WO2013079334A1 - Verfahren zur bearbeitung einer textilen bodenfläche mittels eines bodenreinigungsgerätes sowie bodenreinigungsgerät - Google Patents

Verfahren zur bearbeitung einer textilen bodenfläche mittels eines bodenreinigungsgerätes sowie bodenreinigungsgerät Download PDF

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WO2013079334A1
WO2013079334A1 PCT/EP2012/072766 EP2012072766W WO2013079334A1 WO 2013079334 A1 WO2013079334 A1 WO 2013079334A1 EP 2012072766 W EP2012072766 W EP 2012072766W WO 2013079334 A1 WO2013079334 A1 WO 2013079334A1
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floor cleaning
cleaning device
floor
pile direction
sensor
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PCT/EP2012/072766
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Inventor
Thomas Popp
Original Assignee
Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Definitions

  • the invention relates to a method for processing a textile floor surface, in particular a high-pile carpet or carpet, with a self-propelled and self-steering floor cleaning device having a drive unit, a control unit for controlling the movement of the floor cleaning device and a floor cleaning unit with at least one electric motor driven cleaning brush.
  • the invention relates to a self-propelled and self-steering floor cleaning device for performing such a method, wherein the floor cleaning device comprises a drive unit, a control unit for controlling the movement of the floor cleaning device and a floor cleaning unit with at least one electric motor driven cleaning brush.
  • Textile floor surfaces can be subdivided into low pile or high pile carpets or carpets. It is for example from the DE
  • Object of the present invention is to provide a method and a floor cleaning device of the type mentioned, with the most thorough cleaning of the textile bottom surface is feasible.
  • This object is achieved in a generic method according to the invention in that detected by at least one sensor of a sensor unit of the floor cleaning device associated with a pile direction of the bottom surface sensor signal and transmitted to a Floridessangesglied the floor cleaning device, the Floridessappsglied based on the sensor signal, the pile direction of the bottom surface is determined and the bottom surface is processed in dependence on the determined pile direction.
  • fibers that are aligned along a certain preferred direction.
  • This preferred direction of the bottom surface is hereinafter referred to as "pile direction".
  • fibers also include self-contained fiber loops.
  • the fibers can be aligned along their lower fiber sections along the pile direction.
  • the fibers may be oriented anisotropically and in particular all may be laid in the same direction, especially the pile direction of the bottom surface.
  • the fibers can also assume any orientation relative to the pile direction at their free ends and in particular be distributed isotropically.
  • the use of at least one sensor of a sensor unit of the floor cleaning device is provided.
  • a sensor signal associated with the pile direction of the bottom surface can be detected and transmitted to a pile direction determining member of the floor cleaning appliance.
  • the pile direction determining member By means of the pile direction determining member, the pile direction of the floor surface to be processed can be determined and the floor surface can be processed as a function of the determined pile direction. This allows targeted editing of the floor area. For example, it is possible that the floor cleaning device is aligned relative to the bottom surface, that it is processed along the pile direction to effectively remove dirt particles from the pile, for which at the same time only a relatively small amount of energy is applied.
  • the cleaning brush is a brush roller
  • the cleaning brush can be rotated for this purpose about a rotational axis oriented transversely to the pile direction.
  • the floor cleaning device can be aligned relative to the floor surface so that the pile is cleaned transversely to the pile direction with the cleaning brush, wherein the axis of rotation of the cleaning brush is oriented parallel to the pile direction.
  • the floor cleaning device travels on the floor surface on the basis of a predeterminable pile direction detection path, processes the floor surface with the cleaning brush and detects the motor current of a drive motor of the cleaning brush in a path-dependent manner using a current sensor and a sensor signal relating to the pile direction detection element transmitted will be.
  • the floor cleaning device can be operated so that the cleaning brush is rotated at a constant speed, in response to a control by the control unit. The speed is maintained, for example, that the motor current of the drive motor of the cleaning brush is adjusted resistance dependent.
  • the resistance that the pile of the cleaning brush opposes the greater the angle between the cleaning bristles and the pile direction is (minimum when aligning the cleaning brush transversely to the pile direction and maximum when aligning the cleaning brush parallel to the pile direction).
  • the floor cleaning device is moved along an arcuate, in particular a circular arc-shaped pile direction detection path.
  • the floor cleaning device can move, for example, a semicircle or full circle and path-dependent capture the motor current.
  • the motor current is minimal when the floor cleaning device is aligned parallel to the pile direction and maximum when it is aligned perpendicular to the pile direction. As a result, the pile direction can be reliably determined.
  • the floor cleaning device is not curved, but is moved by another path.
  • the floor cleaning device can be moved according to a fan or radial path or according to a star path.
  • the section of the pile direction detection path at which the lowest motor current is measured can be regarded by the pile direction determining element as running along the pile direction and the pile direction can be determined therefrom.
  • a boundary edge of the bottom surface is detected using an edge detection sensor, a sensor signal relating to this is transmitted to the pile direction determining element and the course of the boundary edge is regarded by the pile direction determining element as aligned along the pile direction or transversely to the pile direction.
  • Such a variant of the method may prove advantageous, in particular for carpets, since carpet edges usually run along or across the pile direction.
  • the carpet edge forms a boundary edge of the textile bottom surface, which is detected by means of the edge detection sensor.
  • a related sensor signal can be evaluated by the pile direction determining member to the effect that it is assumed that the carpet edge is oriented parallel or transverse to the pile direction.
  • the pile direction can be reliably determined in a technically simple manner.
  • This method is also suitable for textile floor surfaces in the form of carpets that fill the entire floor surface of a room and can adjoin without gaps on the side walls of the room.
  • a floor or carpet strip can be detected by the edge detection sensor as a boundary edge of the textile floor surface, which is arranged on a side wall adjacent to the carpet floor.
  • the course of the boundary edge of the edge detection sensor can be technically easily detected and reliably assumed by the pile direction determining member that the pile direction is aligned longitudinally or transversely to the boundary edge.
  • the floor cleaning device is aligned at least in a first orientation along the boundary edge and in a second orientation transverse to the boundary edge, respectively processed the bottom surface with the cleaning brush and based on a current sensor of the motor current of a drive motor cleaning brush detected orientation dependent and transmit a related sensor signal to the Floridessunsglied.
  • the pile direction determining member can determine whether the boundary edge extends along the pile direction or transversely thereto. It is advantageous if a radiation sensor is used as edge detection sensor and the course of the boundary edge is detected without contact. This makes it technically easy to detect the course of the boundary edge.
  • the radiation sensor may be, for example, a sensor which is sensitive in the visible light range or in the infrared light range.
  • the radiation sensor is a camera, in particular a digital camera.
  • a radiation sensor and an ultrasonic sensor can be used, for example, to determine distances of the floor cleaning device from a side wall of the bottom surface and to deduce the course of the boundary edge as floor or carpet strip.
  • an acceleration sensor is used as the edge detection sensor and the course of the boundary edge is detected by passing it over with the floor cleaning device.
  • the floor cleaning device can be moved over the floor surface and unevenness thereof can be detected by means of the acceleration sensor.
  • Unevenness can be, in particular, carpet edges, which can be interpreted by the floor cleaning appliance as boundary edges of the carpet and interpreted as being aligned longitudinally or transversely to the direction of the pile.
  • control unit drives the drive unit to rotate the floor cleaning device relative to the bottom surface, determined by Radencodern the number of revolutions of drive wheels and is calculated by a computing device based on the Radencodersignale a rotation angle of the floor cleaning device that independently detected by means of a rotation sensor, the rotation angle of the floor cleaning device and a related sensor signal is transmitted to the computing element, and that the computing element based on a difference in the rotation angle determines the wheel slip of the drive wheels and radschupfin depending on the Floridessarsglied the Florrich- is determined.
  • the drive wheels of the floor cleaning appliance are subject to slippage, which is the greater the smaller the angle between the longitudinal direction of the floor cleaning appliance and the pile direction.
  • the slip of the drive wheels is correspondingly greater when they rotate in the pile direction than when they rotate transversely to the pile direction.
  • the number of revolutions that can be detected by means of the Radencoder can be used by the computing element to determine a rotation angle of the floor cleaning device relative to the bottom surface.
  • independent measurement can be detected by means of a rotary sensor, such as a gyroscope, the rotation angle of the floor cleaning device and transmitted to the computing element. If the computing element detects a difference between the angles of rotation, the slip of the drive wheels can be determined. From the amount of wheel slip, the pile direction determining member can derive whether the drive wheels are aligned longitudinally or transversely to the pile direction and thereby determine the pile direction.
  • the pile direction determining member determines the pile direction on the basis of different determination methods and the results are checked for their plausibility and for conformity. As a result, the pile direction can be determined in a more reliable manner. In particular, it is possible to determine the pile direction according to one of the preceding methods.
  • the floor cleaning device may have a storage member in which a map of the floor space or the room is stored.
  • a map of the floor surface or the room is created by the floor cleaning device itself, for example, based on landmarks that the floor cleaning device by means of one or more Sensors are recorded and entered as characteristic points in the map.
  • the position of the floor cleaning device is determined based on a localization member relative to the bottom surface and the pile direction of the bottom surface is stored position-dependent in a storage member. If, for example, it is determined when determining the pile direction that different segments of the bottom surface have a different pile direction, this can be stored and taken into account when processing the bottom surface. The process proves to be adaptable and versatile.
  • bottom surface segments which differ with respect to their pile direction, are processed differently by the floor cleaning device as a function of the determined, floor surface segment-dependent pile direction.
  • the floor surface can be processed as required and targeted and in particular cleaned.
  • the floor surface is cleaned as a function of the determined pile direction on the basis of a predefinable cleaning path.
  • the floor area can be cleaned in parallel and / or antiparallel and / or transversely to the pile direction by means of the floor cleaning appliance.
  • the pile In a parallel and / or anti-parallel direction of movement of the floor cleaning device, the pile can be reliably freed from dirt particles, at the same time a relatively low power to drive the cleaning brush is to provide.
  • the floor cleaning device can be moved transversely to the pile direction and the bottom surface to be cleaned across the pile direction to remove any remaining dirt particles also from the pile.
  • the fibers of the bottom surface are aligned by the floor cleaning appliance by means of the cleaning brush on the basis of a predeterminable pattern as a function of the determined pile direction.
  • This can be provided, for example, if the actual cleaning of the floor surface takes place on the basis of a random cleaning path in which the floor cleaning device travels "on collision" over the floor surface or if the floor surface is cleaned in segments by cleaning patterns whose cleaning paths have no relation to the determined pile direction , For example, according to a method described in DE 10 2004 004 505 B9.
