea 94 se encuentre en una posicion delantera cuando el robot 2 se desplaza hacia delante. En esta realizacion, la rueda delantera 94 es la rueda accionada e incluye un orificio central 104 que puede ser recibido en el arbol de accionamiento 102 por medio de un ajuste a presion. La rueda delantera 94 tambien se puede denominar rueda motriz puesto que es la rueda accionada en el par. Con el fin de mejorar la transferencia de la fuerza de accionamiento desde el arbol de accionamiento 102 a la rueda delantera 94, el orificio central 104 de la rueda de polea puede estar enchavetado internamen- te para coincidir con una chaveta externa correspondiente en el arbol de accionamiento. Tambien se preven formas alternativas de asegurar la rueda de la polea al eje, tales como un clip circular ("circlip") unido al arbol.

El brazo de oscilacion 92 incluye un extremo conductor que esta montado en la caja de transmision 90 entre la mis- ma y la rueda delantera 94 y esta montado para pivotar alrededor del arbol de accionamiento 102. Un casquillo 106 situado en una abertura de montaje 108 del brazo de oscilacion 92 es recibido en una espiga 110 que sobresale hacia afuera de la caja de transmision 90 a traves de la cual sobresale el arbol de accionamiento 102. El casquillo 106 proporciona, por lo tanto, una superficie de apoyo intermedia entre la espiga 110 y el brazo de oscilacion 92 para permitir que el brazo de oscilacion 92 pivote suavemente y evite que se desplace con relacion a la caja de transmision 90. El casquillo 106 esta hecho preferiblemente de plasticos de ingeniena adecuados tales como poli- amida que proporciona la superficie de baja friccion requerida pero de alta resistencia. Sin embargo, el casquillo 106 tambien puede estar hecho de metal tal como aluminio, acero o aleaciones de los mismos, lo que tambien propor- cionana las caractensticas de friccion y resistencia necesarias.

Como se muestra en las vistas de montaje, el brazo de oscilacion 92 esta montado sobre la espiga 110 y la rueda delantera 94 esta montada en el arbol de accionamiento 102 fuera del extremo conductor del brazo de oscilacion 92. Una mangueta 112 esta encajada a presion en un orificio situado en el extremo opuesto o "de seguimiento" del bra- zo de oscilacion 92 y define un arbol de montaje para la rueda de polea trasera 96, o "rueda trasera" a lo largo de un eje de rotacion paralelo al eje del arbol de accionamiento 102. La rueda trasera 96 incluye un orificio central 113 en el que se recibe un casquillo de cojinete 114 en un ajuste a presion. El casquillo 114 es recibido sobre el eje 112 en un ajuste de deslizamiento de manera que el casquillo, y por lo tanto tambien la rueda trasera 96, son rotativos con respecto al brazo de oscilacion 92. Un anillo de retencion 116 asegura la rueda trasera al eje 112.

La correa o pista continua 98 proporciona la interfaz entre el robot 2 y la superficie del suelo y, en esta realizacion, es un material de caucho resistente que proporciona al robot un gran agarre a medida que el robot se desplaza sobre la superficie y negocia cambios en la textura y contornos de la superficie. Aunque no se muestra en las figuras, la correa 98 puede estar provista de un patron de banda de rodadura para aumentar la traccion sobre terreno irregular.

De manera similar, aunque no se muestra en las figuras, la superficie interna 98a de la correa 98 esta serrada o dentada para acoplarse con una formacion de dientes complementaria 94a dispuesta en la superficie circunferencial de la rueda delantera 94 que reduce la probabilidad de deslizamiento de la correa 98 sobre la rueda 94. En esta realizacion, la rueda trasera 96 no lleva una formacion de dientes complementaria, aunque esto podna proporcionar- se si se desea. Para protegerse de que la correa 98 se deslice fuera de la rueda trasera 96, se proporcionan unos labios circunferenciales 96a, 96b en sus bordes interior y exterior. En cuanto a la rueda delantera 94, se proporciona

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un labio circunferencial 94b solamente en su borde exterior ya que la correa 98 no se puede deslizar fuera del borde interior debido a la porcion adyacente del brazo de oscilacion 92.

