In der PCT Anmeldung "Haushaltsroboters zum automatischen Staubsaugen von Bodenflächen", die im Patentamt unter dem Aktenzeichen PCT/DE 99/02276 geführt wird, und welche die Priorität der nationalen Anmeldungen 198 36 093.2 sowie 199 16 427.4 in Anspruch nimmt, wird ein Fahrroboter beschrieben, dessen vollautomatisches Steuerverfahren die folgenden wesentlichen Merkmale aufweist: Um die Vorrichtung herum wird ein Nahbereich festgelegt, dieser durch Sensoren abgetastet, und an den Grenzen des Nahbereiches werden mögliche neue Positionen für das Gerät gespeichert. Anschließend wird nach Auswahl einer der im aktuellen oder früheren Schritt gespeicherten Positionen, abhängig vom Grad der Erreichbarkeit, einer zugeordneten Priorität und unter Berücksichtigung des Vorhandenseins von noch nicht abgetasteter Fläche im Bereich der möglichen neuen Positionen, die gewählte Position angefahren und danach die beschriebene Abfolge der Verfahrensschritte solange wiederholt, bis eine vorgegebene Gesamtfläche vollständig überstrichen wurde oder keine neue Position mehr ausgewählt werden kann. Die von den Sensoren abgetastete Bodenfläche wird in ein zweidimensionales Datenfeld abgebildet, um hierin während der Abtastung erkannte Hindernisse, freie Bereiche sowie mögliche neue Positionen für die Vorrichtung durch bestimmte Stati zu markieren. Dieses Feld, in dem somit sukzessive ein Abbild der zugänglichen Bodenfläche mit den Konturen sämtlicher Hindernisse und begrenzenden Rändern entsteht, dient zur Festlegung von Steuerparameter für die Vorrichtung sowie zur Kontrolle der bereits überstrichenen Fläche.In the PCT application "Household robots for automatic vacuuming ofBodenflächen ", which are listed in the patent office under the file number PCT / DE 99/02276and which is the priority of national applications 198 36 093.2 as well199 16 427.4 takes a driving robot is described, its fully carmatisches Steuerverfahren has the following essential characteristics:A close range is defined around the device, this by sensorsscanned, and at the boundaries of the near range possible new positionssaved for the device. Then, after selecting one of the currentCurrent or previous step saved positions depending on the degree of Eravailability, an assigned priority and taking into account the existingthat of not yet scanned area in the area of the possible new positionstion, the selected position and then the described sequence ofRepeat the process steps until a predetermined total area is completedig was swiped over or no new position can be selected.The floor area scanned by the sensors is converted into a two-dimensional datafield depicted in order to identify obstacles detected during the scanning, free loadingrich and possible new positions for the device due to certain statesto mark. This field, in which a picture of the accessible Bosurface with the contours of all obstacles and bounding edgesis used to define control parameters for the device and for controll the already painted area.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerverfahrens sind im folgenden angegeben:Further advantageous refinements of the control method are indicated belowgive:
Der Nahbereich kann durch die Reichweite der Sensoren festgelegt sein, die an der Vorrichtung starr oder beweglich befestigt sind. Hierbei können richtungssensitive Sensoren mit Fernwirkung eingesetzt werden oder einfache Kontakt- bzw. Abstandssensoren, die durch eine geeignete Mechanik über die abzutastende Fläche geführt werden. Die Abtastung des Nahbereiches kann aber auch so erfolgen, daß die Wirkung von Sensoren mit Fernwirkung oder von beweglichen Sensoren emuliert wird, indem die gesamte Vorrichtung bewegt wird und diese den maximal zugänglichen Nahbereich mit etwaigen Hindernissen durch Sensoren ohne Fernwirkung ermittelt. In diesem Fall kann als Nahbereich eine beliebige Teilfläche relativ zur Position der Vorrichtung definiert werden.The close range can be determined by the range of the sensors, which at theDevice are rigidly or movably attached. Here directionally sensitiveSensors with remote effect can be used or simple contact or Ablevel sensors, which use suitable mechanics over the area to be scannedbe performed. The scanning of the close range can also be done in such a way that emulates the effect of remote sensors or moving sensorsis by moving the entire device and this the maximally accessibleChen close range with any obstacles caused by sensors without remote effectaverages. In this case, any partial area relative to the position can be used as a close rangetion of the device can be defined.
Beim Einsatz von Sensoren, die keine Richtungsinformation liefern, wird nach dem Detektieren eines Hindernisses die exakte Position des Hindernisses durch Berücksichtigung der Abtastrichtung ermittelt.When using sensors that do not provide directional information, after theDetect an obstacle the exact position of the obstacle by touchthe direction of scanning determined.
Um die Anzahl der gespeicherten Positionen zu begrenzen, werden nach der Abtastung des Nahbereiches nur dort neue Positionen gespeichert werden, wo keine Hindernisse detektiert wurden und auch keine Flächenbereiche angrenzen, die bereits von einer früheren Position des Gerätes aus abgetastet wurden. Besonders einfach läßt sich diese Bedingung dadurch realisieren, daß nur an denjenigen Grenzen des Nahbereichs neue Positionen gespeichert werden, die im Datenfeld als noch nicht abgetastet markiert sind.In order to limit the number of stored positions, after the Abtaof the close range only where new positions are saved where noneObstacles were detected and also do not border any areas that arehave already been scanned from an earlier position of the device. Especiallythis condition can easily be realized by only using those sizeszen of the close range new positions are saved, which in the data field as yetare not marked scanned.
Bei der Abbildung eines Punktes (x, y) in das Datenfeld mit den Dimensionen x_max und y_max erfolgt für negative Koordinaten eine Transformation in einen positiven Koordinatenbereich, z. B. durch Bildung von x_max - |x| bzw. y_max - |y|.When mapping a point (x, y) into the data field with the dimensions x_maxand y_max is transformed into positive coordinates for negative coordinatesCoordinate range, e.g. B. by forming x_max - | x | or y_max - | y |.
Bei der erneuten Abtastung eines bereits im Datenfeld markierten Bereiches werden die Stati dieser Fläche entsprechend den neuen Sensordaten aktualisiert. Hierdurch wird erreicht, daß aufgrund der Überlappung der Abtastbereiche und insbesondere, falls Hindernisse in bereits abgetastete Bereiche gestellt werden, die gespeicherte Information über die abgetastete Fläche immer auf dem neuesten Stand ist.When scanning an area already marked in the data field againthe status of this area is updated according to the new sensor data. Herebyis achieved that due to the overlap of the scanning areas and in particular,if obstacles are placed in areas that have already been scanned, the savedInformation about the scanned area is always up to date.
Bei der Auswahl einer neuen Position für die Vorrichtung werden nur solche Positionen berücksichtigt, die im Datenfeld nicht als bereits abgetastet markiert sind. Dieses Kriterium stellt eine einfache aber effektive Möglichkeit dar, um die im Bereich von neuen Positionen jeweils noch nicht abgetasteten Flächen zu berücksichtigen: Wurde eine Position seit ihrer Speicherung im Datenfeld inzwischen als bereits abgetastet markiert, so kann aufgrund der im allgemeinen kompakten Nahbereiche davon ausgegangen werden, daß auch die umgebene Fläche schon abgetastet wurde. Deshalb kann eine solche Position gelöscht werden, da sie nicht mehr angefahren werden muß.When selecting a new position for the device, only such positionsthat are not marked as already scanned in the data field. ThisCriterion is a simple but effective way to get around in the range ofnew positions to take into account areas not yet scanned: Wurde a position since it was saved in the data field has already been enteredcontinuously marked, it can because of the generally compact near areascan be assumed that the surrounding area has already been scanned.Therefore, such a position can be deleted since it is no longer approachedmust become.