  • the floor surface can be given an attractive look.
  • the bottom surface is cleaned on the basis of a cleaning path predetermined as a function of the pile direction.
  • the fibers can first all uniform in one direction, especially the pile direction, be transferred. Subsequently, the fibers can be allocated in a position-dependent manner in regions such that e.g. the word "CLEANED" appears on the floor surface.
  • the invention also relates to a floor cleaning device for carrying out the method mentioned.
  • the floor cleaning appliance comprises a sensor unit with at least one sensor with which a sensor signal linked to a pile direction of the floor surface to be processed can be detected, and a pile direction determining member to which the sensor signal can be transmitted and from which of the sensor signal, the pile direction of the bottom surface can be determined, and that the bottom surface of the floor cleaning device in response to the determined pile direction is editable.
  • the floor cleaning appliance has wheel encoders which are each assigned to a drive wheel for determining the number of revolutions of the respective drive wheel. As a result, the distance traveled by the floor cleaning device and / or changes in direction can be determined. This makes it possible, in particular, to plan, execute and control movements of the floor cleaning appliance relative to the floor area, especially along predefined floor duct detection paths.
  • the floor cleaning device comprises a computing element for determining a rotation angle of the floor cleaning device relative to the bottom surface by means of Radencodersignalen, and a rotation sensor with which independent of the rotation angle of the floor cleaning device relative to the bottom surface detectable and a related signal to the computing element is transferable, and if, based on a difference of the rotation angle, the wheel slip of the drive wheels can be determined by the computing element and the pile direction can be determined as a function of wheel slip dependent on the pile direction determination element.
  • the slip of the drive wheels depends on their orientation relative to the pile direction. Due to the two independent determinations of the angle of rotation of the floor cleaning device relative to the bottom surface, the amount of wheel slip can be calculated and the pile direction can be determined by the pile direction determination member wheel slip-dependent.
  • the sensor unit has a current sensor associated with a drive motor of the cleaning brush for detecting the motor current and providing a relevant sensor signal to the pile direction determining element.
  • the pile direction determining member can determine the pile direction. This has already been explained above.
  • the sensor unit advantageously comprises at least one edge detection sensor for detecting the course of a boundary edge of the bottom surface and providing a relevant sensor signal to the pile direction determining member. This has already been discussed earlier.
  • the edge detection sensor is a radiation sensor for non-contact detection of the course of the boundary edge.
  • the radiation sensor is a sensor that is sensitive in the range of visible light or infrared light.
  • the radiation sensor may also be an ultrasonic sensor.
  • an edge detection sensor in the form of an acceleration sensor may be provided for detecting the course of the boundary edge when passing over by means of the floor cleaning device.
  • the floor cleaning device may comprise navigation sensors. These may include, for example, optical sensors, infrared sensors, ultrasonic sensors, shock or contact sensors which provide sensor signals by means of which the floor cleaning device can create a map of the floor surface or of the room. A map of the bottom surface or of the room can also be stored or storable in a storage member of the floor cleaning appliance.
  • the floor cleaning device has a locating member for determining the position of the floor cleaning device relative to the bottom surface and a storage member for position-dependent storage of the pile direction.
  • a locating member for determining the position of the floor cleaning device relative to the bottom surface
  • a storage member for position-dependent storage of the pile direction.
  • the floor cleaning device comprises a storage member for storing cleaning paths, by means of which the floor surface can be cleaned in dependence on the determined pile direction and / or for storing patterns, by means of which the fibers of the floor surface can be transferred by the floor cleaning appliance as a function of the determined pile direction.
  • a storage member for storing cleaning paths, by means of which the floor surface can be cleaned in dependence on the determined pile direction and / or for storing patterns, by means of which the fibers of the floor surface can be transferred by the floor cleaning appliance as a function of the determined pile direction.
  • Figure 1 a side view of a floor cleaning device according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged schematic representation of detail A in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of the floor cleaning appliance from FIG. 1;
  • FIG. 4 a floor surface to be cleaned in the form of a carpet and, schematically, the floor cleaning appliance of FIG. 1 located thereon in plan view and FIG
  • Figure 5 a representation corresponding to Figure 4, wherein the floor cleaning device is positioned on a carpet.
  • FIG. 1 shows a side view of a preferred embodiment of a floor cleaning appliance 10 according to the invention.
  • the floor cleaning appliance 10 is designed as a mobile, self-propelled and self-steering cleaning robot 12 with which a floor surface 14 can be autonomously processed and, in particular, cleaned.
  • the bottom surface 14 is a textile bottom surface, in particular a deep pile bottom surface, for example in the form of a high-pile carpet 16 (FIG. 4) or a carpet 18 (FIG. 5).
  • the cleaning robot 12 comprises a chassis 20 which has two drive wheels 21 and 22 which can be rotated about a common axis of rotation.
  • the drive wheels 21 and 22 are associated with drive motors 23 and 24, with which they are coupled via motor shafts 25 and 26 respectively.
  • the drive motors 23 and 24 are electrically connected to an electronic control unit 27 of the cleaning robot 12 and can be controlled by this via control lines 28 and 29 respectively.
  • the drive wheels 21, 22 and the drive motors 23 and 24 and the associated motor shafts 25, 26 together form a drive unit 30 of the cleaning robot 12.
  • the cleaning robot 12 can be moved in a straight line or in curves over the bottom surface 14, wherein it can be rotated on the spot by the drive wheels 21 and 22 are driven in opposite directions.
  • the motor shafts 25, 26 are assigned Radencoder 31 and 32, with which the number of revolutions of the motor shafts 25 and 26 and thus the drive wheels 21 and 22 can be detected. Via signal lines 33 and 34, signals of the Radencoder 31 and 32 of the control unit 27 can be supplied for evaluation.
  • the cleaning robot 12 further comprises a floor cleaning unit 35 with a cleaning brush 36.
  • the cleaning brush 36 is rotationally driven about a rotation axis 37, which is aligned transversely to a longitudinal direction 38, wherein the longitudinal direction 38 at the same time corresponds to a main direction of movement of the cleaning robot 12.
  • the floor cleaning unit 35 has an electromagnetic drive motor 39, which is coupled to the cleaning brush 36 via a motor shaft 40.
  • the drive motor 39 is from the control unit 27 via an electrical control line
  • the dirt particles can be supplied to a dirt container 44 of the cleaning robot 12.
  • Supporting the floor cleaning unit 35 may include for this purpose a preferably controllable by the control unit 27 suction unit.
  • the drive motor 39 is associated with a current sensor 45, with which the motor current of the drive motor 39 detected and the control unit 27 can be transmitted via a signal line 46.
  • the current sensor 45 as well as the Radencoder 31 and 32 belong to a sensor unit 47 of the cleaning robot 12, which may include other sensors.
  • the sensor unit 47 comprises sensors for edge detection, for example a radiation sensor 48, which in the present case is a radiation sensor sensitive to electromagnetic radiation, in particular in the region of visible light, for example in the form of a digital camera.
  • the sensor unit 47 comprises a rotation sensor 49, for example in the form of a gyroscope.
  • the reference numeral 50 further sensors may be present, for example, one or more acceleration sensors, infrared sensors, ultrasonic sensors or obstacle sensors. Via corresponding signal lines, which in the present case are symbolized by only one signal line 51, the signals of the sensors 48 to 50 of the control unit 27 can be provided.
  • the cleaning robot 12 can create a map of the floor surface 14 to be cleaned and a space 52 (FIGS. 4 and 5) in which the floor surface 14 is located.
  • the card can be stored in a memory member 53 of the control unit 27, wherein it can also be provided that an operator already provides the cleaning robot 12 with a card in the memory member 53, without having to first create it by the cleaning robot 12.
  • the cleaning robot 12 Based on the signals of the sensor unit 47 and taking into account a stored in the memory element 53 map of the bottom surface 14 or the space 52, the cleaning robot 12 can determine its position relative to the bottom surface 14 and 52 in space. For this purpose, a localization element 54 is present in the control unit 27. Beyond the position of the cleaning robot 12 also its orientation can be determined. This too is known per se and is therefore not explained in detail here.
  • the bottom surface 14 in the present case is a textile deep-pile bottom surface with relatively long carpet fibers 55, which together form the pile 43 of the bottom surface 14.
  • Textile bottom surfaces 14, in particular a high-pile carpet 16 or carpet 18, in practice comprise fibers 55, which have a preferred direction due to the respective manufacturing process, such as weaving or knitting process. This preferred direction is referred to herein as the pile direction 57.
  • the fibers 55 are aligned along the pile direction 57, in particular in the region of their lower ends, which faces a carrier 16 of the bottom surface 14.
  • the free ends of the fibers 55 in contrast, can be fully or partially oriented isotropically or anisotropically and accordingly point in different directions, depending on how, for example, the bottom surface 14 is committed, used or processed.
  • the fibers 55 for example, with the cleaning brush 36, they can be aligned along the pile direction 57.
  • the cleaning robot 12 is characterized in particular in that the pile direction 57 of the bottom surface 14 can be determined and the bottom surface 14 can be processed as a function of the determined pile direction.
  • the control unit 27 has a sheet orientation determining element 58, abbreviated hereafter to "determining element 58". called.
  • the pile direction 57 can be determined as a function of information which is transmitted to the control unit 27 on the basis of the signals of the sensor unit 47.
  • the cleaning robot 12 may, for example, carry out the following method:
  • the cleaning robot 12 is positioned by an operator on the floor surface 14 or autonomously moves there.
  • the starting position of the cleaning robot 12 relative to the bottom surface 14 is shown in FIGS. 4 and 5 by the solid contour of the cleaning robot 12.
  • the longitudinal direction 38 may well be oriented at an angle relative to the pile direction 57.
  • the control unit 27 controls the drive unit 30 such that the cleaning robot 12 is moved on the floor surface 14 along a predefinable pile direction detection path 59.
  • the pile direction detection path 59 is curved, in particular a semicircle, which the cleaning robot 12 moves along.
  • the cleaning robot 12 assumes a position relative to the bottom surface 14, which is shown in FIGS. 4 and 5 by a dashed contour of the cleaning robot 12.
  • the current sensor 45 detects the motor current of the cleaning brush drive motor 39, which is operated at a constant speed.
  • the motor current is resistance-dependent, whereby the greater the angle between the longitudinal direction 38 and the pile direction 57, the greater the resistance which the pile 43 opposes to the cleaning brush 36. If the axis of rotation 37 is accordingly aligned transversely to the pile direction 57, the resistance of the pile 43 and thus the motor current is minimal. In contrast, the resistance and thus the motor current is maximum when the axis of rotation 37 is aligned parallel to the pile direction 57.