Como se apreciara, el brazo de oscilacion 92 fija las ruedas delantera y trasera 94, 96 en una relacion separada y permite que la rueda trasera 96 oscile angularmente alrededor de la rueda delantera 94. Los lfmites maximos y mf- nimos del recorrido angular del brazo de oscilacion 92 estan definidos por elementos de tope superior e inferior opuestos 122a, 122b en forma de arco que sobresalen del lado de accionamiento de la caja de transmision 90. Un munon o pasador 124 que se extiende desde el lado interior del brazo de oscilacion 92 puede aplicarse a los topes 122a, 122b para delimitar el recorrido del brazo de oscilacion 92.

La unidad de traccion 20 tambien comprende medios de empuje del brazo de oscilacion en forma de un resorte helicoidal 118 que esta montado bajo tension entre un soporte de montaje 126 que se extiende hacia arriba desde la porcion delantera del brazo de oscilacion 92 y un pasador 128 que se proyecta desde la porcion trasera de la caja de transmision 90. El resorte 118 actua para empujar la rueda trasera 96 en aplicacion con la superficie del suelo, en uso, y esto mejora la traccion cuando el robot 2 esta negociando una superficie irregular tal como una alfombra de pelo grueso o trepando sobre obstaculos tales como cables electricos. La figura 9 muestra tres posiciones ejempla- res de la unidad de traccion 20 a lo largo del rango de movimiento del brazo de oscilacion 92.

En la realizacion ejemplar, cuando el robot 2 esta asentado sobre una superficie, el brazo de oscilacion 92 esta en su "posicion de desplazamiento mmimo" de manera que el pasador 124 se aplica al tope superior 122a y el resorte 118 actua en tension para presionar la rueda trasera 96 hacia abajo puramente para mejorar la traccion. Sin embargo, se debe apreciar que tambien se podna usar un resorte 118 mas fuerte de manera que el robot estana suspen- dido 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 suelo F cuando el robot 2 esta en reposo, y en cuya posicion el brazo de oscilacion 92 esta en su lfmite de recorrido mmimo, aplicandose el pasador 124 al tope superior 122a. En esta posicion, una porcion de la pista 98 alrededor de la rueda trasera 96 define un zona de contacto 130 con la superficie del suelo mientras que una porcion de la pista 98 delante de la zona de contacto y que se extiende hacia la rueda delantera esta inclinada con respecto a la superficie del suelo F debido al radio mas grande de la rueda trasera 96 en comparacion con la rueda delantera 94. Esto proporciona a la unidad de traccion 20 una superficie de ascenso en rampa que mejora la capacidad del robot 2 para escalar imper- fecciones en la superficie del suelo, asf como sobre obstaculos tales como cables / cordones electricos o bordes de alfombras, por ejemplo. Se debe observar que la superficie de ascenso en rampa se proporciona particularmente cuando la porcion inferior del chasis del robot esta en una orientacion paralela a la superficie sobre la que se despla- za y es soportada en esta orientacion por la pluralidad de rodillos 31.

Aunque en esta realizacion, la superficie inclinada de la pista es en gran parte el resultado de que la rueda trasera 96 tenga un diametro mayor que la rueda delantera 94, se debe apreciar que se obtendna un resultado comparable si las ruedas fueran del mismo diametro, pero el brazo de oscilacion 92 estuviese configurado para inclinarse mas fuertemente hacia abajo cuando se encuentra en la posicion de recorrido mmimo. Ademas, se debe observar que aunque el brazo de oscilacion 92 proporciona a la rueda trasera 96 la capacidad de empujar hacia abajo sobre la superficie del suelo cuando se desplaza sobre una variedad de terrenos, la superficie inclinada de la pista tambien podna estar provista de ruedas delanteras y trasera 94, 96 en posiciones fijas con relacion al chasis 4. Para propor- cionar la pista inclinada, la rueda trasera podna tener un diametro mayor que la rueda delantera. Alternativamente, o ademas, el eje central de la rueda trasera podna estar en un plano horizontal inferior en comparacion con el centro de la rueda delantera.