Bei der Speicherung von neuen Positionen können verschiedene Prioritäten für diese Positionen vergeben werden, abhängig z. B. von ihrer Lage und der Nähe zu anderen Positionen. Bei der Auswahl einer neuen Position für die Vorrichtung werden nur solche Positionen berücksichtigt, deren Priorität diejenige einer bereits vorläufig im aktuellen Verfahrensschritt ausgewählten neuen Position nicht unterschreitet. Bei der Auswahl einer neuen Position werden nur solche Positionen berücksichtigt, die in einer bestimmten Teilfläche liegen, und diese Teilfläche wird während des Ablaufs des Verfahrens modifiziert, falls innerhalb der aktuellen Teilfläche keine neue Position ausgewählt werden kann. Dieses Verfahren ermöglicht eine indirekte Beeinflussung der Bewegung der Vorrichtung, um zum Beispiel zu erreichen, daß die Vorrichtung vorrangig zusammenhängende Flächenbereiche überstreicht. Bei der Auswahl einer möglichen neuen Position kann der Abstand und die Richtung von der aktuellen Position als Bewertungsparameter berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann bei der Auswahl einer neuen Position für die Vorrichtung durch Auswertung des Datenfeldes sichergestellt werden, daß die neue Position von der Vorrichtung auf direktem Weg erreichbar ist, wobei nur Bereiche überfahren werden dürfen, die bereits abgetastet wurden und nicht als Hindernis markiert sind. Ebenso ist es möglich, bei der Auswahl einer neuen Position die zurückgelegte Distanz seit Speicherung einer möglichen neuen Position zu berücksichtigen, um den Einfluß von möglichem Schlupf zu begrenzen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, daß bei der Überprüfung der Erreichbarkeit einer Position im Datenfeld ein zusätzlicher Sicherheitsabstand an den Rändern der zu überfahrenden Strecke, dessen Breite von der zurückgelegten Distanz abhängt, als frei markiert sein muß. Nach der Auswahl einer neuen Position durch Auswertung des Datenfeldes wird die kürzeste Route innerhalb der bereits abgetasteten Fläche unter Umgehung von Hindernissen bestimmt und die Vorrichtung entlang dieser Route bewegt. Die Vorrichtung kann auf beliebige vorherige Positionen zurückgesetzt werden und beim Zurücksetzen der Vorrichtung über mehrere vorherige Positionen können bestimmte Zwischenpositionen übersprungen werden, falls eine Überprüfung im Datenfeld ergibt, daß die Vorrichtung während ihrer Bewegung keine als Hindernis markierten Bereiche überfahren muß.When storing new positions, different priorities for thepositions are assigned depending on e.g. B. of their location and proximity to others Positions. When choosing a new position for the deviceonly those positions are considered, the priority of which is already provisionalnot fall below the new position selected in the current procedural step.When selecting a new position, only those positions are taken into accountwhich are in a certain area, and this area is during theModified course of the method, if none within the current partial areanew position can be selected. This procedure allows an indirect oneInfluencing the movement of the device, for example to achieve that theDevice primarily covers contiguous surface areas.When choosing a possible new position, the distance and the direction canfrom the current position are taken into account as valuation parameters.It can also help you choose a new location for the deviceEvaluation of the data field can be ensured that the new position of theDevice can be reached in a direct way, with only areas being driven overthat have already been scanned and are not marked as an obstacle.It is also possible, when selecting a new position, to read the Dipunch since a possible new position has been saved in order to take theLimit the influence of possible slippage. This can be done, for exampledo that when checking the accessibility of a position in the data fieldadditional safety distance at the edges of the route to be crossed,the width of which depends on the distance covered, must be marked as free.After selecting a new position by evaluating the data field, theshortest route within the area already scanned, bypassing Hindetermined and the device is moved along this route.The device can be reset to any previous positions andwhen resetting the device over several previous positions can beagreed intermediate positions are skipped if a review in Datenfeld shows that the device does not mar as an obstacle during its movementareas must be run over.
Falls ein unerwartetes Hindernis die Bewegung der Vorrichtung blockiert, ermittelt diese durch Abtastung mittels der Sensoren die Konturen des Hindernisses. Da während der Bewegung der Vorrichtung i. a. keine erneute Abtastung der Wegstrecke erfolgt - denn hierbei werden nur Bereiche überfahren, die im Datenfeld als frei markiert sind - kann die Vorrichtung durch das Versetzen von Gegenständen oder ggf. durch Schlupf an für sie unbekannte Hindernisse stoßen. In diesem Fall wird die Bewegung der Vorrichtung abgebrochen, der Nahbereich abgetastet um die gespeicherte Umgebungsinformation upzudaten, und dann eine neue Position gewählt. Nach dem Anfahren einer neuen Position wird der neue Nahbereich durch Auswertung des Datenfeldes so bestimmt, daß nur eine geringe Überlappung mit bereits abgetasteten Nachbarbereichen auftritt.If an unexpected obstacle blocks the movement of the device, determineby scanning the sensors the contours of the obstacle. Becauserend the movement of the device i. a. no renewed scanning of the routetakes place - because only areas are crossed that are free in the data fieldthe device can be moved by moving objects or to slip through obstacles unknown to them. In this case, the Bemovement of the device canceled, the close range scanned around the foodupdated environment information, and then selected a new position.After moving to a new position, the new close-up range is determined by ejectortion of the data field determined so that only a slight overlap with alreadyscanned neighboring areas occurs.
Besonders vorteilhaft ist es für den Einsatz der Erfindung als Staubsauger, wenn während der Abtastung gleichzeitig die Bodenfläche gereinigt wird.It is particularly advantageous for the use of the invention as a vacuum cleaner ifthe floor surface is simultaneously cleaned during the scanning.
Dazu kann die Abtastung durch einen beweglichen Arm so erfolgen, daß noch nicht abgetastete Flächen immer zuerst vom vorderen Ende des Armes überstrichen werden. Bei Hinderniskontakt wird der Arm in geringst möglichem Abstand an detektierten Hindernissen entlanggeführt. In besonders vorteilhafter Weise kann hierbei der Nahbereich um die Vorrichtung in Form eines Kreissektors gewählt werden, wobei die Abtastung durch wiederholte Links- und Rechtsdrehung der Vorrichtung mit jeweils vergrößerter Länge des Armes erfolgt. Um eine mehrfache Abtastung derselben Hindernisse zu vermeiden, kann der Arm hierbei in Winkelbereichen von bereits detektierten Hindernissen entsprechend verkürzt werden.For this, the scanning can be done by a movable arm so that not yetScanned areas always swept first from the front end of the armthe. If there is any obstacle contact, the arm will be detected at the smallest possible distanceguided along obstacles. In a particularly advantageous manner, theShort range around the device can be selected in the form of a circular sector, whereinthe scanning by repeated left and right rotation of the device with eachbecause of the increased length of the arm. A multiple scan of the sameTo avoid ben obstacles, the arm can be in angular ranges from alreadydetected obstacles can be shortened accordingly.
Durch Auswertung der Information im Datenfeld wird sichergestellt, daß die Reinigung der Bodenfläche nur in denjenigen Bereichen erfolgt, die im Datenfeld als noch nicht gereinigt markiert sind.By evaluating the information in the data field it is ensured that the ReiniThe floor area is only used in those areas that are still in the data fieldare not marked cleaned.
Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung, die neben einer Saugeinrichtung selbstverständlich auch andere Reinigungseinrichtungen beispielsweise zum Wischen, Dampfreinigen bzw. Sprühreinigen enthalten kann oder auch alternativ für andere Zwecke wie z. B. Rasenmähen, Objektsuche oder Kontrollaufgaben eingesetzt werden kann, weist in der oben angegebenen PCT-Anmeldung die folgenden kombinierbaren wesentlichen Merkmale auf:A device suitable for the method according to the invention which, in addition to aSuction device of course also other cleaning devices for examplemay contain for wiping, steam cleaning or spray cleaning or alsoalternatively for other purposes such as B. lawn mowing, property search or check upcan be used, the PCT application specified above indicates thefollowing combinable essential features:
Die Vorrichtung mit angetriebenen Rädern und Steuerrädern bzw. steuerbaren Antriebsrädern und Sensoren sowie einem ausfahrbaren Arm ist dadurch gekennzeichnet, daß neben zwei angetriebenen Rädern als dritter Auflagepunkt das vordere untere Ende des Armes (Kopf) dient, das sich z. B. auf Walzen, Kugeln, Rädern oder Borsten abstützt.The device with driven wheels and steering wheels or controllable tothis characterizes drive wheels and sensors as well as an extendable armnet that in addition to two driven wheels as the third support point the front untere end of the arm (head) that z. B. on rollers, balls, wheels orSupports bristles.
Die Vorrichtung mit angetriebenen Rädern und Steuerrädern bzw. steuerbaren Antriebsrädern und Sensoren sowie einem ausfahrbaren Arm mit an dessen vorderen Ende angeordnetem Kopf ist dadurch gekennzeichnet, daß am Kopf eine oder mehrere rotierende Tellerbürste(n) angeordnet ist/sind.The device with driven wheels and steering wheels or controllable todrive wheels and sensors as well as an extendable arm on the front End arranged head is characterized in that one or more on the headrere rotating disc brush (s) is / are arranged.
Die Vorrichtung mit angetriebenen Rädern und Steuerrädern bzw. steuerbaren Antriebsrädern und Sensoren sowie einem ausfahrbaren Arm ist dadurch gekennzeichnet, daß am Arm Abstands- bzw. Kontaktsensoren zur Erfassung von Hindernissen angeordnet sind, die durch Bewegung des Armes und Drehung der Vorrichtung den Nahbereich überstreichen können und sowohl Hindernisse für die Bewegung des Armes detektieren als auch solche, welche nur für die Bewegung der Vorrichtung ein Hindernis darstellen.The device with driven wheels and steering wheels or controllable tothis characterizes drive wheels and sensors as well as an extendable armnet that distance or contact sensors on the arm to detect obstaclesare arranged by the movement of the arm and rotation of the deviceCan sweep close range and both obstacles to the movement of theDetect poor as well as those only for the movement of the deviceRepresent obstacle.
Die Vorrichtung mit angetriebenen Rädern und Steuerrädern bzw. steuerbaren Antriebsrädern und Sensoren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe z. B. über Schneckengetriebe elastisch mit dem jeweiligen Rad verbunden sind, wobei die bei einer Blockierung des Saugers durch ein Hindernis auftretende Verschiebung der Antriebe detektiert wird. Durch diesen Mechanismus kann auf einen zusätzlichen äußeren Kontaktsensor, der die Vorrichtung vollständig umgeben müßte und der mechanisch aufwendig ist, verzichtet werden.The device with driven wheels and steering wheels or controllable todrive wheels and sensors is characterized in that the drives z. B. aboutWorm gears are elastically connected to the respective wheel, the ata blockage of the vacuum cleaner due to an obstacle shifting theDrives is detected. Through this mechanism, an additionalouter contact sensor, which should completely surround the device and theis mechanically complex to be dispensed with.