  • the control unit 27 path-dependent can be provided via the signal line 46.
  • This signal is evaluated by the determiner 58 to where it has a maximum and where it has a minimum. Based on the position of the maximum along the pile direction detection path 59, the determination member 58 can determine that at this point the cleaning robot 12 is aligned transversely to the pile direction 57. Similarly, the cleaning robot 12 is aligned at a point of the pile direction detection path 59 along the pile direction 57 when the motor current signal has a minimum.
  • a different pile direction detection path could also be passed through by the cleaning robot 12, for example a full circle. It is also possible a fan-shaped ride or a star-shaped ride, in which the cleaning robot 12 sequentially individual "rays" of the fan or the star moves and determines when driving along which beam, the motor current is minimal or maximum. In this way, the determination member 58 can determine the pile direction 57.
  • different pile direction detection paths may be stored variably, in particular.
  • the pile direction 57 can also be determined in the manner explained below:
  • the radiation sensor 48 By means of the radiation sensor 48, in particular in the form of a digital camera, images of the bottom surface 14 and its boundary can be recorded, which are in particular walls 60 of the space 52.
  • the respective area viewed by the radiation sensor 48 is in the Figures 4 and 5 shown by dash-dotted lines 61 limited.
  • the sensor signal of the radiation sensor 48 specifically an optical image, can be provided to the control unit 27 via the signal line 51.
  • the radiation sensor 48 can detect a boundary edge 62.
  • the boundary edge 62 is a carpet edge 63.
  • the course of the carpet edge 63 can be analyzed by means of the determiner 58 and it is assumed by the determination member 58 that the carpet edge 63 is either along the pile direction 57 is aligned or transverse to this.
  • control unit 27 can actuate the drive unit 30 in such a way that the longitudinal direction 38 is aligned parallel to the carpet edge 63 and to the carpet edge 63. In both cases, the control unit 27 can activate the drive motor 39 of the cleaning brush 36 and, depending on the orientation, detect the motor current by means of the current sensor 45. This allows the determining member 58 to determine whether the pile direction 57 is aligned parallel or transverse to the carpet edge 63, wherein the pile direction 57 in the example of Figure 4 is parallel to the carpet edge 63.
  • the above method can also be carried out in the case of the carpet 18 shown in FIG.
  • a boundary edge 62 can be viewed by the investigator 58, for example, a carpet or skirting board 64 which surrounds the bottom surface 14 and is attached to the wall 60.
  • the skirting board 64 can be detected by means of the radiation sensor 48 and its course can be determined by the determination member 58.
  • the investigator 58 may assume that the carpet 18 is laid so that the pile direction 57 is aligned either longitudinally or transversely to the skirting 64.
  • the cleaning robot 12 can, as explained above, be aligned in two orientations relative to the floor molding 64, oriented toward orientation. the motor current of the drive motor 39 is determined and the pile direction 57 determined therefrom.
  • the course of the carpet edge 63 in the example shown in FIG. 4 can alternatively or additionally also be determined by one of the sensors 50 being an edge detection sensor in the form of an acceleration sensor with which unevenness in the floor can be detected.
  • the cleaning robot 12 can be moved in the space 52. If the acceleration sensor 50 detects a shock as a result of the carpet edge 63, a corresponding signal can be provided to the control unit 27 and the course of the carpet edge 63 calculated by the determination member 58. The subsequent determination of the pile direction 57 takes place as explained above.
  • the pile direction 57 can also be determined as follows:
  • the control unit 27 can control the drive unit 30 such that the cleaning robot 12 is rotated on the floor surface 14 about a vertical axis 65. Meanwhile, the wheel encoders 31 and 32 detect the number of revolutions of the drive wheels 21 and 22, respectively, and transmit corresponding sensor signals to the control unit 27. The sensor signals can be supplied to a computing element 66 of the control unit 27.
  • the rotation of the cleaning robot 12 can be detected by means of the rotation sensor 49 and a related sensor signal of the control unit 27 can be provided via the control line 51, which is likewise transmitted to the computing element 66.
  • the computing element 66 can determine whether there is a difference between the signals of the Radencoder 31 and 32 on the one hand and the rotation sensor 49 on the other hand.
  • the computing element 66 can determine the rotational angle-dependent slip of the drive wheels 21 and 22 and provide the determination element 58 with relevant information. Based on this information, it is possible for the determination member 58 to determine the pile direction 57.
  • the cleaning robot 12 performs more than just one of the methods presented here for determining the pile direction 57 and checks the respectively determined pile directions 57 for consistency and the results with regard to their plausibility.
  • the cleaning robot 12 cleans the bottom surface 14 on the basis of a predefinable cleaning path.
  • the cleaning paths can in particular be stored changeable in the storage member 53.
  • the bottom surface is first cleaned in parallel and / or in anti-parallel to the pile direction 57 in order to effectively remove dirt particles from the pile 43 by means of the cleaning brush 36.
  • the bottom surface 14 can be processed so that it is cleaned transversely to the pile direction 57 by means of the cleaning brush 36 to also remove remaining dirt particles from the pile 43.
  • the cleaning robot 12 determines that, unlike the examples shown in FIGS. 4 and 5, there are bottom surface segments of the bottom surface 14 which differ with respect to their pile direction 57.
  • the cleaning robot 12 can determine the individual floor surface segments by means of its position on the basis of the localization member 54 and store the pile direction 57 in a position-dependent manner in the storage element 53. On the basis of this information, the individual floor surface segments can be processed differently by the cleaning robot 12, for example.
  • the cleaning robot 12 can be moved on the basis of the pattern over the bottom surface 14, that the fibers 55 are folded according to the orientation of the axis of rotation 37 and thus in the direction of rotation of the cleaning brush 36 according to the predetermined pattern.
  • the fibers can all be uniformly transferred in the same direction.
  • the fibers 55 may initially be uniform in one direction, about the pile direction 57, be folded and then partially folded so that z. For example, the word "CLEANED" appears on the floor surface.
  • This alignment of the fibers 55 according to a predeterminable pattern is of course also possible if the bottom surface 14 is cleaned according to a predefinable cleaning path.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer textilen Bodenfläche, insbesondere eines hochflorigen Teppichs oder Teppichbodens, mit einem selbstfahrenden und selbstlenkenden Bodenreinigungsgerät, das eine Antriebseinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung des Bodenreinigungsgerätes und eine Bodenreinigungseinheit mit mindestens einer elektromotorisch antreibbaren Reinigungsbürste aufweist. Um ein derartiges Verfahren bereitzustellen, mit dem eine möglichst gründliche Reinigung der textilen Bodenfläche durchführbar ist, wird vorgeschlagen, dass anhand mindestens eines Sensors einer Sensoreinheit des Bodenreinigungsgerätes ein mit einer Florrichtung der Bodenfläche verknüpftes Sensorsignal erfasst und an ein Florrichtungsermittlungsglied des Bodenreinigungsgerätes übertragen wird, vom Florrichtungsermittlungsglied anhand des Sensorsignals die Florrichtung der Bodenfläche ermittelt wird und die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung bearbeitet wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät.

Description

VERFAHREN ZUR BEARBEITUNG EINER TEXTILEN BODENFLACHE MITTELS EINES BODENREINIGUNGSGERÄTES SOWIE BODENREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer textilen Bodenfläche, insbesondere eines hochflorigen Teppichs oder Teppichbodens, mit einem selbstfahrenden und selbstlenkenden Bodenreinigungsgerät, das eine Antriebseinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung des Bodenreinigungsgerätes und eine Bodenreinigungseinheit mit mindestens einer elektromotorisch antreibbaren Reinigungsbürste aufweist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, wobei das Bodenreinigungsgerät eine Antriebseinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung des Bodenreinigungsgerätes und eine Bodenreinigungseinheit mit mindestens einer elektromotorisch antreibbaren Reinigungsbürste aufweist.
Es sind selbstfahrende und selbstlenkende Bodenreinigungsgeräte bekannt, mit denen die Beschaffenheit einer zu reinigenden Bodenfläche selbsttätig erkannt werden kann. So ist es möglich, die Bodenfläche dahingehend zu klassifizieren, ob es sich um eine Hartfläche oder um eine textile Bodenfläche handelt. Je nach Beschaffenheit der Bodenfläche kann diese vom Bodenreinigungsgerät unterschiedlich bearbeitet werden. Ein derartiges Bodenreinigungsgerät ist beispielsweise in der DE 102 61 787 B3 beschrieben.
Textile Bodenflächen können in niederflorige oder hochflorige Teppiche oder Teppichböden unterteilt werden. Es ist beispielsweise aus der DE
10 2010 000 573 AI bekannt, dass die textile Bodenfläche je nach Florhöhe unterschiedlich bearbeitet werden kann. So ist es möglich, bei hochflorigen Teppichböden die Leistung des Bürstenantriebs zu erhöhen, um Schmutzpartikel auch aus hochflorigem Teppichboden entfernen zu können. Ergänzend kann die Leistung eines Saugaggregates des Bodenreinigungsgerätes verringert werden, um dessen Festsaugen an dem hochflorigen Teppichboden zu vermeiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Bodenreinigungsgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem eine möglichst gründliche Reinigung der textilen Bodenfläche durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass anhand mindestens eines Sensors einer Sensoreinheit des Bodenreinigungsgerätes ein mit einer Florrichtung der Bodenfläche verknüpftes Sensorsignal erfasst und an ein Florrichtungsermittlungsglied des Bodenreinigungsgerätes übertragen wird, vom Florrichtungsermittlungsglied anhand des Sensorsignals die Florrichtung der Bodenfläche ermittelt wird und die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung bearbeitet wird.