Ademas de la mejora en la capacidad de ascenso de la pista inclinada 98 en comparacion con una rueda simple, la unidad de traccion 20 mantiene una pequena zona de contacto 130 en virtud de su unica rueda trasera 96 que proporciona un beneficio de maniobra puesto que no sufre la extension del deslizamiento que se experimental si una porcion significativa de la pista 98 estuviera en contacto con la superficie del suelo.

Se proporciona una mejora adicional de la traccion por el labio exterior 96b de la rueda trasera 96 que se extiende radialmente hacia fuera mas alla del labio 96a en el lado interior de la rueda 96. Como se muestra claramente en la figura 6, el labio exterior 96b se extiende casi al mismo radio que la superficie exterior de la pista 98 y su borde esta provisto de una formacion dentada o serrada. Una ventaja de esto es que, en circunstancias en las que el robot se desplaza sobre una superficie blanda tal como una alfombra o moqueta, la pista 98 tendera a hundirse en los pelos de la alfombra por lo que el borde serrado del labio exterior 96b se aplicara a la alfombra y proporcionara al robot una mayor traccion. Sin embargo, en superficie duras, solo la pista 98 entrara en contacto con la superficie del suelo, lo que beneficiara la capacidad de maniobra del robot.

Una ventaja adicional es que la disposicion de pista proporciona la capacidad de ascender de una rueda individual mucho mas grande, pero sin la gran dimension, lo cual permite colocar la barra de cepillado muy cerca del eje lateral del robot, lo cual es importante para proporcionar una limpieza de la anchura total. Como se ve en esta realizacion, el eje de rotacion de la rueda trasera 96 esta sustancialmente alineado con el eje lateral del robot, lo que favorece la

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maniobrabilidad. El cabezal de limpieza puede colocarse muy cerca de las unidades de traccion 20, y en esta realizacion el eje del cabezal de limpieza esta separado aproximadamente 48 mm del eje lateral del robot, aunque se preve que una separacion de hasta 60 mm sena aceptable para minimizar la cantidad que el cabezal de limpieza se proyecta desde la envoltura exterior del cuerpo principal.

En una realizacion alternativa (no mostrada), la profundidad y el grosor del labio exterior 96b se incrementan de manera que la superficie del labio 96b se encuentra lado a lado con la superficie exterior de la pista 98 que rodea la rueda trasera 96, proporcionando en efecto una extension transversal de la superficie de la pista 98. Esto aumenta el area de la zona de contacto 130 tambien sobre superficie duras lo cual puede ser deseable en algunas circunstan- cias. En esta realizacion, se debe apreciar que la capacidad de ascenso tambien es retenida por la superficie incli- nada de la pista sin aumentar la zona de contacto en la direccion longitudinal de la pista 98.