Zusätzliche vorteilhafte Ausprägungen der in den Voranmeldungen beschriebenen Vorrichtung werden durch die folgenden Merkmale beschrieben:Additional advantageous forms of those described in the pre-registrationsDevices are described by the following features:
Der Antrieb der Tellerbürste(n) erfolgt über eine verschiebbare Welle durch einen Getriebemotor, der auf der Saugergrundfläche angebracht ist.The plate brush (s) are driven by a sliding shaftGeared motor, which is attached to the suction base.
Jede Bürste ist mit einem dichten Kranz schräg nach außen geneigter weicher Borsten umgeben, um Staub von Möbelkanten zu entfernen und Beschädigungen zu vermeiden. Darüberhinaus kann jede Bürste schräg nach innen gerichtete Borsten aufweisen, die Schmutz vom Boden lösen, den Sauger stützen können, und zusätzlich den Saugkopf an kleinen Stufen wie z. B. Teppichkanten anheben.Each brush is with a dense ring of soft boron slanted outwardssurrounded to remove dust from furniture edges and damageavoid. In addition, each brush can have bristles pointing inwardshave that detach dirt from the floor, can support the vacuum cleaner, and additionalLich the suction head on small steps such. B. Lift carpet edges.
Falls mehrere Tellerbürsten Verwendung finden, können deren Achsen so angeordnet und angetrieben werden, daß die Bürsten den Schmutz in Richtung der Saugdüse unterhalb des Kopfes befördern. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine an sich bekannte Anordnung, siehe die deutsche Patenschrift 10 57 154, bei der die Bürsten über ein Planetengetriebe in Eigenrotation versetzt werden und gleichzeitig unterhalb des Kopfes kreisförmig umlaufen.If several disc brushes are used, their axes can be arranged in this waynet and driven that the brushes the dirt towards the Saugdümove it beneath the head. A per se is particularly advantageous hereknown arrangement, see German patent 10 57 154, in which the brushesare set to self-rotation via a planetary gear and at the same time belowof the head in a circle.
Spezielle Sensoren im Bereich des Kopfes detektieren Hindernisse für die Bewegung des Armes. Ein Sensor zu diesem Zweck kann in vorteilhafter Weise so ausgeführt sein, daß um den Kopf des Armes herum in geringem gegenseitigen Abstand zwei elektrische Leiter angebracht sind, von denen der äußere bei Kontakt mit einem Hindernis elastisch an den inneren herangedrückt wird und hierdurch einen elektrischen Stromkreis schließt.Special sensors in the area of the head detect obstacles for the movementarm. A sensor for this purpose can advantageously look like thisbe led around the head of the arm at a short mutual distance two electrical conductors are attached, the outer one in contact with oneObstacle is pressed elastically on the inside and thereby an electricircuit closes.
Andere Sensoren im Bereich des Kopfes detektieren Hindernisse für die Bewegung der Vorrichtung, die jedoch den Arm selbst nicht behindern. Zu diesem Zweck kann ein Abstandssensor, der z. B. durch Ultraschall oder mittels elektromagnetischer Wellen die lichte Höhe oberhalb des Kopfes mißt, eingesetzt werden. Zusätzlich kann ein Sensor, z. B. in Form eines mechanischen Tasters oder berührungslos, Stufen im Bodenbelag unterhalb des Kopfes erfassen, um so ein Kippen der Vorrichtung zu vermeiden. Der bewegliche Arm wird vorteilhafter Weise als Teleskoparm mit rechteckförmigem Querschnitt ausgeführt, um im Einsatz als Sauger bei möglichst flacher Bauweise einen großen Querschnitt zur Führung des Luftstromes zu bieten.Other sensors in the area of the head detect obstacles to movementthe device, which, however, does not hinder the arm itself. For this purposea distance sensor, the z. B. by ultrasound or by means of electromagneticWaves that measure the clear height above the head. In additioncan a sensor, e.g. B. in the form of a mechanical button or contactless,Grip steps in the flooring below the head, so that the front tiltsto avoid direction. The movable arm is advantageously used as a telescopic armwith a rectangular cross-section, to be used as a vacuum at mögAs flat as possible, a large cross-section for guiding the air flowOffer.
Falls die Vorrichtung sich nicht auf dem vorderen Ende des ausfahrbaren Armes abstützt, ist es vorteilhaft, den Teleskoparm so auszuführen, daß er an seinem hinteren Ende um eine horizontale Achse drehbar bzw. vertikal beweglich gelagert ist, um guten Bodenkontakt des Kopfes zu garantieren. Auch in diesem Fall kann unterhalb des vorderen Endes des Armes eine zusätzliche Stütze mit integrierter Kugel zum Abrollen befestigt werden, die beliebige laterale Bewegungen gestattet.If the device is not on the front end of the extendable armsupports, it is advantageous to design the telescopic arm so that it is at its rearEnd rotatably about a horizontal axis or vertically movable toguarantee good head contact with the ground. In this case too, belowthe front end of the arm an additional support with integrated ball forUnroll can be attached, which allows any lateral movements.
Durch Gewichtsverlagerung kann der Aufsetzdruck des Kopfes variiert werden. Nach dem Auslösen des Blockierungssensors wird die Vorrichtung vorteilhafter Weise soweit zurückgesetzt, bis der Sensor keine Blockierung mehr anzeigt. Anschließend erfolgt ein erneutes Vorsetzen allerdings mit reduzierter Geschwindigkeit, um so zwischen Pseudo- und echten Hindernissen zu unterscheiden. Hat der Sensor beim ersten Mal aufgrund eines reellen Hindernisses ausgelöst, so wird er auch bei verringerter Geschwindigkeit erneut ansprechen. War die Ursache jedoch lediglich eine überwindbare Stufe im Bodenbelag, z. B. eine Teppichkante, oder ein erhöhter Reibungswiderstand der Bürste, so bewirkt die geringere Geschwindigkeit eine Reduzierung der dynamisch wirkenden Kräfte und der Reibkräfte, so daß ein erneutes Auslösen unterbleibt.The head pressure can be varied by shifting the weight.After the blocking sensor has been triggered, the device becomes advantageous whiteuntil the sensor no longer shows a blockage. ThenHowever, a further advance is carried out at a reduced speedto distinguish between pseudo and real obstacles. Has the sensortriggered the first time due to a real obstacle, it is also triggered byrespond again at reduced speed. However, the cause was onlyan accessible level in the flooring, e.g. B. a carpet edge, or an elevatedFrictional resistance of the brush, the lower speed causes a reReduction of the dynamic forces and the frictional forces, so that a new oneTriggering is omitted.
In dieser Zusatzanmeldung zu obiger PCT-Anmeldung werden Erweiterungen der Vorrichtung beschrieben, die sich durch folgende Merkmale auszeichnen:In this additional application for the above PCT application, extensions of theDevice described, which are characterized by the following features:
Am Kopf der Vorrichtung können eine oder mehrere Rundbürsten mit horizontalen Achsen, wie sie ebenfalls in Bürstenantrieben herkömmlichen Bodenstaubsauger üblich sind, angeordnet werden. Durch eine geeignete Mechanik werden diese Bürsten um eine senkrechte Achse gedreht und rotieren gleichzeitig um ihre jeweilige horizontale Achse, um hierdurch eine effektive und gleichmäßige Reinigung der gesamten Fläche unterhalb des Kopfes zu erzielen. Zu diesem Zweck ist unterhalb des Kopfes ein Speichenrad befestigt, das über seine senkrecht stehende Achse angetrieben wird, und durch das der Luftstrom mit dem gelösten Staub geleitet wird. Auf einer oder mehrerer Speichen dieses Rades sind radial in Richtung der Speichen eine oder mehrere Rundbürsten drehbar angeordnet. An den nach außen zeigenden Seiten der Bürsten ist jeweils ein Zahnrad fest mit der entsprechenden Bürste verbunden und kann zusammen mit dieser gedreht werden. Die Zahnräder greifen in einen feststehenden Zahnkranz ein, so dass bei Drehung des Speichenrades die Zahnräder und mit ihnen die Bürsten sowohl um die vertikale Achse des Speichenrad umlaufen als auch gleichzeitig um ihre eigenen Achsen rotieren. Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn der Zahnkranz oberhalb der Zahnräder angebracht ist, da hierdurch die Summe der Drehgeschwindigkeit des Speichenrades und der Eigenrotation der Rundbürsten auf dem zu reinigenden Untergrund auftritt und damit verbunden eine besonders effektive Kehrwirkung. Weiterhin können innerhalb des Saugkopfes geeignete Abstreifvorrichtungen angebracht sein, die anhaftenden Staub von den Rundbürsten bei deren Drehung entfernen.At the head of the device one or more round brushes with horizontalAxes as they are also found in brush drives for conventional cylinder vacuum cleanersare usually arranged. These burmost rotated around a vertical axis and rotate simultaneously around their respectivehorizontal axis to ensure effective and uniform cleaning of the geto achieve the entire area below the head. To this end, is below theHead attached a spoked wheel, the on its vertical axisis driven, and through which the air flow is conducted with the dissolved dust. Onone or more spokes of this wheel are radial in the direction of the spokesone or more round brushes rotatably arranged. On the outward facingOn the sides of the brushes, a gearwheel is firmly attached to the corresponding brushtied and can be rotated together with this. The gears engagea fixed ring gear so that when the spoke wheel rotates theGears and with them the brushes both around the vertical axis of the spokesrotate around the wheel as well as rotate around its own axes at the same time. Especially beforeIt has a partial effect if the ring gear is attached above the gearsis because this is the sum of the speed of rotation of the spoke wheel and theSelf-rotation of the round brushes occurs on the surface to be cleaned and thuscombined a particularly effective sweeping effect. Furthermore, within theSuction head suitable scraper devices are attached, the adheringRemove dust from the round brushes as they rotate.