In die vorliegende Erfindung fließt der Gedanke mit ein, dass bestimmte textile Bodenflächen, insbesondere hochflorige Teppiche oder Teppichböden, infolge des jeweiligen Herstellungsverfahrens, etwa Web- oder Wirkverfahrens, Fasern aufweisen, die längs einer bestimmten Vorzugsrichtung ausgerichtet sind . Diese Vorzugsrichtung der Bodenfläche wird nachfolgend als "Florrichtung" bezeichnet. Zu Fasern zählen vorliegend auch in sich geschlossene Faserschlingen. Die Fasern können dabei längs ihrer unteren Faserabschnitte längs der Florrichtung ausgerichtet sein. An ihren freien Faserenden können die Fasern anisotrop orientiert sein und insbesondere alle in derselben Richtung gelegt sein, speziell der Florrichtung der Bodenfläche. Die Fasern können an ihren freien Enden allerdings auch eine beliebige Orientierung relativ zur Florrichtung einnehmen und insbesondere isotrop verteilt sein. Dies ergibt sich beispielsweise dadurch, dass die Bodenfläche von Personen betreten oder bearbeitet wird, was zu einem "Umlegen" der freien Enden der Fasern und damit einem Abweichen derselben von der Florrichtung führt. Dennoch bleiben auch in diesem Fall die unteren, nicht freien Enden der Fasern aufgrund des jeweiligen Herstellungsverfahrens längs der Florrichtung orientiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Einsatz mindestens eines Sensors einer Sensoreinheit des Bodenreinigungsgerätes vorgesehen. Anhand des Sensors kann ein mit der Florrichtung der Bodenfläche verknüpftes Sensorsignal erfasst und an ein Florrichtungsermittlungsglied des Bodenreinigungsgerätes übertragen werden. Mittels des Florrichtungsermittlungsgliedes kann die Florrichtung der zu bearbeitenden Bodenfläche ermittelt und die Bodenfläche in Abhängigkeit der ermittelten Florrichtung bearbeitet werden. Dies ermöglicht eine gezielte Bearbeitung der Bodenfläche. Beispielsweise ist es möglich, dass das Bodenreinigungsgerät so relativ zur Bodenfläche ausgerichtet wird, dass diese längs der Florrichtung bearbeitet wird, um Schmutzpartikel wirkungsvoll aus dem Flor zu entfernen, wofür zugleich nur ein vergleichsweise geringer Energieaufwand aufzubringen ist. Dies ist insbesondere bei einem selbstfahrenden und selbstlenkenden Bodenreinigungsgerät zur Verlängerung der Batterielaufzeit von Vorteil. Handelt es sich bei der Reinigungsbürste um eine Bürstenwalze, kann die Reinigungsbürste zu diesem Zweck um eine quer zur Florrichtung ausgerichtete Drehachse rotiert werden. Ergänzend kann das Bodenreinigungsgerät so relativ zur Bodenfläche ausgerichtet werden, dass der Flor quer zur Florrichtung mit der Reinigungsbürste gereinigt wird, wobei die Drehachse der Reinigungsbürste parallel zur Florrichtung orientiert ist. Dadurch ist beispielsweise die Möglichkeit gegeben, noch verbleibende
Schmutzpartikel wirkungsvoll aus dem Flor zu entfernen.
Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Bodenreinigungsgerät anhand eines vorgebbaren Flor- richtungserfassungspfades auf der Bodenfläche verfahren, die Bodenfläche mit der Reinigungsbürste bearbeitet und anhand eines Stromsensors der Motorstrom eines Antriebsmotors der Reinigungsbürste pfadabhängig erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Florrichtungsermittlungsglied übertra- gen wird . In der Praxis kann das Bodenreinigungsgerät so betrieben werden, dass die Reinigungsbürste mit konstanter Drehzahl rotiert wird, in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch die Steuerungseinheit. Die Drehzahl wird beispielsweise dadurch aufrechterhalten, dass der Motorstrom des Antriebsmotors der Reinigungsbürste widerstandsabhängig angepasst wird . Der Widerstand, den der Flor der Reinigungsbürste entgegensetzt, ist umso größer, je größer der Winkel zwischen den Reinigungsborsten und der Florrichtung ist (minimal bei Ausrichtung der Reinigungsbürste quer zur Florrichtung und maximal bei Ausrichtung der Reinigungsbürste parallel zur Florrichtung). Durch pfadabhängiges Messen des Motorstroms, je nach Orientierung des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche und damit zur Florrichtung, kann die Florrichtung auf diese Weise vom Florrichtungsermittlungsglied ermittelt werden.
Günstig ist es, wenn das Bodenreinigungsgerät einen bogenförmigen, insbesondere einen kreisbogenförmigen Florrichtungserfassungspfad entlang verfahren wird . Ausgehend von einem Startpunkt kann das Bodenreinigungsgerät beispielsweise einen Halbkreis oder Vollkreis verfahren und pfadabhängig den Motorstrom erfassen. Der Motorstrom ist minimal, wenn das Bodenreinigungsgerät parallel zur Florrichtung ausgerichtet ist und maximal, wenn es senkrecht zur Florrichtung ausgerichtet ist. Dadurch kann die Florrichtung auf zuverlässige Weise ermittelt werden.
Denkbar ist auch, dass das Bodenreinigungsgerät nicht bogenförmig, sondern anhand eines anderen Pfades verfahren wird. Beispielsweise kann das Bodenreinigungsgerät gemäß einem fächer- oder strahlenförmigen Pfad verfahren werden oder gemäß einem Sternpfad . Derjenige Abschnitt des Florrichtungser- fassungspfades, an dem der geringste Motorstrom gemessen wird, kann vom Florrichtungsermittlungsglied als längs der Florrichtung verlaufend angesehen und daraus die Florrichtung ermittelt werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass anhand eines Kantendetektionssensors eine Begrenzungskante der Bodenfläche erfasst, ein diesbezügliches Sensorsignal an das Florrichtungsermittlungsglied übertragen und der Verlauf der Begrenzungskante vom Florrichtungsermittlungsglied als längs der Florrichtung oder quer zur Florrichtung ausgerichtet angesehen wird. Eine derartige Variante des Verfahrens kann sich insbesondere bei Teppichen als vorteilhaft erweisen, da Teppichkanten üblicherweise längs der oder quer zur Florrichtung verlaufen. Die Teppichkante bildet eine Begrenzungskante der textilen Bodenfläche, die mittels des Kantendetektionssensors erfasst wird. Ein diesbezügliches Sensorsignal kann vom Florrichtungsermittlungsglied dahingehend ausgewertet werden, dass angenommen wird, dass die Teppichkante parallel oder quer zur Florrichtung orientiert ist. Dadurch kann auf technisch einfache Weise zuverlässig die Florrichtung ermittelt werden . Dieses Verfahren eignet sich darüber hinaus auch bei textilen Bodenflächen in Form von Teppichböden, die die gesamte Bodenfläche eines Raumes ausfüllen und spaltlos an Seitenwände des Raumes grenzen können. Als Begrenzungskante der textilen Bodenfläche kann vorliegend beispielsweise eine Fußboden- oder Teppichleiste vom Kantende- tektionssensor erfasst werden, die an einer Seitenwand angrenzend an den Teppichboden angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann der Verlauf der Begrenzungskante vom Kantendetektionssensor technisch einfach erfasst und vom Florrichtungsermittlungsglied zuverlässig angenommen werden, dass die Florrichtung längs oder quer zur Begrenzungskante ausgerichtet ist.
Vorzugsweise wird das Bodenreinigungsgerät zumindest in einer ersten Orientierung längs der Begrenzungskante sowie in einer zweiten Orientierung quer zur Begrenzungskante ausgerichtet, jeweils die Bodenfläche mit der Reinigungsbürste bearbeitet und anhand eines Stromsensors der Motorstrom eines Antriebsmotors der Reinigungsbürste orientierungsabhängig erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Florrichtungsermittlungsglied übertragen. Dadurch kann das Florrichtungsermittlungsglied feststellen, ob die Begrenzungskante längs der Florrichtung oder quer zu dieser verläuft. Günstig ist es, wenn als Kantendetektionssensor ein Strahlungssensor eingesetzt wird und der Verlauf der Begrenzungskante berührungslos erfasst wird . Dies erlaubt es, den Verlauf der Begrenzungskante technisch einfach zu erfassen. Der Strahlungssensor kann beispielsweise ein Sensor sein, der im Bereich des sichtbaren Lichts oder im Bereich von Infrarotlicht empfindlich ist. Beispielsweise ist der Strahlungssensor eine Kamera, insbesondere eine Digitalkamera. Als Strahlungssensor kann auch ein Ultraschallsensor zum Einsatz kommen, etwa um Abstände des Bodenreinigungsgerätes von einer Seitenwand der Bodenfläche zu ermitteln und daraus auf den Verlauf der Begrenzungskante wie Fußboden- oder Teppichleiste zu schließen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es günstig, wenn als Kantendetektionssensor ein Beschleunigungssensor eingesetzt wird und der Verlauf der Begrenzungskante durch Überfahren derselben mit dem Bodenreinigungsgerät erfasst wird. Beispielsweise kann das Bodenreinigungsgerät über die Bodenfläche verfahren und Unebenheiten derselben mittels des Beschleunigungssensors erfasst werden. Bei Unebenheiten kann es sich insbesondere um Teppichkanten handeln, die vom Bodenreinigungsgerät als Begrenzungskanten des Teppichs angesehen und als längs oder quer zur Florrichtung ausgerichtet interpretiert werden können.
Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit die Antriebseinheit ansteuert, das Bodenreinigungsgerät relativ zur Bodenfläche zu drehen, mittels Radencodern die Anzahl der Umdrehungen von Antriebsrädern ermittelt und von einem Rechenglied anhand der Radencodersignale ein Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes berechnet wird, dass unabhängig davon mittels eines Drehsensors der Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Rechenglied übertragen wird, und dass das Rechenglied anhand eines Unterschieds der Drehwinkel den Radschlupf der Antriebsräder ermittelt und vom Florrichtungsermittlungsglied radschlupfabhängig die Florrich- tung ermittelt wird. In der Praxis zeigt sich, dass die Antriebsräder des Bodenreinigungsgerätes Schlupf unterliegen, der um so größer ist, je kleiner der Winkel zwischen der Längsrichtung des Bodenreinigungsgerätes und der Florrichtung ist. Der Schlupf der Antriebsräder ist dementsprechend größer, wenn sie in der Florrichtung drehen, als wenn sie quer zur Florrichtung drehen. Die Anzahl der Umdrehungen, die mittels der Radencoder erfassbar sind, können vom Rechenglied dazu benutzt werden, einen Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche zu bestimmen. In einer weiteren, hiervon unabhängigen Messung kann mittels eines Drehsensors, beispielsweise eines Gyroskops, der Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes erfasst und an das Rechenglied übertragen werden. Stellt das Rechenglied einen Unterschied zwischen den Drehwinkeln fest, kann der Schlupf der Antriebsräder ermittelt werden. Aus dem Betrag des Radschlupfes kann das Florrichtungsermittlungsglied ableiten, ob die Antriebsräder längs oder quer zur Florrichtung ausgerichtet sind und dadurch die Florrichtung ermitteln.