Como se ha explicado, las unidades de traccion 20 del robot 2 proporcionan una capacidad mejorada para despla- zarse sobre alfombras y moquetas de pelo largo, y tambien para sortear obstaculos tales como cables electricos que descansan en el suelo y tambien pequenos escalones entre las superficie del suelo. Sin embargo, las unidades de accionamiento de tipo "oruga" pueden ser vulnerables a la entrada de residuos en el espacio entre las ruedas y la correa. Para protegerse de esto, el brazo de oscilacion 92 incluye ademas una porcion en forma de bloque elevado 132 que se extiende hacia fuera desde el brazo de oscilacion 92 en el espacio delimitado por las porciones opuestas de las ruedas delantera y trasera 94, 96 y la superficie interna de la pista 98. Las superficie laterales 132a, 132b, 132c, 132d del bloque de proteccion contra residuos 132 estan conformadas para asentarse cerca de las superficie adyacentes de las ruedas 94, 96 y de la correa 98, mientras que una superficie exterior 134 del bloque 132 termina aproximadamente en lmea con las caras exteriores de las ruedas 94, 96. El bloque 132 esta conformado, por lo tanto, para acomodar sustancialmente todo el volumen entre las ruedas 94, 96 y evitar asf que residuos tales como arenilla o piedras ensucien la disposicion de accionamiento. Aunque el bloque 132 podna ser solido, en esta realizacion el bloque 132 incluye aberturas 136 que reducen el peso del brazo elastico 92 y tambien su costo. Aunque el bloque 132 preferiblemente es integral con el brazo de oscilacion 92, tambien podna ser un componente separado fijado apropiadamente al brazo de oscilacion, por ejemplo por medio de grapas, tornillos o adhesivo. Opcionalmente, el bloque podna soportar un miembro de placa con forma similar la demarcacion definida por la correa. Esto reduci- na aun mas la probabilidad de entrada de suciedad en las disposiciones de accionamiento.

Haciendo referencia a continuacion a las figuras 10, 11 y 12, estas ilustran como el cuerpo 6 esta unido al chasis 4 para permitir el movimiento relativo de deslizamiento de uno con el otro y como este movimiento relativo es utilizado por el robot 2 para reunir informacion sobre colisiones con objetos en su trayecto.

Para permitir un movimiento relativo de deslizamiento entre el chasis 4 y el cuerpo 6, los medios de aplicacion delan- tero y trasero fijan el chasis 4 y el cuerpo 6 uno al otro de manera que no se puedan separar en la direccion vertical, es decir en una direccion normal a la longitudinal, eje L del robot 2, pero se les permite deslizarse uno con respecto al otro 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 aplicacion delantero incluye una abertura alargada 140 similar a una ranura situada en el centro con forma de pista / estadio oval o un cfrculo para - truncado que esta definido en la porcion delantera del cuerpo 6, espedfi- camente en una posicion central en la plataforma 48. Un miembro pivotante deslizable en forma de un pasador de gorron 142 es recibido a traves de la abertura e incluye una seccion de manguito 142a que se extiende una corta distancia por debajo de la abertura 140 y una brida superior 142b.

El medio de aplicacion tambien incluye una estructura complementaria en la porcion delantera del chasis 4 en forma de un rebaje con pared 144, que tambien tiene forma de pista / estadio para que se corresponda con la forma de la abertura 140 en la plataforma 48. El cuerpo 6 se puede montar en el chasis 4 de manera que la abertura 140 en el cuerpo 6 de la plataforma 140 se superponga al rebaje 144 en el chasis 4. El pasador de gorron 142 se asegura entonces al suelo del rebaje 144 por medio de un cierre mecanico adecuado tal como un tornillo; el pasador de gorron 142 se muestra en trazos en su posicion en el rebaje 144 de la figura 10. El cuerpo 6 esta por lo tanto unido al chasis 4 contra la separacion vertical. Sin embargo, puesto que el pasador de gorron 142 esta fijado de forma inmo- vil al chasis 4 mientras se mantiene deslizable en la abertura 140, el cuerpo 6 puede deslizarse con respecto al pasador de gorron 142 y puede pivotar angularmente 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 superficies de soporte para los rodillos 147 respectivos provistos en la porcion inferior del cuerpo 6 y, mas espedficamente, en la plataforma 48 a ambos lados de la abertura 140. Los rodillos 147 proporcionan soporte para el cuerpo 6 en el chasis 4 y promueven el movimiento de deslizamiento suave entre las dos partes y se mues- tran en forma de trazos en la figura 10.