Zusätzlich wird eine hohe Reinigungswirkung im direkten Randbereich des Kopfes erreicht und darüber hinaus eine effektive Führung der Luftströmung ermöglicht, indem am äußeren Rand des Speichenrades ein schräg nach außen weisender Borstenkranz angeordnet ist, der sich mit dem Speichenrad dreht.In addition, there is a high cleaning effect in the direct edge area of the headachieved and moreover enables an effective guidance of the air flow inon the outer edge of the spoked wheel, a boron pointing obliquely outwardsstenkranz is arranged, which rotates with the spoke wheel.
Unterhalb des Saugarms kann in vorteilhafter Weise eine Abstreifeinrichtung angebracht werden, die anhaftenden Staub bei Drehung des Speichenrades von dem äußeren Borstenkranz entfernt.Below the suction arm, a stripping device can be advantageously arrangedbe brought, the adhering dust when turning the spoke wheel of theouter bristle ring removed.
Alternativ kann eine andere Form des Bürstenkopfes mit Tellerbürsten gewählt werden, deren prinzipielle Funktion bereits früher für die Anwendung in Kehrmaschinen beschrieben wurde, siehe die Patentanmeldung DE 10 57 154, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Tellerbürsten in der Art eines Planetengetriebes bewegt werden. Im Gegensatz zu der zitierten Voranmeldung erfolgt die Luftansaugung allerdings nicht über ein zentrales Rohr, sondern durch ein unterhalb des Kopfes angeordneten Speichenrad hindurch, dessen Achse über ein Kegelgetriebe gedreht wird, und das eine sehr flache Bauweise gestattet.Alternatively, a different shape of the brush head with plate brushes can be chosenthe, whose basic function earlier for use in sweepershas been described, see patent application DE 10 57 154, and characterized is that the plate brushes are moved in the manner of a planetary gearthe. In contrast to the cited advance notification, the air is drawn in by everyoneHowever, not via a central tube, but through a below the headarranged through the spoked wheel, the axis of which is rotated via a bevel gear,and that allows a very flat design.
Am äußeren Umfang dieses Rades sind mehrere Zahnräder mit senkrechten Achsen drehbar gelagert befestigt. Mit jedem dieser Zahnräder ist jeweils eine Tellerbürste verbunden, die bei Drehung des entsprechenden Zahnrades ebenfalls in Drehung versetzt wird. Die Zahnräder greifen in einen Zahnkranz ein, so dass bei Drehung des Speichenrades die Zahnräder und mit ihnen die Bürsten sowohl um die vertikale Achse des Speichenrad umlaufen als auch gleichzeitig um ihre eigene vertikale Achse rotieren.On the outer circumference of this wheel are several gears with vertical axesrotatably mounted. There is a disc brush with each of these gearsconnected, the rotation of the corresponding gear also in rotationis transferred. The gears engage in a ring gear, so that when rotatingthe spoked gear and with them the brushes both around the verticalAxis of the spoked wheel revolve as well as around its own vertical axisrotate.
Der Zahnkranz kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Umlaufkreises der Zahnräder angebracht sein, wodurch jeweils entgegengesetzte Rotationsrichtungen der Tellerbürsten erreicht werden.The ring gear can be both inside and outside the orbit of theGears can be attached, causing opposite directions of rotationthe plate brushes can be reached.
Unterhalb des Speichenrades ist eine runde Blende zur Führung des Luftstromes befestigt und dreht sich mit diesem. Der äußere Umfang der Blende kann diagonal verlaufende Wülste oder Lamellen aufweisen, um an den Bürsten anhaftenden Staub während der Bürstendrehung nach unten abzustreifen.Below the spoked wheel is a round screen for guiding the air flowattached and rotates with this. The outer perimeter of the bezel can be diagonalhave running beads or fins to adhere to the brushesWipe off dust while brushing down.
Die Achsen der Tellerbürsten werden in vorteilhafter Weise so geführt, dass nur die jeweils nach innen in Richtung der Achse des Speichenrades laufende Bürstenseite Kontakt mit der Bodenfläche hat. Hierdurch wird erreicht, dass Staub immer in die Mitte unterhalb des Kopfes befördert und von dort aufgesaugt wird. Falls das Speichenrad und die Tellerbürsten gleichsinnig rotieren, kann zur Erzielung schräg stehender Bürsten die Verbindung zwischen den Zahnrädern und den Tellerbürsten momentenschlüssig so erfolgen, dass die Achsen der Bürsten gegen die des entsprechenden Zahnrades in beliebiger Richtung um einen bestimmten Winkel verschwenkbar sind.The axes of the plate brushes are advantageously guided so that only thebrush side running inwards in the direction of the axis of the spoke wheelHas contact with the floor surface. This ensures that dust is always in theIn the middle below the head and is sucked up from there. If the SpeiThe sprocket and the plate brushes rotate in the same directionbrushes the connection between the gears and the plate brushestorque-wise so that the axes of the brushes against the entspeaking gear in any direction by a certain angle verare pivotable.
Hierzu ist es vorteilhaft, die Tellerbürsten oben mit einer Wanne abzuschließen, an deren flexiblen Deckel die jeweilige Zahnradachse mittig befestigt ist, um hierdurch eine elastische Verschwenkung der Tellerbürsten gegen die jeweilige Zahnradachse durch die Reibkräfte zu ermöglichen. Statt des Deckels können die Wannen an ihrem oberen Abschluß von mehreren federnden Streifen überspannt sein, an deren Schnittpunkt mittig die jeweilige Zahnradachse befestigt ist. Sowohl der elastische Deckel als auch die federnden Streifen können hierbei ein Wellenprofil aufweisen, um so die Verschwenkung der Tellerbürsten zu erleichtern.For this purpose, it is advantageous to close off the plate brushes at the top with a tubthe flexible cover of which the respective gear wheel axis is fastened in the center, in order to therebyan elastic swiveling of the plate brushes against the respective gear axisthrough the frictional forces. Instead of the lid, the tubs on ihRem top end be spanned by several resilient strips, on theirIn the center of intersection, the respective gear axis is attached. Both the elastic The lid and the resilient strips can have a corrugated profile,in order to facilitate the swiveling of the plate brushes.
Wie schon in der Hauptanmeldung beschrieben, ist es auch bei den hier dargestellten Bürstenantrieben vorteilhaft, den Arm als Teleskoparm auszuführen, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Außerdem ist es sinnvoll, dass der Antrieb der Reinigungseinrichtung über eine Welle durch einen Motor erfolgt, der auf der Grundfläche der Vorrichtung angebracht ist, da der Kopf in diesem Fall sehr flach und leicht aufgebaut sein kann.As already described in the main application, it is also shown hereten brush drives advantageous to run the arm as a telescopic arm that onehas a rectangular cross section. It also makes sense that the drivethe cleaning device is carried out via a shaft by a motor on theBase of the device is attached, since the head is very flat in this caseand can be easily constructed.
Um die Bauhöhe des Saugarms und des Kopfes weiter zu verringern, wird die Antriebswelle darüber hinaus innerhalb des Saugarms in einer Vertiefung geführt. Zur Erzielung einer besonders gleichmäßigen Reinigung des Bodens sollte die Reinigungseinrichtung unabhängig von der aktuellen Ausfahrlänge des Saugarmes immer mit der gleichen Kraft auf dem Boden aufliegen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass am ausfahrbaren Arm Gewichte angebracht werden, um das bezogen auf den Kopf variable Moment des Saugerkörpers auszugleichen.To further reduce the height of the suction arm and head, the Andrive shaft is also guided in a recess within the suction arm.To achieve a particularly even cleaning of the floor, the Reicleaning device regardless of the current extension length of the suction arm in thealways lie on the floor with the same force. This can be achievedweights are attached to the extendable arm to cover thison the head to balance variable moment of the sucker body.
Aus demselben Grund ist es vorteilhaft, den Behälter zur Aufnahme des Staubes zentriert über den verlängerten Achsen der Antriebsräder des Saugers anzubringen, damit die Auflagekraft des Saugkopfes unabhängig vom Füllungsgrad des Staubsammelbehälters ist.For the same reason, it is advantageous to use the container to hold the dustto be centered over the extended axles of the suction drive wheels,thus the contact force of the suction head regardless of the degree of filling of the dustcollecting container is.