Günstig ist es, wenn das Florrichtungsermittlungsglied die Florrichtung anhand unterschiedlicher Ermittlungsverfahren ermittelt und die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Plausibilität und auf Übereinstimmung überprüft werden. Dadurch kann die Florrichtung auf zuverlässigere Weise ermittelt werden. Insbesondere ist es möglich, die Florrichtung gemäß einem der voranstehenden Verfahren zu ermitteln.
Es kann vorgesehen sein, dass dem Bodenreinigungsgerät die Geometrie der Bodenfläche oder eines die Bodenfläche aufweisenden Raumes vorgegeben wird. Hierzu kann das Bodenreinigungsgerät ein Speicherglied aufweisen, in dem eine Karte der Bodenfläche oder des Raumes gespeichert wird .
Denkbar ist auch, dass eine Karte der Bodenfläche oder des Raumes vom Bodenreinigungsgerät selbst erstellt wird, sich zum Beispiel anhand von Landmarken orientiert, die vom Bodenreinigungsgerät mittels eines oder mehrerer Sensoren erfasst und als charakteristische Punkte in der Karte eingetragen werden.
In beiden vorstehend genannten Fällen ist dadurch die Möglichkeit gegeben, dass das Bodenreinigungsgerät seine Position relativ zur Bodenfläche ermittelt.
Von Vorteil ist es, wenn die Position des Bodenreinigungsgerätes anhand eines Lokalisierungsgliedes relativ zur Bodenfläche ermittelt und die Florrichtung der Bodenfläche in einem Speicherglied positionsabhängig gespeichert wird. Wird beispielsweise beim Ermitteln der Florrichtung festgestellt, dass unterschiedliche Segmente der Bodenfläche eine unterschiedliche Florrichtung aufweisen, kann dies gespeichert werden und bei der Bearbeitung der Bodenfläche berücksichtigt werden. Das Verfahren erweist sich dadurch als anpassungsfähig und vielseitig .
Bevorzugt werden Bodenflächensegmente, die sich hinsichtlich ihrer Florrichtung unterscheiden, vom Bodenreinigungsgerät in Abhängigkeit der ermittelten, bodenflächensegmentabhängigen Florrichtung unterschiedlich bearbeitet. Dadurch kann die Bodenfläche bedarfsgerecht und zielgerichtet bearbeitet und insbesondere gereinigt werden.
Um eine möglichst gründliche, zuverlässige und/oder flächendeckende Reinigung der Bodenfläche zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung anhand eines vorgebbaren Reinigungspfades gereinigt wird .
Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass die Bodenfläche durch Verfahren des Bodenreinigungsgerätes parallel und/oder antiparallel und/oder quer zur Florrichtung gereinigt wird. Bei einer parallelen und/oder antiparallelen Bewegungsrichtung des Bodenreinigungsgerätes kann der Flor zuverlässig von Schmutzpartikeln befreit werden, wobei zugleich eine relativ geringe Leistung zum Antreiben der Reinigungsbürste bereitzustellen ist. Zur ergänzenden weiteren Reinigung der Bodenfläche kann das Bodenreinigungsgerät quer zur Florrichtung verfahren und die Bodenfläche quer zur Florrichtung gereinigt werden, um noch verbleibende Schmutzpartikel ebenfalls aus dem Flor zu entfernen. Im Ergebnis ergibt sich bei einer systematischen parallelen und/oder antiparallelen sowie quer zur Florrichtung ausgerichteten Reinigungsrichtung mit dem Bodenreinigungsgerät eine besonders gründliche Reinigung .
Es kann vorgesehen sein, dass die Fasern der Bodenfläche vom Bodenreinigungsgerät mittels der Reinigungsbürste anhand eines vorgebbaren Musters in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung ausgerichtet werden. Dies kann beispielsweise dann vorgesehen sein, wenn die eigentliche Reinigung der Bodenfläche anhand eines zufälligen Reinigungspfades erfolgt, bei dem das Bodenreinigungsgerät "auf Kollision" über die Bodenfläche verfährt oder wenn die Bodenfläche segmentweise anhand von Reinigungsmustern gereinigt wird, deren Reinigungspfade keinen Bezug zur ermittelten Florrichtung aufweisen, beispielsweise nach einem in der DE 10 2004 004 505 B9 beschriebenen Verfahren. Insbesondere in derartigen Fällen kann es wünschenswert sein, dass nach der Reinigung der Bodenfläche die Fasern anhand des vorgebbaren Musters ausgerichtet werden, indem sie von der Reinigungsbürste gekämmt und in vorgebbarer Richtung ausgerichtet werden. Damit kann der Bodenfläche eine ansprechende Optik verliehen werden. Dies ist selbstverständlich auch dann möglich, wenn die Bodenfläche, wie vorstehend erwähnt, anhand eines in Abhängigkeit von der Florrichtung vorgegebenen Reinigungspfades gereinigt wird. Es ist weiter vorstellbar, dass durch gezieltes Umlegen der Fasern anhand eines vorgegebenen Musters auf der Bodenfläche ein Hinweis hinterlassen wird, dass diese gereinigt wurde. Hierzu können die Fasern zunächst alle einheitlich in eine Richtung, speziell die Florrichtung, umgelegt werden. Anschließend können die Fasern bereichsweise positionsabhängig so umgelegt werden, dass z.B. das Wort "GEREINIGT" auf der Bodenfläche erscheint.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Bodenreinigungsgerät zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens. Bei einem gattungs- gemäßen Bodenreinigungsgerät wird die vorstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Bodenreinigungsgerät eine Sensoreinheit mit mindestens einem Sensor umfasst, mit dem ein mit einer Florrichtung der zu bearbeitenden Bodenfläche verknüpftes Sensorsignal erfassbar ist, sowie ein Florrichtungsermittlungsglied, an das das Sensorsignal übertragbar und von dem anhand des Sensorsignals die Florrichtung der Bodenfläche ermittelbar ist, und dass die Bodenfläche vom Bodenreinigungsgerät in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung bearbeitbar ist.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie vorteilhafter Varianten davon erzielbaren Vorteile, auf die hiermit verwiesen wird, lassen sich mittels des Bodenreinigungsgerätes ebenfalls erzielen.
Günstig ist es, wenn das Bodenreinigungsgerät Radencoder aufweist, die jeweils einem Antriebsrad zugeordnet sind zur Ermittlung der Anzahl der Umdrehungen des jeweiligen Antriebsrades. Dadurch können die vom Bodenreinigungsgerät zurückgelegte Wegstrecke und/oder Richtungsänderungen festgestellt werden. Dies erlaubt es insbesondere, Bewegungen des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche, speziell längs vorgegebener Florrich- tungserfassungspfade, zu planen, durchzuführen und zu kontrollieren.
Von Vorteil ist es, wenn das Bodenreinigungsgerät ein Rechenglied umfasst zur Bestimmung eines Drehwinkels des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche anhand von Radencodersignalen, sowie einen Drehsensor, mit dem hiervon unabhängig der Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche erfassbar und ein diesbezügliches Signal an das Rechenglied übertragbar ist, und wenn vom Rechenglied anhand eines Unterschiedes der Drehwinkel der Radschlupf der Antriebsräder ermittelbar und vom Florrichtungsermittlungsglied radschlupfabhängig die Florrichtung ermittelbar ist. Wie bereits erläutert, hängt der Schlupf der Antriebsräder von deren Orientierung relativ zur Florrichtung ab. Durch die zwei voneinander unabhängigen Bestimmungen des Drehwinkels des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche kann der Betrag des Radschlupfes berechnet und vom Florrichtungsermittlungsglied radschlupfabhängig die Florrichtung ermittelt werden.
Vorteilhafterweise weist die Sensoreinheit einen einem Antriebsmotor der Reinigungsbürste zugeordneten Stromsensor auf zum Erfassen des Motorstroms und Bereitstellen eines diesbezüglichen Sensorsignals an das Florrichtungsermittlungsglied . Anhand des pfadabhängigen Motorstroms, der längs eines Flor- richtungserfassungspfades erfasst wird, kann das Florrichtungsermittlungsglied die Florrichtung bestimmen. Dies wurde bereits vorstehend erläutert.
Alternativ oder ergänzend umfasst die Sensoreinheit günstigerweise mindestens einen Kantendetektionssensor zum Erfassen des Verlaufes einer Begrenzungskante der Bodenfläche und Bereitstellen eines diesbezüglichen Sensorsignals an das Florrichtungsermittlungsglied . Auch darauf wurde bereits zuvor eingegangen.
Bei einer technisch einfachen Umsetzung des Bodenreinigungsgerätes ist es günstig, wenn der Kantendetektionssensor ein Strahlungssensor zum berührungslosen Erfassen des Verlaufs der Begrenzungskante ist. Beispielsweise ist der Strahlungssensor ein Sensor, der im Bereich des sichtbaren Lichtes oder des Infrarotlichtes sensitiv ist. Es kann sich beim Strahlungssensor auch um einen Ultraschallsensor handeln.
Alternativ oder ergänzend kann vorteilhafterweise ein Kantendetektionssensor in Gestalt eines Beschleunigungssensors vorgesehen sein zum Erfassen des Verlaufs der Begrenzungskante beim Überfahren mittels des Bodenreinigungsgerätes. Anhand des Beschleunigungssensors können Bodenunebenheiten wie insbesondere Teppichkanten konstruktiv einfach und zuverlässig erfasst werden. Zur Positionsbestimmung und Lokalisierung relativ zur Bodenfläche und/oder innerhalb des Raumes, der die Bodenfläche umfasst, kann das Bodenreinigungsgerät Navigationssensoren umfassen. Zu diesen können beispielsweise optische Sensoren, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Stoß- oder Kontaktsensoren zählen, die Sensorsignale bereitstellen, anhand derer das Bodenreinigungsgerät eine Karte der Bodenfläche oder des Raumes erstellen kann. Eine Karte der Bodenfläche oder des Raumes kann auch in einem Speicherglied des Bodenreinigungsgerätes gespeichert oder speicherbar sind.
Vorteilhafterweise weist das Bodenreinigungsgerät ein Lokalisierungsglied zum Ermitteln der Position des Bodenreinigungsgerätes relativ zur Bodenfläche und ein Speicherglied zum positionsabhängigen Speichern der Florrichtung auf. Wie bereits erwähnt, ermöglicht dies eine vielseitige und bedarfsgerechte Bearbeitung der Bodenfläche. Beispielsweise können sich hinsichtlich ihrer Florrichtung unterscheidende Bodenflächensegemente unterschiedlich bearbeitet werden.