El medio de aplicacion trasero restringe 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 ver que una porcion trasera 146 del

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chasis 4 detras del cabezal de limpieza 24 incluye un medio de deteccion de choques 148 que tambien sirve como un montaje seguro por medio del cual la porcion trasera 150 del cuerpo 6 esta conectada al chasis 4.

Cada lado del medio de deteccion de choques incluye un medio de soporte de cuerpo; ambos medios de soporte de cuerpo son identicos y, por lo tanto, solo uno sera descrito en detalle por brevedad. El medio de soporte del cuerpo comprende un miembro de soporte tubular 152 similar a un manguito que se asienta en un rebaje abombado 154 definido en el chasis 154. En esta realizacion, el rebaje abombado 154 se proporciona en una porcion de chasis retirable en forma de un miembro de placa 155 que esta fijado a traves de la porcion trasera 146 del chasis 4. Sin embargo, los rebajes 154 podnan ser igualmente una porcion integral del chasis 4.

Un resorte 156 esta conectado al chasis 154 en su extremo inferior y se extiende a traves del miembro de manguito 152, en el que el extremo del resorte termina en un ojal 158. El manguito 152 y el resorte 156 se aplican a un casqui- llo complementario 160 en la porcion inferior del cuerpo 6, dicho casquillo 160 incluye una pared elevada 160a con la que se situa el extremo superior del manguito 152 cuando el cuerpo 6 esta montado sobre el chasis 4. Cuando esta montado de esta manera, el resorte 156 se extiende dentro de una abertura central 162 en el casquillo 160 y el ojal 158 estan asegurado a un pasador de seguridad dentro del cuerpo 6. Se debe tener en cuenta que el pasador de seguridad no se muestra en las figuras, sino que puede ser cualquier pasador o punto de aseguramiento adecuado al que se pueda unir el resorte.

Puesto que los miembros de manguito de soporte 152 estan montados de forma movil entre el chasis 4 y el cuerpo 6, los miembros de manguito 152 pueden inclinarse en cualquier direccion que permita que el cuerpo 152 "se balan- cee" linealmente a lo largo del eje longitudinal "L" del robot, pero tambien para que la porcion trasera del cuerpo 6 oscile angularmente, pivotando alrededor del pasador de gorron 142 en aproximadamente 10 grados tal como esta restringido por el medio de aplicacion trasero, como se explicara a continuacion adicionalmente. En esta realizacion, los resortes 156 proporcionan una fuerza autocentrante a los miembros de manguito de soporte 152 que impulsan los miembros de manguito 152 a una posicion vertical, esta accion tambien proporciona una fuerza de reposicion para el sistema de deteccion de choques. En una realizacion alternativa (no mostrada), los miembros de manguito de soporte 152 podnan ser solidos, y podnan proporcionar una fuerza para "reposicionar" la posicion del cuerpo con respecto al chasis por medio de un mecanismo de empuje alternativo.

Aunque los miembros de manguito 152 permiten que el cuerpo 6 "se desplace" sobre el chasis 4 con una cierta cantidad de movimiento lateral, no conectan de forma segura la porcion trasera 150 del cuerpo 6 al chasis 4 contra la separacion vertical. Con este proposito, el medio de deteccion de choques 148 incluye unos elementos de grna primero y segundo en forma de postes o varillas 160, 162 provistos en el cuerpo 6 que se acoplan a los pasadores respectivos 164, 166 provistos en el chasis 4. Como se puede ver en la figura 12, los pasadores 164, 166 se extien- den a traves de las ventanas respectivas 168, 170 definidas en el elemento de placa 155 y son retenidos allf por una arandela respectiva 172, 174. Con el fin montar la porcion trasera 150 del cuerpo 6 en la porcion trasera 146 del chasis 4, los miembros de grna 160, 162 se ajustan a presion sobre los pasadores 164, 166 hasta que entran en contacto con sus arandelas respectivas 172, 174. El movimiento de la porcion trasera 150 del cuerpo 6 esta obligado por lo tanto a ajustarse a la forma de las ventanas 168, 170 de manera que las ventanas sirven como una pista de guiado. En esta realizacion, las ventanas 168, 170 son generalmente de forma triangular y, por lo tanto, esto permiti- ra que el cuerpo 6 se deslice linealmente con respecto al pasador de gorron 142 pero tambien oscile angularmente dentro de los lfmites de recorrido establecidos por las ventanas 168, 170. Sin embargo, se debe observar que el movimiento permitido del cuerpo 6 puede alterarse mediante la remodelacion apropiada de las ventanas 168, 170.