Weiterhin sind folgende Verfahren für die beschriebene Vorrichtung Gegenstand der Zusatzanmeldung, die sämtlich wie auch die Verfahren der Hauptanmeldung von einem Mikroprozessor gesteuert werden, der zusammen mit der zugehörigen Elektronik selbst Teil der Vorrichtung ist:Furthermore, the following methods for the described device are the subject ofAdditional application, all of which also include the procedures for the main application bya microprocessor can be controlled, which together with the associated electronik itself is part of the device:
Die Leistungsaufnahme oder die Drehzahl des Bürstenantriebs bzw. die Änderung eines dieser beiden Parameter wird zur Bestimmung der Rauigkeit des Untergrundes und damit zur Erkennung des Bodenbelages ausgewertet, wobei je nach Bodenbelag eine Anpassung der Leistung der Reinigungseinrichtung erfolgt. Die Erfassung der Leistung bzw. der Drehzahl einer Reinigungsbürste wird bereits in dem Patent DE 43 30 475 A1 beschrieben, allerdings dort ausschließlich zur Vermeidung des Anstoßens an ein Hindernis bzw. zur Vermeidung des Herunterfallens an einer Stufe, wobei eine geeignete Mechanik verwendet wird. Bei der hier vorgeschlagenen Erfassung des Untergrundes wird ausgenutzt, dass ein Teppichboden je nach Florhöhe eine höhere Reibung des Bürstenantriebs verursacht als ein glatter Boden mit Parkett, Fliesen o. ä., was ein sensibles Erkennen des Bodenbelags erlaubt. Bei glatten Bodenbelägen kann die Umdrehungszahl der Bürsten und ebenfalls die Leistung des Saugmotors reduziert werden, da der Staub von glatten Böden leichter zu lösen ist. Hierdurch wird sowohl eine Verringerung der Leistungsaufnahme zur Steigerung der Reichweite des Saugers bewirkt, als auch zur Schonung von empfindlichen, glatten Oberflächen beigetragen. Es muss nicht näher erläutert werden, dass der Sauger zusätzlich zu der beschriebenen automatischen Anpassung der Leistung des Bürsten- und Saugantriebs natürlich ebenfalls eine manuelle Einstellmöglichkeit dieser Parameter aufweisen kann.The power consumption or the speed of the brush drive or the changeone of these two parameters is used to determine the roughness of the substrateand thus evaluated to identify the flooring, depending on the floorthere was an adjustment of the performance of the cleaning device. The capturethe power or speed of a cleaning brush is already in the patentDE 43 30 475 A1 described, but only there to avoid the Anencounter an obstacle or to avoid falling on a step,suitable mechanics are used. With the capture proposed hereSolution of the subsurface is used that a carpet depending on the pile heightcauses a higher friction of the brush drive than a smooth floor with parquet, Tiles or similar, which allows sensitive detection of the floor covering. With smoothFloor coverings can change the number of revolutions of the brushes and also the performance of theSuction motor can be reduced because the dust is easier to remove from smooth floors.This will both reduce power consumption to increaseRange of the vacuum causes, as well as to protect sensitive, smoothContributed to surfaces. It is not necessary to explain that the suckerin addition to the described automatic adjustment of the office performanceand suction drive of course also a manual setting option of thisCan have parameters.
Im folgenden werden Erweiterungen des in der Hauptanmeldung beschriebenen Verfahrens zur Steuerung der Saugerbewegung erläutert. Es sei nochmals erwähnt, dass dieses Verfahren und sämtliche hier dargestellten Ergänzungen nicht ausschließlich für Saugroboter geeignet sind, sondern ebenfalls andere geeignete Ausprägungen der Vorrichtung umfassen.The following are extensions of that described in the main applicationProcess for controlling the suction movement explained. It should be mentioned againthat this procedure and all the additions presented here are not sufficientare finally suitable for vacuum robots, but also other suitable AusEmbossments of the device include.
Bei der Positionswahl werden erfindungsgemäß die folgenden Schritte ausgeführt: Für alle noch nicht als gesaugt markierten und vom Sauger erreichbaren Positionen wird die jeweils erstmalig saugbare Fläche (F), der Abstand vom jeweils aktuellen Saugerstandort (S) sowie der Abstand von einem Referenzpunkt (R) ermittelt. Mit erstmalig saugbar ist hierbei die Fläche gemeint, die im vom Sauger erfassbaren Nahbereich um die gerade betrachtete Position liegt und nicht als bereits gereinigt oder als Hindernis markiert wurde. Aus den Parametern F, S und R wird anschließend mittels einer Bewertungsfunktion für jede Position eine Wertzahl (W) berechnet und als jeweils nächste Position für den Sauger wird je nach Bewertungsfunktion diejenige Position mit der höchsten bzw. niedrigsten Wertzahl ausgewählt.When selecting a position, the following steps are carried out according to the invention:For all positions that are not yet marked as vacuumed and can be reached by the vacuum cleanerbecomes the surface that can be sucked for the first time (F), the distance from the current oneSucker location (S) and the distance from a reference point (R) determined. WithFor the first time, suction means the area that is detectable by the vacuum cleanerClose range around the position just considered and not as already cleanedor has been marked as an obstacle. The parameters F, S and R are then useda value number (W) is calculated for each position using an evaluation functionand the next position for the sucker is depending on the evaluation functionthe position with the highest or lowest value number selected.
In vorteilhafter Weise liefert die Bewertungsfunktion einen um so höheren Wert, je kleiner die saugbare Fläche und je größer der Abstand vom aktuellen Saugerstandort sowie vom Referenzpunkt ist, wobei jeder dieser Parameter individuell gewichtet werden kann. Die Bewertung kann beispielsweise als Summe der Einzelbewertungen in der folgenden Form berechnet werden: W = a/F + b . S + c . R, wobei a, b und c die einmalig geeignet festzulegenden Gewichte sind. In diesem speziellen Fall wird von allen Positionen diejenige mit der niedrigsten Wertzahl als nächste Position ausgewählt und angefahren. Natürlich ist erfindungsgemäß die Bewertungsfunktion nicht auf obiges Beispiel beschränkt, und es können zu diesem Zweck auch beliebige andere mathematische Funktionen verwendet werden.In an advantageous manner, the evaluation function delivers a value that is all the higherthe smaller the suction area and the greater the distance from the current vacuum levellocation and from the reference point, each of these parameters being weighted individuallycan be. The valuation can, for example, be the sum of the individual valuationsconditions can be calculated in the following form: W = a / F + b. S + c. R, where a, b and cthe weights that are to be set once are suitable. In this particular casefrom all positions the one with the lowest value number as the next positionchosen and started. According to the invention, the evaluation function is of course notlimited to the example above, and any number can be used for this purposewhose mathematical functions are used.
Das Steuerverfahren mit dem beschriebene Auswahlverfahren passt sich automatisch an die Umrandung der zu saugenden Fläche einschließlich beliebiger Hindernisse an und gestattet eine äußerst flexible und dabei effiziente Bewegung des Saugers auch auf großen Flächen ohne die Vorgabe deterministischer Reinigungsbahnen. Durch die Berücksichtigung der zu saugenden Fläche in der Bewertungsfunktion wird vermieden, dass der Sauger unnötig Positionen anfährt, von denen nur eine kleine Fläche zu reinigen ist. Da durch das in der Hauptanmeldung beschriebene Steuerverfahren relativ viele eng beieinander liegende Positionen als mögliche Fortsetzungen an den Rändern jedes Nahbereiches gespeichert werden, ist es besonders sinnvoll, zuerst diejenigen mit der größten zu reinigenden Fläche zu bearbeiten, da hierbei viele der angrenzenden Positionen bereits mit überstrichen und damit automatisch aus der Positionsliste gelöscht werden. Das zweite Kriterium stellt zusätzlich sicher, dass der Sauger vorrangig benachbarte Positionen saugt, um so unnötige Wege zu vermeiden.The control procedure with the selection procedure described adapts automaticallytable at the edge of the surface to be vacuumed, including any obstaclesnisse and allows an extremely flexible and efficient movement of the soweven on large areas without the specification of a deterministic cleaning pathnen. By considering the area to be vacuumed in the evaluation functionon it is avoided that the vacuum cleaner moves unnecessarily to positions, of which only onesmall area is to be cleaned. Because by what is described in the main applicationTax procedures relatively many closely related positions as possible fortsettings at the edges of each close-up area, it is specialit makes sense to first process those with the largest area to be cleaned,since many of the adjacent positions have already been painted over and thus alsobe deleted automatically from the position list. The second criterion is additionalsure that the vacuum cleaner primarily sucks adjacent positions, so unnecessaryWays to avoid.
Als bisher nicht näher bezeichneter Referenzpunkt kann in vorteilhafter Weise anfangs der Startpunkt des Saugers mit den Koordinaten (x = 0, y = 0) verwendet werden. Damit wird sichergestellt, dass die Umgebung um den Startpunkt zuerst gereinigt wird, da solche Positionen durch die Bewertungsfunktion bevorzugt werden.As a reference point that has not been described in more detail so far, it can advantageously be usedthe start point of the vacuum with the coordinates (x = 0, y = 0) are used.This ensures that the area around the starting point is cleaned firstbecause such positions are preferred by the valuation function.