Vorteilhafterweise umfasst das Bodenreinigungsgerät ein Speicherglied zum Abspeichern von Reinigungspfaden, anhand derer die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung reinigbar ist und/oder zum Abspeichern von Mustern, anhand derer die Fasern der Bodenfläche vom Bodenreinigungsgerät in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung umlegbar sind . Auf die damit erzielbaren Vorteile wurde bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der entsprechenden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingegangen. Es kann vorgesehen sein, dass die Reinigungspfade und/oder die Muster variierbar im Speicherglied gespeichert werden können.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen : Figur 1 : eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes;
Figur 2 : eine vergrößerte schematische Darstellung von Detail A in Figur 1;
Figur 3 : ein schematisches Blockdiagramm des Bodenreinigungsgerätes aus Figur 1;
Figur 4: eine zu reinigende Bodenfläche in Gestalt eines Teppichs sowie schematisch das sich darauf befindende Bodenreinigungsgerät aus Figur 1 in Draufsicht und
Figur 5 : eine Darstellung entsprechend Figur 4, wobei das Bodenreinigungsgerät auf einem Teppichboden positioniert ist.
Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes 10. Das Bodenreinigungsgerät 10 ist ausgestaltet als mobiler, selbstfahrender und selbstlenkender Reinigungsroboter 12, mit dem eine Bodenfläche 14 autonom bearbeitet und insbesondere gereinigt werden kann. Bei der Bodenfläche 14 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine textile Bodenfläche, insbesondere eine hochflorige Bodenfläche, etwa in Gestalt eines hochflorigen Teppichs 16 (Figur 4) oder eine Teppichbodens 18 (Figur 5).
Wie nachfolgend insbesondere anhand eines in Figur 3 gezeigten Blockdiagramms des Reinigungsroboters 12 erkennbar ist, umfasst der Reinigungsroboter 12 ein Fahrwerk 20, das zwei um eine gemeinsame Drehachse drehbare Antriebsräder 21 und 22 aufweist. Den Antriebsrädern 21 und 22 sind Antriebsmotoren 23 bzw. 24 zugeordnet, mit denen sie über Motorwellen 25 bzw. 26 gekoppelt sind. Die Antriebsmotoren 23 und 24 sind mit einer elektronischen Steuereinheit 27 des Reinigungsroboters 12 elektrisch verbunden und können von dieser über Steuerleitungen 28 bzw. 29 angesteuert werden. Die Antriebsräder 21, 22 und die Antriebsmotoren 23 und 24 sowie die zugehörigen Motorwellen 25, 26 bilden gemeinsam eine Antriebseinheit 30 des Reinigungsroboters 12.
Je nach Ansteuerung der Antriebsmotoren 23, 24 durch die Steuereinheit 27 kann der Reinigungsroboter 12 geradlinig oder in Kurven über die Bodenfläche 14 verfahren werden, wobei er auch auf der Stelle gedreht werden kann, indem die Antriebsräder 21 und 22 gegenläufig angetrieben werden.
Den Motorwellen 25, 26 sind Radencoder 31 bzw. 32 zugeordnet, mit denen die Anzahl der Umdrehungen der Motorwellen 25 und 26 und damit der Antriebsräder 21 bzw. 22 erfasst werden kann. Über Signalleitungen 33 bzw. 34 können Signale der Radencoder 31 bzw. 32 der Steuereinheit 27 zur Auswertung zugeführt werden.
Der Reinigungsroboter 12 umfasst ferner eine Bodenreinigungseinheit 35 mit einer Reinigungsbürste 36. Die Reinigungsbürste 36 ist um eine Drehachse 37 drehend antreibbar, die quer zu einer Längsrichtung 38 ausgerichtet ist, wobei die Längsrichtung 38 zugleich einer Hauptbewegungsrichtung des Reinigungsroboters 12 entspricht. Zum Antreiben der Reinigungsbürste 36 weist die Bodenreinigungseinheit 35 einen elektromagnetischen Antriebsmotor 39 auf, der mit der Reinigungsbürste 36 über eine Motorwelle 40 gekoppelt ist. Der Antriebsmotor 39 ist von der Steuereinheit 27 über eine elektrische Steuerleitung
41 verbunden, über welche dem Antriebsmotor 39 beispielsweise eine Information bereitgestellt werden kann, mit welcher Drehzahl die Reinigungsbürste 36 gedreht werden soll.
Zum Entfernen von Schmutzpartikeln von der Bodenfläche 14 können Borsten
42 der Reinigungsbürste 36 in Flor 43 der vorliegenden hochflorigen Bodenfläche 14 eingreifen und Schmutzpartikel daraus entfernen. Die Schmutzpartikel können einem Schmutzbehälter 44 des Reinigungsroboters 12 zugeführt wer- den. Unterstützend kann die Bodenreinigungseinheit 35 zu diesem Zweck ein von der Steuereinheit 27 vorzugsweise ansteuerbares Saugaggregat umfassen.
Dem Antriebsmotor 39 ist ein Stromsensor 45 zugeordnet, mit dem der Motorstrom des Antriebsmotors 39 erfasst und der Steuereinheit 27 über eine Signalleitung 46 übermittelt werden kann.
Der Stromsensor 45 sowie ebenso die Radencoder 31 und 32 gehören zu einer Sensoreinheit 47 des Reinigungsroboters 12, welche weitere Sensoren umfassen kann. Insbesondere umfasst die Sensoreinheit 47 Sensoren zur Kantende- tektion, beispielsweise einen Strahlungssensor 48, bei dem es sich vorliegend um einen für elektromagnetische Strahlung empfindlichen Strahlungssensor handelt, insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichts, etwa in Gestalt einer Digitalkamera. Weiter umfasst die Sensoreinheit 47 einen Drehsensor 49, beispielsweise in Gestalt eines Gyroskops. Zusätzlich können mit dem Bezugszeichen 50 weitere Sensoren vorhanden sein, beispielsweise ein oder mehrere Beschleunigungssensoren, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren oder Hindernissensoren. Über entsprechende Signalleitungen, die vorliegend durch nur eine Signalleitung 51 symbolisiert werden, können die Signale der Sensoren 48 bis 50 der Steuereinheit 27 bereitgestellt werden.
Mittels der Sensoreinheit 47, insbesondere dem Strahlungssensor 48 sowie den diversen Sensoren 50 kann vom Reinigungsroboter 12 eine Karte der zu reinigenden Bodenfläche 14 und eines Raumes 52 (Figuren 4 und 5) erstellt werden, in dem sich die Bodenfläche 14 befindet. Dies ist an sich bekannt und wird deswegen vorliegend nicht näher erläutert. Die Karte kann in einem Speicherglied 53 der Steuereinheit 27 hinterlegt werden, wobei auch vorgesehen sein kann, dass eine Bedienperson dem Reinigungsroboter 12 bereits eine Karte im Speicherglied 53 bereitstellt, ohne dass diese erst vom Reinigungsroboter 12 erstellt werden muss. Anhand der Signale der Sensoreinheit 47 und unter Berücksichtigung einer im Speicherglied 53 hinterlegten Karte der Bodenfläche 14 oder des Raumes 52 kann der Reinigungsroboter 12 seine Position relativ zur Bodenfläche 14 bzw. im Raum 52 feststellen. Zu diesem Zweck ist in der Steuereinheit 27 ein Lokalisierungsglied 54 vorhanden. Über die Position des Reinigungsroboters 12 hinaus kann auch dessen Orientierung festgestellt werden. Auch dies ist an sich bekannt und wird deswegen vorliegend nicht näher erläutert.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Bodenfläche 14 vorliegend um eine textile hochflorige Bodenfläche mit verhältnismäßig langen Teppichfasern 55, die gemeinsam den Flor 43 der Bodenfläche 14 ausbilden. Textile Bodenflächen 14, insbesondere ein hochfloriger Teppich 16 oder Teppichboden 18, umfassen in der Praxis Fasern 55, die aufgrund des jeweiligen Herstellungsverfahrens, etwa Web- oder Wirkverfahrens, eine Vorzugsrichtung aufweisen. Diese Vorzugsrichtung wird vorliegend als Florrichtung 57 bezeichnet. Die Fasern 55 sind insbesondere im Bereich ihrer unteren, einem Träger 16 der Bodenfläche 14 zugewandten Enden längs der Florrichtung 57 ausgerichtet. Die freien Enden der Fasern 55 können demgegenüber vollständig oder bereichsweise isotrop oder anisotrop orientiert sein und dementsprechend in unterschiedliche Richtungen weisen, je nachdem, wie beispielsweise die Bodenfläche 14 begangen, genutzt oder bearbeitet wird . Indem die Fasern 55 beispielsweise mit der Reinigungsbürste 36 gekämmt werden, können sie längs der Florrichtung 57 ausgerichtet werden.
Der Reinigungsroboter 12 zeichnet sich speziell dadurch aus, dass die Florrichtung 57 der Bodenfläche 14 ermittelt werden kann und die Bodenfläche 14 in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung bearbeitet werden kann.
Dadurch kann insbesondere eine gründliche und energiesparende Reinigung der Bodenfläche 14 ausgeführt werden.
Zur Ermittlung der Florrichtung 57 weist die Steuereinheit 27 ein Florrich- tungsermittlungsglied 58 auf, nachfolgend abkürzend "Ermittlungsglied 58" genannt. Mittels des Ermittlungsgliedes 58 kann die Florrichtung 57 in Abhängigkeit von Informationen ermittelt werden, die der Steuereinheit 27 anhand der Signale der Sensoreinheit 47 übermittelt werden.
Zur Ermittlung der Florrichtung 57 kann der Reinigungsroboter 12 beispielsweise folgendes Verfahren ausführen :
Anfangs wird der Reinigungsroboter 12 von einer Bedienperson auf der Bodenfläche 14 positioniert oder bewegt sich autonom dorthin. Die Ausgangsposition des Reinigungsroboters 12 relativ zur Bodenfläche 14 ist in den Figuren 4 und 5 durch die durchgezogene Kontur des Reinigungsroboters 12 dargestellt. Die Längsrichtung 38 kann dabei durchaus in einem Winkel relativ zur Florrichtung 57 ausgerichtet sein. Ausgehend von der Ausgangsposition steuert die Steuereinheit 27 die Antriebseinheit 30 derart an, dass der Reinigungsroboter 12 auf der Bodenfläche 14 längs eines vorgebbaren Florrichtungserfassungspfades 59 verfahren wird . Der Florrichtungserfassungspfad 59 ist vorliegend bogenförmig, insbesondere ein Halbkreis, den sich der Reinigungsroboter 12 entlang bewegt. Nach Durchfahren des Florrichtungserfassungspfades 59 nimmt der Reinigungsroboter 12 eine Position relativ zur Bodenfläche 14 ein, die in den Figuren 4 und 5 durch eine gestrichelte Kontur des Reinigungsroboters 12 dargestellt ist.