El medio de deteccion de choques 148 tambien incluye un medio de conmutacion 180 para detectar el movimiento del cuerpo 6 con relacion al chasis 4. El medio de conmutacion 180 incluyen unos interruptores en miniatura de accion rapida primero y segundo 180a, 180b (tambien conocidos comunmente como "micro interruptores") provistos en el lado inferior de la porcion trasera 150 del cuerpo 6 que, cuando el cuerpo 6 esta montado en el chasis 4, estan situados a cada lado de un actuador 182 provisto en una porcion central de la porcion trasera 146 del chasis 4. En esta realizacion, el actuador 182 toma la forma de una cuna que tiene bordes delanteros en angulo para activar los interruptores 180a, 180b. Aunque no se muestra en las figuras, los interruptores 180a, 180b estan en interfaz con el medio de control del robot. La situacion de los interruptores 180a, 180b con relacion al accionador en forma de cuna 182 se muestra en la figura 12; se hace notar que los interruptores 180a, 180b se muestran en lmeas de puntos. Como se puede ver, los interruptores 180a, 180b estan situados de manera que sus brazos de activacion 183 estan situados directamente adyacentes y a cada lado de los bordes delanteros en angulo del accionador en forma de cuna 182.

Los interruptores 180a, 180b se activan en circunstancias en las que el robot 2 colisiona con un obstaculo cuando el robot navega por una habitacion durante la tarea de limpieza. Tal instalacion de deteccion de choques es deseable para un aspirador autonomo ya que los sistemas de deteccion y mapeo de tales robots pueden ser falibles y algunas veces un obstaculo no se detectara a tiempo. Otros aspiradores roboticos operan con una metodologfa de "rebote aleatorio" en la que es esencial un medio para detectar una colision. Por lo tanto, se necesita una instalacion de deteccion de choques para detectar colisiones, de manera que un robot pueda tomar medidas evasivas. Por ejem- plo, el medio de control pueden determinar simplemente poner en marcha atras el robot y a continuacion reanudar el

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movimiento hacia delante en una direccion diferente o, alternativamente, detener el movimiento hacia adelante, girar 90° o 180° y a continuacion reanudar el movimiento hacia adelante una vez mas.

La activacion de los interruptores 180a, 180b se explicara a continuacion con referencia a las figuras 13a, 13b, 13c y 13d, que muestran una representacion esquematica del chasis 4, el cuerpo, 6 y el medio de deteccion de choques en diferentes situaciones de choques. En las siguientes figuras, se hace referencia a las porciones comunes con las figuras anteriores con los mismos numeros de referencia.

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

La figura 13b muestra el robot 2 en una colision con un obstaculo en la posicion de "marcha adelante", como se indica por la flecha C. Se hace que el cuerpo 6 retroceda linealmente, 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 accionador en forma de cuna 182, disparando de ese manera los interruptores 180a, 180b sustancialmente al mismo tiempo tal como esta indicado por las marcas de verificacion.

Alternativamente, si el robot 2 colisiona con un obstaculo en su lado derecho, como se indica por medio de la flecha C en la figura 13c, se hara que el cuerpo 6 oscile alrededor del pasador de gorron 142 hacia la izquierda y, en estas circunstancias, los interruptores 180a, 180b se moveran hacia la izquierda con respecto al accionador 182 con el resultado de que el interruptor del lado derecho 180b se activa antes de la activacion del interruptor del lado izquier- do 180a como se indica por medio de la marca de verificacion para el interruptor 180b.