Der Referenzpunkt kann allerdings erfindungsgemäß immer dann auf den aktuellen Saugerstandort gesetzt werden, falls die zurückgelegte Distanz von der vorherigen bis zur aktuellen Position des Saugers eine festgelegte Schwelle überschreitet. Dieses Umsetzten des Referenzpunktes geschieht immer dann, falls in der Umgebung des Saugers keine neue Position mehr gefunden werden kann, etwa, weil der Sauger sich in der Ecke eines Raumes befindet. In der Praxis garantiert dieses Verfahren, das die zu saugenden Fläche automatisch in einzelne Cluster aufgeteilt wird, die sich der Topologie der Fläche anpassen und nacheinander gereinigt werden. Um die maximale Clustergröße zu beschränken, kann der Referenzpunkt auch immer dann auf den aktuellen Saugerstandort gesetzt werden, falls der Abstand des Saugers vom Referenzpunkt eine festgelegte Schwelle überschreitet.According to the invention, however, the reference point can always be based on the current oneSuction cup location will be set if the distance traveled from the previous oneup to the current position of the suction cup exceeds a defined threshold. TheThis implementation of the reference point always happens if in the areathe vacuum cleaner can no longer be found, for example because of the sowis in the corner of a room. In practice, this procedure guaranteesthe area to be vacuumed is automatically divided into individual clusters thatadapt to the topology of the surface and be cleaned one after the other. To theThe reference point can always limit the maximum cluster sizebe set to the current location of the vacuum if the distance of the vacuumfrom the reference point exceeds a defined threshold.
Bei der Speicherung der abgetasteten Flächen im Datenspeicher können in Erweiterung der Hauptanmeldung die folgenden 4 Stati unterschieden werden: Status '0' ist der Initialwert beim Start des Sauger, der überschrieben wird, sobald der Saugkopf die entsprechende Stelle erstmalig überstrichen hat. Dieser Status wird ebenfalls verwendet, um einen Punkt als mögliche neue Saugposition zu kennzeichnen. Hierdurch kann erkannt werden, ob eine mögliche neue Position bereits von einer Nachbarposition aus gesaugt wurde. Status '1' markiert abgetastete und gesaugte Flächenbereiche, die kein Hindernis für die Bewegung des Saugers darstellen. Status '2' markiert die Position einer ersten Kategorie von abgetasteten Hindernissen, beispielsweise von Wänden, Kanten oder ähnlichem, die vom Kopf des Saugers oder zumindest vom Sauger selbst nicht passiert werden können, aber nicht zum Absturz des Saugers führen. Status '3' markiert die Position einer zweiten Kategorie von Hindernissen, z. B. von Stufen, größeren Versetzungen oder ähnlichem, die vom Stufensensor erfasst wurden und deren Missachtung zum Absturz des Saugers führen könnte. Die Unterscheidung zwischen den Stati '2' und '3' bietet den Vorteil, dass zwei Kategorien von Hindernissen unterscheidbar sind, wobei letztere während der Bewegung des Saugers beim Anfahren einer neuen Position unbedingt gemieden werden müssen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass mit dem Status '3' markierte Flächenelemente mit einem größeren Sicherheitsabstand umfahren werden müssen, um so mögliche Positionierungsungenauigkeiten zu berücksichtigen.When storing the scanned areas in the data memory can expandThe following 4 statuses can be distinguished in the main logon: Status '0'the initial value at the start of the vacuum, which is overwritten as soon as the vacuum headhas passed over the corresponding position for the first time. This status is alsoused to mark a point as a possible new suction position. Hereby can be recognized whether a possible new position is already from a nightbar position was sucked out. Status '1' marks scanned and vacuumed areasareas that are no obstacle to the movement of the vacuum cleaner. status'2' marks the position of a first category of obstacles scanned atexample of walls, edges or the like, from the head of the vacuum cleaner orat least cannot be passed by the sucker itself, but not to crashof the vacuum cleaner. Status '3' marks the position of a second category ofObstacles, e.g. B. of steps, larger dislocations or the like, which fromStep sensor were detected and their disregard leads to the vacuum cleaner fallingcould. The distinction between status '2' and '3' offers the advantagethat two categories of obstacles are distinguishable, the latter duringmovement of the vacuum cleaner when moving to a new positionhave to be. This can e.g. B. can be achieved with the statusDrive around '3' marked surface elements with a larger safety distancemust be taken into account in order to take into account possible positioning inaccuraciesgene.
Weiterhin können erfindungsgemäß zur Speicherung der Stati der abgetasteten Bodenfläche zwei Datenfelder mit unterschiedlicher Rasterauflösung verwendet werden, wobei das Datenfeld mit der geringeren Auflösung zur Speicherung der Gesamtfläche und das Datenfeld mit der höheren Auflösung zur Speicherung der jeweils aktuellen Teilfläche dient. Diese hierarchische Datenspeicherung vergrößert die insgesamt zu speichernde Fläche, da nur noch ein kleiner Teil der Gesamtfläche eine höhere Auflösung mit z. B. 1 cm2 erfordert. Wird für die Speicherung der Gesamtfläche beispielsweise eine geringere Auflösung von jeweils 5 cm in x- und y-Richtung gewählt, kann bei benötigten 2 Bit pro Punkt z. B. eine Fläche von 100 m2 in einen Speicher von nur 10 kByte abgebildet werden. Darüber hinaus ermöglicht die getrennte Speicherung die Berücksichtigung des 'Alters' der Abtastinformation um z. B. von im Datenfeld mit der geringeren Auflösung markierten Hindernissen aufgrund von möglichem Schlupf einen größeren Sicherheitsabstand einhalten zu können. Der Wechsel zwischen den beiden Datenfeldern kann in vorteilhafter Weise an eine Änderung des Referenzpunktes gekoppelt werden: Solange der Referenzpunkt unverändert bleibt, werden die Stati der abgetasteten Fläche in dem zweidimensionalen Feld mit höherer Auflösung markiert. Jedesmal wenn der Referenzpunkt verschoben wird, erfolgt die Übertragung der Abtastinformation in das Feld mit geringerer Auflösung. Anschließend wird das hochauflösende Feld gelöscht und steht zur Speicherung der Umgebung des neuen Referenzpunktes zur Verfügung. Bei der Überprüfung der Erreichbarkeit einer neuen Position darf der Sauger nur solche Flächen überfahren, die in mindestens einem der beiden Saugfelder als bereits abgetastet, aber in keinem der beiden Felder als Hindernis markiert sind.Furthermore, according to the invention, two data fields with different raster resolution can be used to store the states of the scanned floor, the data field with the lower resolution being used for storing the total area and the data field with the higher resolution being used for storing the current partial area. This hierarchical data storage increases the total area to be stored, since only a small part of the total area has a higher resolution with z. B. 1 cm2 required. If, for example, a lower resolution of 5 cm in each of the x and y directions is selected for storing the total area, z. B. an area of 100 m2 can be mapped into a memory of only 10 kbytes. In addition, the separate storage enables the 'age' of the scanning information to be taken into account, e.g. B. of obstacles marked in the data field with the lower resolution due to possible slippage to be able to maintain a larger safety distance. The change between the two data fields can advantageously be coupled to a change in the reference point: as long as the reference point remains unchanged, the states of the scanned area in the two-dimensional field are marked with a higher resolution. Each time the reference point is shifted, the scanning information is transferred to the field with a lower resolution. The high-resolution field is then deleted and is available for storing the surroundings of the new reference point. When checking the accessibility of a new position, the vacuum cleaner may only drive over areas that have already been scanned in at least one of the two suction fields but are not marked as an obstacle in either of the two fields.