Während des Bewegens des Reinigungsroboters 12 längs des Florrichtungserfassungspfades 59 erfasst der Stromsensor 45 den Motorstrom des Antriebsmotors 39 für die Reinigungsbürste 36, die mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Der Motorstrom ist widerstandsabhängig, wobei der Widerstand, den der Flor 43 der Reinigungsbürste 36 entgegensetzt, umso größer ist, je größer der Winkel zwischen der Längsrichtung 38 und der Florrichtung 57 ist. Ist die Drehachse 37 dementsprechend quer zur Florrichtung 57 ausgerichtet, ist der Widerstand des Flors 43 und damit der Motorstrom minimal. Demgegenüber ist der Widerstand und damit der Motorstrom maximal, wenn die Drehachse 37 parallel zur Florrichtung 57 ausgerichtet ist. Verfährt der Reinigungsroboter 12 wie im vorliegenden Fall einen Halbkreis, ergibt sich dadurch ein ungefähr sinusförmiges Motorstromsignal, das der Steuereinheit 27 pfadabhängig über die Signalleitung 46 bereitgestellt werden kann. Dieses Signal wird vom Ermittlungsglied 58 dahingehend ausgewertet, wo es ein Maximum aufweist und wo es ein Minimum aufweist. Anhand der Lage des Maximums längs des Florrichtungserfassungspfades 59 kann das Ermittlungsglied 58 feststellen, dass an diesem Punkt der Reinigungsroboter 12 quer zur Florrichtung 57 ausgerichtet ist. In entsprechender Weise ist der Reinigungsroboter 12 an einem Punkt des Florrichtungserfassungspfades 59 längs der Florrichtung 57 ausgerichtet, wenn das Motorstromsignal ein Minimum aufweist.
Anstatt eines halbkreisförmigen Florrichtungserfassungspfades 59 könnte auch ein andersartiger Florrichtungserfassungspfad vom Reinigungsroboter 12 durchfahren werden, beispielsweise ein Vollkreis. Möglich ist auch eine fächerförmige Fahrt oder eine sternförmige Fahrt, bei der der Reinigungsroboter 12 nacheinander einzelne "Strahlen" des Fächers oder des Sternes abfährt und ermittelt, bei der Fahrt längs welchen Strahles der Motorstrom minimal bzw. maximal ist. Auch auf diese Weise kann das Ermittlungsglied 58 die Florrichtung 57 ermitteln.
Im Speicherglied 53 können verschiedene Florrichtungserfassungspfade insbesondere variabel gespeichert sein.
Die Florrichtung 57 kann auch auf nachfolgend erläuterte Weise ermittelt werden :
Mittels des Strahlungssensors 48, insbesondere in Gestalt einer Digitalkamera, können Abbilder der Bodenfläche 14 sowie deren Begrenzung aufgenommen werden, bei denen es sich insbesondere um Wände 60 des Raumes 52 handelt. Der jeweilige vom Strahlungssensor 48 eingesehene Bereich ist in den Figuren 4 und 5 durch strichpunktierte Linien 61 begrenzt dargestellt. Das Sensorsignal des Strahlungssensors 48, speziell ein optisches Bild, kann der Steuereinheit 27 über die Signalleitung 51 bereitgestellt werden.
Je nach Orientierung des Reinigungsroboters 12 relativ zur Bodenfläche 14 ist es dabei möglich, dass der Strahlungssensor 48 eine Begrenzungskante 62 erfasst. Im Falle des Teppichs 16 in Figur 4 handelt es sich bei der Begrenzungskante 62 um eine Teppichkante 63. Mittels des Ermittlungsgliedes 58 kann der Verlauf der Teppichkante 63 analysiert werden, und es wird vom Ermittlungsglied 58 angenommen, dass die Teppichkante 63 entweder längs der Florrichtung 57 ausgerichtet ist oder quer zu dieser.
Im Anschluss daran, dies ist in Figur 4 nicht gesondert dargestellt, kann die Steuereinheit 27 die Antriebseinheit 30 derart ansteuern, dass die Längsrichtung 38 zum Einen parallel zur Teppichkante 63 und zum anderen quer zur Teppichkante 63 ausgerichtet wird . In beiden Fällen kann die Steuereinheit 27 den Antriebsmotor 39 der Reinigungsbürste 36 aktivieren und orientierungsabhängig den Motorstrom mittels des Stromsensors 45 erfassen. Dies erlaubt es dem Ermittlungsglied 58 festzustellen, ob die Florrichtung 57 parallel oder quer zur Teppichkante 63 ausgerichtet ist, wobei die Florrichtung 57 im Beispiel der Figur 4 parallel zur Teppichkante 63 verläuft.
Das vorstehende Verfahren kann auch im Falle des in Figur 5 gezeigten Teppichbodens 18 ausgeführt werden. Als Begrenzungskante 62 kann vom Ermittlungsglied 58 beispielsweise eine Teppich- oder Fußbodenleiste 64 angesehen werden, die die Bodenfläche 14 umgibt und an der Wand 60 angebracht ist. Die Fußbodenleiste 64 kann mittels des Strahlungssensors 48 erfasst und deren Verlauf vom Ermittlungsglied 58 ermittelt werden. Das Ermittlungsglied 58 kann dabei annehmen, dass der Teppichboden 18 so verlegt ist, dass die Florrichtung 57 entweder längs oder quer zur Fußbodenleiste 64 ausgerichtet ist. Nachfolgend kann der Reinigungsroboter 12 wie vorstehend erläutert in zwei Orientierungen relativ zur Fußbodenleiste 64 ausgerichtet, orientierungsab- hängig der Motorstrom des Antriebsmotors 39 bestimmt und daraus die Florrichtung 57 ermittelt werden.
Der Verlauf der Teppichkante 63 bei dem in Figur 4 gezeigten Beispiel kann alternativ oder ergänzend auch dadurch bestimmt werden, dass einer der Sensoren 50 ein Kantendetektionssensor in Gestalt eines Beschleunigungssensors ist, mit dem Bodenunebenheiten erfasst werden können. Zu diesem Zweck kann der Reinigungsroboter 12 im Raum 52 bewegt werden. Detektiert der Beschleunigungssensor 50 eine Erschütterung infolge der Teppichkante 63, kann ein diesbezügliches Signal der Steuereinheit 27 bereitgestellt und vom Ermittlungsglied 58 der Verlauf der Teppichkante 63 berechnet werden. Die nachfolgende Ermittlung der Florrichtung 57 erfolgt wie vorstehend erläutert.
Die Florrichtung 57 kann auch folgendermaßen ermittelt werden :
Die Steuereinheit 27 kann die Antriebseinheit 30 derart ansteuern, dass der Reinigungsroboter 12 auf der Bodenfläche 14 um eine vertikale Achse 65 gedreht wird . Währenddessen erfassen die Radencoder 31 und 32 die Anzahl der Umdrehungen der Antriebsräder 21 bzw. 22 und übermitteln der Steuereinheit 27 entsprechende Sensorsignale. Die Sensorsignale können einem Rechenglied 66 der Steuereinheit 27 zugeführt werden.
Unabhängig davon kann die Drehung des Reinigungsroboters 12 mittels des Drehsensors 49 erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal der Steuereinheit 27 über die Steuerleitung 51 bereitgestellt werden, welches ebenfalls an das Rechenglied 66 übertragen wird. Das Rechenglied 66 kann feststellen, ob zwischen den Signalen der Radencoder 31 und 32 einerseits und des Drehsensors 49 andererseits ein Unterschied vorliegt.
Ein solcher Unterschied ergibt sich beispielsweise dadurch, dass die Antriebsräder 21 und 22 Schlupf unterliegen, der umso größer ist, je geringer der Winkel zwischen der Florrichtung 57 und der Drehrichtung (in Längsrichtung 38) der Antriebsräder 21 und 22 ist. Dementsprechend ist der Schlupf maximal, wenn die Drehachse der Antriebsräder quer zur Florrichtung 57 ausgerichtet ist und minimal, wenn die Drehachse der Antriebsräder längs der Florrichtung 57 ausgerichtet ist.
In Abhängigkeit der jeweils ermittelten Drehwinkel kann das Rechenglied 66 den drehwinkelabhängigen Schlupf der Antriebsräder 21 und 22 ermitteln und dem Ermittlungsglied 58 eine diesbezügliche Information bereitstellen. Anhand dieser Information ist es für das Ermittlungsglied 58 möglich, die Florrichtung 57 zu bestimmen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsroboter 12 mehr als nur eines der hier vorgestellten Verfahren zur Ermittlung der Florrichtung 57 durchführt und die dabei jeweils ermittelten Florrichtungen 57 auf Übereinstimmung und die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Plausibilität überprüft.
Bei der Bearbeitung der Bodenfläche 14 in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung 57 kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsroboter 12 die Bodenfläche 14 anhand eines vorgebbaren Reinigungspfades reinigt. Die Reinigungspfade können insbesondere veränderbar im Speicherglied 53 hinterlegt sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Bodenfläche zunächst parallel und/oder antiparallel zur Florrichtung 57 gereinigt wird, um wirkungsvoll Schmutzpartikel mittels der Reinigungsbürste 36 aus dem Flor 43 zu entfernen. Anschließend kann die Bodenfläche 14 so bearbeitet werden, dass sie quer zur Florrichtung 57 mittels der Reinigungsbürste 36 gereinigt wird, um noch verbleibende Schmutzpartikel ebenfalls aus dem Flor 43 zu entfernen. Es erweist sich in der Praxis als vorteilhaft, die Bearbeitungsrichtung parallel und/oder antiparallel sowie ergänzend quer zur Florrichtung 57 zu wählen, denn dadurch kann eine gründliche Reinigung der Bodenfläche 14 erzielt werden. Zugleich wird der Energieverbrauch des Reinigungsroboters 12 weitgehend minimiert und gleichzeitig dessen Batterielaufzeit erhöht. Weiter kann bei der Bearbeitung der Bodenfläche 14 selbstverständlich vorgesehen sein, dass der Reinigungsroboter 12 seine Position laufend anhand des Lokalisierungsgliedes 54 ermittelt, um seine Position auf der Bodenfläche 14 und/oder im Raum 52 zu bestimmen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine möglichst flächendeckende Reinigung der Bodenfläche 14 erfolgen soll, denn dadurch kann der Reinigungsroboter 12 bereits gereinigte Abschnitte der Bodenfläche 14 von noch ungereinigten Abschnitten unterscheiden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Reinigungsroboter 12 bei der Ermittlung der Florrichtung 57 feststellt, dass, anders als bei den in den Figuren 4 und 5 gezeigten Beispielen, Bodenflächensegmente der Bodenfläche 14 vorhanden sind, die sich hinsichtlich ihrer Florrichtung 57 unterscheiden. Der Reinigungsroboter 12 kann die einzelnen Bodenflächensegmente mittels seiner Position anhand des Lokalisierungsgliedes 54 ermitteln und die Florrichtung 57 positionsabhängig im Speicherglied 53 speichern. Anhand dieser Information können die einzelnen Bodenflächensegmente vom Reinigungsroboter 12 beispielsweise unterschiedlich bearbeitet werden.