Por el contrario, si el robot 2 colisiona con un obstaculo en su lado izquierdo, como se indica por medio de la flecha C en la figura 13d, se hara que el cuerpo 6 oscile hacia la derecha, y en estas circunstancias los interruptores 180a, 180b se moveran a la derecha con respecto al accionador 182, con el resultado de que el interruptor del lado izquierdo 180a se activa antes de la activacion del interruptor del lado derecho 180b como se indica por medio de la marca de verificacion para el interruptor 180a.

Aunque en las colisiones en el 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, aunque en un momento posterior al del primer interruptor activado.

Puesto los interruptores 180a, 180b estan en interfaz con el medio de control del robot, el medio de control pueden discernir la direccion del impacto controlando la activacion de los interruptores 180a, 180b, y la temporizacion relati- va entre los eventos de activacion de los interruptores.

Puesto que el robot 2 es capaz de detectar colisiones detectando movimientos lineales y angulares relativos entre el cuerpo 6 y el chasis 4, la invencion evita la necesidad de montar una proteccion contra choques en la porcion delan- tera del robot como es comun en los aspiradores roboticos conocidos. Las protecciones contra choques pueden ser fragiles y voluminosos, por lo que la invencion aumenta la robustez del robot y tambien permite una reduccion en tamano y complejidad.

Para completar, la figura 14 muestra esquematicamente el medio de control del robot y sus interfaces con los com- ponentes que se han descrito mas arriba. El medio de control en forma de un controlador 200 incluye una circuitena de control apropiada y una funcionalidad de procesamiento para procesar las senales recibidas de sus diversos sensores y para impulsar el robot 2 de una manera adecuada. El controlador 200 esta en interfaz con el conjunto de sensores 82 del robot 2 por lo que el robot recopila informacion sobre su entorno inmediato para mapear su entorno y planificar una ruta optima para la limpieza. Se proporciona un modulo de memoria 201 para que el controlador lleve a cabo su funcionalidad de procesamiento y se debe apreciar que el modulo de memoria 201 podna integrarse alternativamente en el controlador 200 en lugar de ser un componente separado como se muestra en la presente memoria descriptiva.

El controlador 200 tambien tiene entradas adecuadas desde la interfaz de usuario 204, el medio de deteccion de choques 206 y el medio de deteccion de rotacion 208 adecuados, tales como codificadores rotativos proporcionados en las unidades de traccion 20. Las entradas de potencia y de control son proporcionadas a las unidades de traccion 20 desde el controlador 200 y tambien al motor de aspiracion 210 y al motor de barra de cepillado 212.

Finalmente, se proporciona una entrada de potencia al controlador 200 desde el paquete de batenas 214 y se proporciona una interfaz de cargador 216 mediante la cual el controlador 200 puede llevar a cabo la carga del paquete de batenas 214 cuando el voltaje de suministro de la batena ha cafdo por debajo de un umbral adecuado.

Son posibles muchas variaciones sin apartarse del alcance de la invencion tal como se define en las reivindicacio- nes. Por ejemplo, aunque se ha descrito que las unidades de traccion 20 tienen una correa o pista continua de cau-

cho, la invencion tambien podna realizarse con una pista que comprendiese numerosas secciones discretas de pista o de banda de rodadura unidas entre sf para formar una cadena.

En la realizacion anterior, el cuerpo 6 se ha descrito como capaz de moverse tanto linealmente como angularmente alrededor del chasis. Sin embargo, se debe apreciar que esto es de tal manera que las colisiones se pueden detec- 5 tar desde una amplia gama de angulos y que la invencion reside tambien en un sistema de deteccion de choques en el que el cuerpo se mueve linealmente o angularmente con respecto al chasis en lugar de una combinacion de tales movimientos.