Zur Detaillierung der Zusatzanmeldung wird die Erfindung nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:To detail the additional application, the invention is described below with reference toDrawings explained in more detail. Show it:
Abb. 1: Aufsicht auf Sauger mit Darstellung der Module und Schnitt des SaugarmsFig. 1: Top view of the suction cup with the modules and section of the suction arm
Abb. 2: Seitenansicht des Saugers mit Darstellung der GewichtskräfteFig. 2: Side view of the suction cup showing the weight
Abb. 3: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 1)Fig. 3: Bottom view of the brush head (variant 1)
Abb. 4: Schnitt B-B von vorne auf Bürstenkopf (Variante 1)Fig. 4: Section BB from the front onto the brush head (variant 1)
Abb. 5: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 2a)Fig. 5: Bottom view of the brush head (variant 2a)
Abb. 6: Schnitt C-C von vorne auf Bürstenkopf (Variante 2a)Fig. 6: Section CC from the front on the brush head (variant 2a)
Abb. 7: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 2b)Fig. 7: Bottom view of the brush head (variant 2b)
Abb. 8: Schnitt D-D von vorne auf Bürstenkopf (Variante 2b)Fig. 8: Section DD from the front on the brush head (variant 2b)
Abb. 1 zeigt die Aufsicht einer Realisierungsvariante des automatischen Saugroboters, wobei ebenfalls eine mögliche Anordnung der wesentlichen Module innerhalb des Saugerkörpers (1) dargestellt ist. Der Saugmotor mit dem Staubsammelbehälter ist mittig zwischen den Radachsen angeordnet, damit sich der Schwerpunkt des Saugers abhängig vom Füllgrad nicht ändert. An beiden Seiten sind symmetrisch zwei Akku-Module angeordnet. Noch weiter außen befindet sich auf jeder Seite ein Antriebsmodul, das jeweils einen Motor und ein Getriebe enthält. Vor dem Staubbehälter ist die Elektronik angebracht, im wesentlichen eine Mikroprozessorkarte und entsprechende Hardware für die Antriebe und Sensoren. Vor dem Elektronikmodul sind zwei weitere Antriebsmodule befestigt, zum Ein- und Ausfahren des Saugarms sowie zur Drehung der Reinigungseinrichtung, wobei letzteres nur benötigt wird, falls der Antrieb für die Reinigungseinrichtung nicht direkt am Kopf befestigt ist. Am Körper des Saugers (1) sind seitlich zwei Räder (2) befestigt, die den Vortrieb und die Drehung des Saugers ermöglichen. Vorne am Körper ist der ausziehbare Saugarm (3) mit an dessen vorderem Ende befindlichem Kopf (4) angeordnet. Der Saugarm ist hohl und führt in seinem Inneren den Luftstrom, der vom Saugmotor erzeugt wird. Unterhalb des Kopfes ist eine Reinigungseinrichtung angebracht, die über eine horizontale Welle mit quadratischem Querschnitt (6) sowie ein Kegelgetriebe (7) momentenschlüssig mit dem Getriebemotor im Körper des Saugers verbunden ist. Die Länge des Saugarms wird über eine Zahnstange (23) gesteuert, in die über ein Zahnrad der Antriebsmotor im Körper des Saugers eingreift. Um den Saugarm möglichst flach ausführen zu können, weist dieser mittig eine Vertiefung (5) auf, in der die Welle (6) sowie die Zahnstange (23) geführt werden. Die Zahnstange kann natürlich ebenfalls außerhalb dieser Vertiefung verlaufen und auch sehr einfach dadurch realisiert werden kann, dass die Zähne direkt in das Material des Saugarms, der z. B. aus Kunststoff besteht, eingeprägt werden. Die Vertiefung (5) zwischen dem Kegelgetriebe (7) und dem vorderen Ende des Kopfes (4) kann darüber hinaus zur Aufnahme von Sensoren oder Navigationsinstrumenten dienen (8).Fig. 1 shows the top view of a realization variant of the automatic suction robot, wherein a possible arrangement of the essential modules within the suction body (1 ) is also shown. The naturally aspirated motor with the dust collector is located centrally between the wheel axles so that the center of gravity of the vacuum does not change depending on the degree of filling. Two battery modules are arranged symmetrically on both sides. Even further out there is a drive module on each side, each containing a motor and a gearbox. The electronics are installed in front of the dust container, essentially a microprocessor card and corresponding hardware for the drives and sensors. Two further drive modules are attached in front of the electronics module, for moving the suction arm in and out and for rotating the cleaning device, the latter only being required if the drive for the cleaning device is not attached directly to the head. On the body of the suction cup (1 ), two wheels (2 ) are attached to the side, which enable propulsion and rotation of the suction cup. The extendable suction arm (3 ) with the head (4 ) located at its front end is arranged on the front of the body. The suction arm is hollow and guides the air flow generated by the suction motor. A cleaning device is attached underneath the head, which is momentarily connected to the gear motor in the body of the suction device via a horizontal shaft with a square cross section (6 ) and a bevel gear (7 ). The length of the suction arm is controlled via a toothed rack (23 ) into which the drive motor engages in the body of the suction device via a toothed wheel. In order to make the suction arm as flat as possible, it has a recess (5 ) in the center in which the shaft (6 ) and the rack (23 ) are guided. The rack can of course also run outside of this recess and can also be realized very easily by the teeth being directly in the material of the suction arm, the z. B. consists of plastic, are impressed. The recess (5 ) between the bevel gear (7 ) and the front end of the head (4 ) can also be used to accommodate sensors or navigation instruments (8 ).
InAbb. 2 ist eine Seitenansicht einer möglichen Realisierung des Saugers mit dem im Inneren des Saugers geführten Saugarm dargestellt, wobei ebenfalls die statisch wirkenden Kräfte eingetragen sind: Das Gesamtgewicht des Saugers setzt sich aus dem Gewicht S des Körpers sowie dem Gewicht K des Kopfes zusammen (Das Eigengewicht des Armes wird hier vernachlässigt). Außerdem ist die Kraft A angegeben, die durch ein zusätzliches Gewicht am Ende des Saugarmes bewirkt wird und dazu dient, die Auflagekraft B des Kopfes unabhängig von der aktuellen Ausfahrlänge des Saugarms einzustellen, um dadurch einen konstanten Andruck der Reinigungseinrichtung zu erzielen. Der Sauger wird gestützt durch die Radauflagekraft R, sowie über die Kraft B, die den Kopf trägt. Zur Bestimmung von B wird die Summe sämtlicher Momente um den Radmittelpunkt betrachtet, wobei d, d1 und/die ausAbb. 2 ersichtlichen Abstände bezeichnen:
Fig. 2 shows a side view of a possible implementation of the suction device with the suction arm guided inside the suction device, the statically acting forces also being entered: the total weight of the suction device is composed of the weight S of the body and the weight K of the head (The weight of the arm is neglected here). In addition, the force A is given ben, which is caused by an additional weight at the end of the suction arm and serves to adjust the bearing force B of the head regardless of the current Ausfahrlän ge of the suction arm, thereby achieving a constant pressure of the cleaning device. The suction cup is supported by the wheel bearing force R and by the force B that bears the head. To determine B, the sum of all moments around the wheel center is considered, where d, d1 and / denote the distances shown inFig. 2:
(K - B) . d1 + A . (d1 - d) + S . l = 0(K - B). d1 + A. (d1 - d) + S. l = 0
Hieraus kann die Auflagekraft B des Kopfes bestimmt werden:
The bearing force B of the head can be determined from this:
Die gewünschte Unabhängigkeit der Kraft B von der Ausziehlänge des Armes d1 ergibt sich, falls gilt:
The desired independence of force B from the extension length of arm d1 is given if:
Hieraus folgt für die Kraft B nun unabhängig von d1:
For force B this now follows regardless of d1 :
Es sei darauf hingewiesen, dass obige Rechnung natürlich nur ein Beispiel zur Bestimmung einer konstanten Auflagekraft darstellt, und dass eine ähnliche Rechnung auch für den Fall durchgeführt werden kann, falls das verteilte Eigengewicht des beweglichen Armes und mögliche andere Effekte berücksichtigt werden.It should be noted that the above calculation is of course only an example for the loadingrepresents a constant tracking force, and that a similar calculation can also be carried out in the event that the distributed dead weight of the bemovable arm and possible other effects are taken into account.