Weiter ist denkbar, dass eine Reinigung der Bodenfläche 14 nicht anhand eines vorgebbaren Reinigungspfads erfolgt, sondern dass der Reinigungsroboter 12 die Bodenfläche 14 mehr oder weniger zufällig oder "auf Kollision fahrend" reinigt. Dennoch kann die Information betreffend die Florrichtung 57 der Bodenfläche 14 vom Reinigungsroboter 12 ausgewertet werden, indem die Fasern 55 nach einem derartigen Reinigungsvorgang anhand eines vorgebbaren Musters bearbeitet werden, ohne dass eine eigentliche Reinigung zu erfolgen braucht. Zu diesem Zweck kann der Reinigungsroboter 12 anhand des Musters so über die Bodenfläche 14 verfahren werden, dass die Fasern 55 je nach Orientierung der Drehachse 37 und damit in Drehrichtung der Reinigungsbürste 36 gemäß dem vorgebbaren Muster umgelegt werden. Beispielsweise können die Fasern alle einheitlich in dieselbe Richtung umgelegt werden. Denkbar ist auch, dass auf der Bodenfläche ein Hinweis hinterlassen wird, dass sie gereinigt wurde. So können die Fasern 55 zunächst einheitlich in eine Richtung, etwa die Florrichtung 57, umgelegt werden und anschließend bereichsweise so umgelegt werden, dass z. B. das Wort "GEREINIGT" auf der Bodenfläche erscheint.
Dieses Ausrichten der Fasern 55 nach einem vorgebbaren Muster ist selbstverständlich auch dann möglich, wenn die Bodenfläche 14 gemäß einem vorgebbaren Reinigungspfad gereinigt wird.

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Bearbeitung einer textilen Bodenfläche, insbesondere eines hochflorigen Teppichs oder Teppichbodens, mit einem selbstfahrenden und selbstlenkenden Bodenreinigungsgerät, das eine Antriebseinheit, eine Steuereinheit zum Steuern der Bewegung des Bodenreinigungsgerätes und eine Bodenreinigungseinheit mit mindestens einer elektromotorisch antreibbaren Reinigungsbürste aufweist, d a d u rch g e ke n nze i ch n et, dass anhand mindestens eines Sensors einer Sensoreinheit des Bodenreinigungsgerätes ein mit einer Florrichtung der Bodenfläche verknüpftes Sensorsignal erfasst und an ein Florrichtungsermittlungsglied des Bodenreinigungsgerätes übertragen wird, vom Florrichtungsermittlungsglied anhand des Sensorsignals die Florrichtung der Bodenfläche ermittelt wird und die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung bearbeitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät anhand eines vorgebbaren Florrichtungserfassungspfa- des auf der Bodenfläche verfahren, die Bodenfläche mit der Reinigungsbürste bearbeitet und anhand eines Stromsensors der Motorstrom eines Antriebsmotors der Reinigungsbürste pfadabhängig erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Florrichtungsermittlungsglied übertragen wird .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät einen bogenförmigen, insbesondere einen kreisbogenförmigen Florrichtungserfassungspfad entlang verfahren wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Kantendetektionssensors eine Begrenzungskante der Bodenfläche erfasst, ein diesbezügliches Sensorsignal an das Fiorrichtungsermittiungsgiied übertragen und der Verlauf der Begrenzungskante vom Fiorrichtungsermittiungsgiied als längs der Florrichtung oder quer zur Florrichtung ausgerichtet angesehen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät zumindest in einer ersten Orientierung längs der Begrenzungskante sowie in einer zweiten Orientierung quer zur Begrenzungskante ausgerichtet wird, jeweils die Bodenfläche mit der Reinigungsbürste bearbeitet, anhand eines Stromsensors der Motorstrom eines Antriebsmotors der Reinigungsbürste orientierungsabhängig erfasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Fiorrichtungsermittiungsgiied übertragen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kantendetektionssensor ein Strahlungssensor eingesetzt wird und der Verlauf der Begrenzungskante berührungslos erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Kantendetektionssensor ein Beschleunigungssensor eingesetzt wird und der Verlauf der Begrenzungskante durch Überfahren derselben mit dem Bodenreinigungsgerät erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Antriebseinheit ansteuert, das Bodenreinigungsgerät relativ zur Bodenfläche zu drehen, mittels Radencodern die Anzahl der Umdrehungen von Antriebsrädern ermittelt und von einem Rechenglied anhand der Radencodersignale ein Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes berechnet wird, dass unabhängig davon mittels eines Drehsensors der Drehwinkel des Bodenreinigungsgeräts er- fasst und ein diesbezügliches Sensorsignal an das Rechenglied übertragen wird, und dass das Rechenglied anhand eines Unterschieds der Drehwinkel den Radschlupf der Antriebsräder ermittelt und vom Florrichtungsermittlungsglied radschlupfabhängig die Florrichtung ermittelt wird .
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Florrichtungsermittlungsglied die Florrichtung anhand unterschiedlicher Ermittlungsverfahren ermittelt und die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Plausibilität und auf Übereinstimmung überprüft werden.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bodenreinigungsgerätes anhand eines Lokalisierungsgliedes relativ zur Bodenfläche ermittelt und die Florrichtung in einem Speicherglied positionsabhängig gespeichert wird.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bodenflächensegmente, die sich hinsichtlich ihrer Florrichtung unterscheiden, vom Bodenreinigungsgerät in Abhängigkeit von der ermittelten, bodenflächensegmentabhängigen Florrichtung unterschiedlich bearbeitet werden.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung anhand eines vorgebbaren Reinigungspfades gereinigt wird.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche durch Verfahren des Bodenreinigungsgerätes parallel und/oder antiparallel und/oder quer zur Florrichtung gereinigt wird .
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Bodenfläche vom Bodenreinigungsgerät mittels der Reinigungsbürste anhand eines vorgebbaren Musters in Abhängigkeit von der Florrichtung ausgerichtet werden.
15. Selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Bodenreinigungsgerät (10) eine Antriebseinheit (30), eine Steuereinheit (27) zum Steuern der Bewegung des Bodenreinigungsgerätes (10) und eine Bodenreinigungseinheit (35) mit mindestens einer elektromotorisch antreibbaren Reinigungsbürste (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät (10) eine Sensoreinheit (47) mit mindestens einem Sensor (45, 48, 49, 50) umfasst, mit dem ein mit einer Florrichtung (57) der zu bearbeitenden Bodenfläche (14) verknüpftes Sensorsignal erfassbar ist, sowie ein Florrichtungsermitt- lungsglied (58), an das das Sensorsignal übertragbar und von dem anhand des Sensorsignals die Florrichtung (57) der Bodenfläche (14) ermittelbar ist, und dass die Bodenfläche (14) vom Bodenreinigungsgerät (10) in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung (57) bearbeitbar ist.
16. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät (10) Radencoder (31, 32) aufweist, die jeweils einem Antriebsrad (21, 22) zugeordnet sind zur Ermittlung der Anzahl der Umdrehungen des jeweiligen Antriebsrades (21, 22).
17. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät (10) ein Rechenglied (66) umfasst zur Bestimmung eines Drehwinkels des Bodenreinigungsgerätes (10) relativ zur Bodenfläche (14) anhand von Radencodersignalen, sowie einen
Drehsensor (49), mit dem hiervon unabhängig der Drehwinkel des Bodenreinigungsgerätes (10) relativ zur Bodenfläche (14) erfassbar und ein diesbezügliches Signal an das Rechenglied (66) übertragbar ist, und dass vom Rechenglied (66) anhand eines Unterschiedes der Drehwinkel ein Radschlupf der Antriebsräder (21, 22) ermittelbar und vom Florrich- tungsermittlungsglied (58) radschlupfabhängig die Florrichtung (57) ermittelbar ist.
18. Bodenreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (47) einen einem Antriebsmotor (39) der Reinigungsbürste (36) zugeordneten Stromsensor (45) aufweist zum Erfassen des Motorstroms und Bereitstellen eines diesbezüglichen Sensorsignals an das Florrichtungsermittlungsglied (58).
19. Bodenreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (27) einen Kantendetektionssensor (48) umfasst zum Erfassen des Verlaufes einer Begrenzungskante (62) der Bodenfläche (14) und Bereitstellen eines diesbezüglichen Sensorsignals an das Florrichtungsermittlungsglied (58).
20. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kantendetektionssensor (48) ein Strahlungssensor (48) zum berührungslosen Erfassen des Verlaufs der Begrenzungskante (62) ist.
21. Bodenreinigungsgerät nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kantendetektionssensor (48) ein Beschleunigungssensor (50) ist zum Erfassen des Verlaufs der Begrenzungskante (62) beim Überfahren mittels des Bodenreinigungsgerätes (10).
22. Bodenreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät (10) ein Lokalisierungsglied (54) zum Ermitteln der Position des Bodenreinigungsgerätes (10) relativ zur Bodenfläche (14) und ein Speicherglied (53) zum positionsabhängigen Speichern der Florrichtung (57) aufweist. Bodenreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenreinigungsgerät (10) ein Speicherglied (53) umfasst zum Abspeichern von Reinigungspfaden, anhand derer die Bodenfläche (14) in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung (57) reinigbar ist und/oder zum Abspeichern von Mustern, anhand derer die Fasern (55) der Bodenfläche (14) vom Bodenreinigungsgerät (10) in Abhängigkeit von der ermittelten Florrichtung (57) umlegbar sind .
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