El medio de deteccion se ha descrito comprendiendo interruptores de accion rapida dispuestos a cada lado de un accionador en forma de cuna y que dicha disposicion permite que los interruptores se activen cuando el cuerpo se 10 mueve linealmente (ambos interruptores son activados simultaneamente) o angularmente (un interruptor es activado antes que el otro). Sin embargo, la persona experta apreciara que son posibles otros mecanismos de conmutacion, por ejemplo, interruptores sin contacto tales como un interruptor de salida de luz o un interruptor de efecto Hall / magnetico.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un aparato autonomo de tratamiento de superficies que comprende un chasis (4) que tiene una disposicion de accionamiento y un sistema de control conectado operativamente a la disposicion de accionamiento para permi- tir el control del aparato a traves de una superficie a tratar, en el que la disposicion de accionamiento comprende al menos una unidad de traccion (20), la o cada unidad de traccion (20) comprende una pista de aplicacion a la superficie (98) limitada alrededor de una rueda delantera (94) y una rueda trasera (96) para definir una porcion de pista que se extiende entre las ruedas delantera y trasera ( 94, 96) que esta opuesta a la superficie del suelo, caracterizado porque la rueda delantera (94) y la rueda trasera (96) estan dispuestas de manera que la porcion de pista define una superficie de ascenso en rampa.
2. 2. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 1, en el que la unidad de traccion (20) incluye una unica rueda trasera (96).
3. 3. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 1 o de la reivindicacion 2, en el que la rueda trasera (96) tiene un diametro mayor que el de la rueda delantera (94).
4. 4. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la disposicion de accionamiento incluye un motor (100) para accionar la rueda delantera (94) en respuesta a las or- denes del sistema de control.
5. 5. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 4, en el que el motor (100) es un motor electrico de corriente continua sin escobillas.
6. 6. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 4 o la reivindicacion 5, en el que la o cada unidad de traccion (20) comprende ademas una unidad de transmision que se extiende entre el motor (100) y la rueda delantera (94).
7. 7. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la rueda trasera (96) esta montada en un primer extremo de un miembro de articulacion (92) y en el que un segundo extremo del miembro de articulacion (92) es pivotable alrededor de un eje de la rueda delantera (94).
8. 8. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 7, en el que el miembro de articulacion (92) incluye un miembro de guarda (132) que llena al menos parcialmente un volumen delimitado por la rueda delantera (94), la rueda trasera (96) y la pista (98).
9. 9. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 7 o de la reivindicacion 8, cuando depen- de de la reivindicacion 6, en el que el miembro de articulacion (92) esta montado de forma pivotante en la unidad de transmision alrededor del eje de la rueda delantera, y en el que la unidad de transmision esta montada en el chasis (4).
10. 10. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 9, en el que se proporcionan medios de empuje entre la unidad de transmision y el miembro de articulacion (92) para empujar la rueda trasera (96) para que entre en contacto con la superficie a tratar.
11. 11. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la rueda trasera (96) incluye una cara de aplicacion a la pista y una porcion de reborde (96b) adyacente y que tiene un diametro mayor que la superficie de aplicacion a la pista.
12. 12. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 11, en el que la porcion de reborde (96b) se extiende a la misma posicion radial que la superficie exterior de la pista.
13. 13. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de la reivindicacion 11 o de la reivindicacion 12, en el que la porcion de reborde (96b) tiene un perfil serrado.
14. 14. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas un generador de flujo de aire para generar un flujo de aire entre una entrada de aire sucio y una salida de aire limpio, y un aparato de separacion (10) dispuesto en el trayecto de flujo de aire entre la entrada de aire sucio y la salida de aire limpio para separar la suciedad del flujo de aire.
15. 15. El aparato autonomo de tratamiento de superficies de cualquier reivindicacion precedente, en el que el chasis (4) incluye una disposicion de soporte que soporta el chasis (4) en una superficie de suelo en una orientacion generalmente paralela, y en el que la disposicion de soporte incluye ruedas, rodillos (31) o patines.