Abb. 3 zeigt die Darstellung von unten auf den Kopf des Saugarmes (3) und stellt eine mögliche Realisierung des Bürstenkopfes dar (Variante1). Die Schnittlinie B-B dieses Bürstenkopfes ist nochmals inAbb. 4 verdeutlicht. Ein Speichenrad (13) mit in diesem Beispiel 4 Speichen (14) ist drehbar unterhalb des Kopfes angeordnet und wird über die Welle (6) sowie das Kegelgetriebe (7) angetrieben. Auf hier zwei der Speichen ist jeweils eine Rundbürste (9) frei drehbar gelagert und steht jeweils über eine gemeinsame Achse mit einem Zahnrad (10) in fester Verbindung. Die Zahnräder greifen in einen horizontalen Zahnkranz (11) ein, der fest mit dem Saugkopf verbunden ist, und beispielsweise auch dadurch realisiert werden kann, dass die Zähne direkt in das Material des Saugkopfes geprägt, gefräst oder durch eine andere Herstellungsweise integriert sind. Wird das Speichenrad mit den daran befestigten Rundbürsten gedreht, so werden letztere durch die Zahnräder gleichzeitig zum Umlauf mit dem Speichenrad in Eigenrotation versetzt. Die Richtung der Eigenrotation erfolgt so, dass sich auf dem zu reinigenden Untergrund (24) die Umlaufgeschwindigkeiten der Rundbürsten und die des Speichenrades (13) addieren, so dass schon bei relativ geringen Umdrehungszahlen des Speichenrades eine sehr effiziente Reinigung des Untergrundes erfolgt. Möglicher an den Rundbürsten anhaftender Staub kann über mehrere innerhalb des Kopfes geeignet angeordneter Abstreifvorrichtungen (20) entfernt werden. Diese können beispielsweise aus Kunststoffstreifen bestehen oder aber auch durch feststehende Borsten realisiert werden. Weiterhin ist ein schräg nach außen weisender Borstenkranz (12) am Umfang des Speichenrades befestigt, um auch den Randbereich des Bürstenkopfes effizient reinigen zu können. Unterhalb des Saugarmes kann zusätzlich eine Abstreifeinrichtung (19) befestigt werden, um etwaig am Borstenkranz anhaftenden Staub bei Drehung des Speichenrades zu entfernen. Es versteht sich von selbst, dass in dieser wie auch in den folgenden Varianten des Bürstenkopfes auf eine strömungsgünstige Konstruktion geachtet wird, um eine Luftführung mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu erzielen. Ebenfalls nicht dargestellt ist eine vorteilhafte Abdeckung der Zahnräder, um deren etwaige Funktionsbeeinträchtigung durch angesaugte Fremdkörper auszuschließen. Eine alternative Realisierungsmöglichkeit des Bürstenkopfes (Variante2a) ist inAbb. 5 undAbb. 6 dargestellt: Auch hier ist unterhalb des Kopfes ein Speichenrad (13) mit hier 4 Speichen (14) befestigt, das über eine Welle (6) sowie ein Kegelgetriebe (7) in Drehung versetzt wird. Am Umfang des Speichenrades sind drehbar gelagert Zahnräder (18) befestigt, die wiederum jeweils mit einer Tellerbürste (15) in Verbindung stehen. Gleichzeitig greifen die Zahnräder in einen außen verlaufenden Zahnkranz mit nach innen zeigenden Zähnen ein (16), der am Umfang des Kopfes feststehend angebracht ist oder auch direkt in das Material des Kopfes integriert sein kann. Bei Drehung des Speichenrades werden die Zahnräder und mit ihnen die Tellerbürsten in an sich bekannter Weise in Rotation versetzt und laufen gleichzeitig mit dem Speichenrad um, wodurch sowohl die Grundfläche (24) als auch der Randbereich des Bürstenkopfes effektiv gereinigt wird. Die Achsen (22) der Tellerbürsten und mit ihnen die Achsen der Zahnräder sollen eine geringfügige Neigung gegen die Drehrichtung des Speichenrades aufweisen, so dass nur die jeweils nach innen in Richtung Achse des Speichenrades laufenden Borsten Kontakt mit dem Untergrund aufweisen. Weiterhin ist zur Bündelung der Luftströmung unterhalb des Speichenrades an diesem eine Blende (17) befestigt, wodurch im mittleren Bereich unterhalb des Kopfes eine besonders hohe Saugwirkung entsteht. Diese Blende ist so geformt, dass sie an den in Richtung der Tellerbürsten weisenden Außenflächen in Rotationsrichtung schräg nach unten zeigende Wülste (27) aufweist, die durch die Eigendrehung der Bürsten etwaig an den Bürsten anhaftenden Staub entfernen.Fig. 3 shows the bottom view of the head of the suction arm (3 ) and shows a possible implementation of the brush head (variant1 ). The section line BB of this brush head is againillustrated inFig. 4. A spoke wheel (13 ) with 4 spokes (14 ) in this example is rotatably arranged below the head and is driven via the shaft (6 ) and the bevel gear (7 ). A round brush (9 ) is rotatably mounted on two of the spokes and is in fixed connection with a gear wheel (10 ) via a common axis. The Zahnrä the engage in a horizontal ring gear (11 ), which is firmly connected to the suction head, and can also be realized, for example, that the teeth are embossed directly into the material of the suction head, milled or integrated by another Her . If the spoke wheel with the round brushes attached to it is rotated, the latter are set by the gears at the same time to run with the spoke wheel in self-rotation. The direction of the self-rotation takes place in such a way that the circulation speeds of the round brushes and that of the spoke wheel (13 ) add up on the surface to be cleaned (24 ), so that a very efficient cleaning of the surface takes place even at relatively low revolutions of the spoke wheel. Any dust adhering to the round brushes can be removed via a number of suitable stripping devices (20 ) arranged inside the head. These can be made of plastic strips, for example, or they can also be realized with fixed bristles. Furthermore, an obliquely outwardly pointing bristle ring (12 ) is attached to the circumference of the spoke wheel in order to also be able to efficiently clean the edge area of the brush head. Below the suction arm, a scraper device (19 ) can also be attached in order to remove any dust adhering to the bristle ring when the spoke wheel is rotated. It goes without saying that in this as well as in the fol lowing variants of the brush head, attention is paid to a streamlined construction in order to achieve air flow with the highest possible efficiency. Also not shown is an advantageous covering of the gear wheels in order to rule out any possible impairment of their function due to foreign bodies being sucked in. An alternative implementation of the brush head (variant2 a) is shown inFig. 5 andFig. 6: Here too, a spoke wheel (13 ) with 4 spokes (14 ) is attached below the head, which via a shaft (6 ) and a Bevel gear (7 ) is set in rotation. Gear wheels (18 ) are rotatably mounted on the circumference of the spoke wheel, which in turn are each connected to a plate brush (15 ). At the same time, the gears engage in an externally extending ring gear with teeth pointing inwards (16 ), which is fixedly attached to the circumference of the head or can also be integrated directly into the material of the head. When the spoke wheel rotates, the gears and with them the Tel lerbürsten set in rotation in a manner known per se and run simultaneously with the spoke wheel, whereby both the base area (24 ) and the edge area of the brush head are effectively cleaned. The axes (22 ) of the plate brushes and with them the axes of the gearwheels should have a slight inclination against the direction of rotation of the spoke wheel, so that only the bristles running inwards in the direction of the axis of the spoke wheel have contact with the substrate. Furthermore, an aperture (17 ) is attached to the spokes, to bundle the air flow, which results in a particularly high suction effect in the central region below the head. This aperture is shaped so that it has on the outer surfaces pointing in the direction of the plate brushes in the direction of rotation obliquely downward beads (27 ), which remove any adhering dust on the brushes due to the intrinsic rotation of the brushes.
Der inAbb. 7 undAbb. 8 dargestellte Bürstenkopf ist eine alternative Ausführungsform (Variante 2b) der zuvor beschriebenen Vorrichtung. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass hier der Zahnkranz (16) zur Drehung der Zahnräder (18) und der Tellerbürsten (15) von innen in die Zahnräder eingreift, wodurch die Konstruktion des Bürstenkopfes in diesem Bereich signifikant abweicht. Die Eigenrotation der Tellerbürsten ist hier im Gegensatz zu Variante 2a gleichsinnig mit der Rotation des Speichenrades. Deshalb müssen die Achsen der Tellerbürsten (22) eine Neigung in Richtung des Umlaufs der Bürsten aufweisen, damit immer nur die nach innen laufenden Borsten den Untergrund berühren. Diese Neigungsrichtung der Tellerbürsten stellt sich bei Variante (2b) durch Drehung des Speichenrades aufgrund der Reibungskräfte zwischen Bürste und Untergrund (24) automatisch ein, falls die Bürsten gegenüber den senkrechten Achsen der Zahnräder in einem gewissen Winkelbereich verschwenkbar gelagert sind. Diese flexible Lagerung kann z. B. dadurch realisiert werden, dass der Bürstenkopf (25) als flache runde Wanne ausgeführt wird, an deren elastischem Deckel mit welligem Profil die Achse (22) mittig befestigt ist. Eine besonders weiche Aufhängung wird dadurch erreicht, dass, wie in der Aufsicht E inAbb. 8 dargestellt, anstelle des Deckels lediglich einige federnde Streifen (26) mit glattem oder ebenfalls welligem Profil zwischen den Rändern der Wanne verlaufen, an denen mittig die Achse (22) befestigt ist. Falls keine Reibkräfte auf die Bürsten wirken, werden die Bürstenachsen durch die Federwirkung des Deckels bzw. der Streifen automatisch senkrecht ausgerichtet. Durch geeignete Einstellung der Steifigkeit dieser flexiblen Bürstenaufhängung kann erreicht werden, dass sich abhängig von der Bürstenform und den wirksamen Reibkräften die gewünschte Neigung der Bürsten einstellt.The brush head shown inFig. 7 andFig. 8 is an alternative embodiment (variant 2b) of the device described above. The main difference is that here the ring gear (16 ) for rotating the gears (18 ) and the plate brushes (15 ) engages from the inside in the gears, whereby the construction of the brush head deviates significantly in this area. In contrast to variant 2a, the self-rotation of the disc brushes is in the same direction as the rotation of the spoke wheel. Therefore, the axes of the disc brushes (22 ) must have an inclination in the direction of the circulation of the brushes, so that only the bristles that run inwards touch the surface. This direction of inclination of the plate brushes is automatically set in variant (2b) by rotating the spoked wheel due to the frictional forces between the brush and the substrate (24 ) if the brushes are mounted such that they can be pivoted in a certain angle relative to the vertical axes of the gearwheels. This flexible storage can, for. B. can be realized that the brush head (25 ) is designed as a flat round tub, on the elastic cover with a wavy profile, the axis (22 ) is attached centrally. A particularly soft suspension is achieved in that, as shown in the top view E inFig. 8, instead of the cover, only a few resilient strips (26 ) with a smooth or also wavy profile run between the edges of the tub, on which the axis (22 ) is attached. If there are no frictional forces on the brushes, the spring axes of the cover or the strips automatically align the brush axes vertically. By suitably adjusting the stiffness of this flexible brush suspension it can be achieved that the desired inclination of the brushes is set depending on the brush shape and the effective frictional forces.
Unterhalb des Saugkopfes quasi als Verlängerung der Antriebsachse des Speichenrades kann zusätzlich eine Rollkugel befestigt werden, um den Sauger nach vorne abzustützen. Gleichfalls ist es möglich, an derselben Stelle einen Kontakt- bzw. Entfernungssensor anzubringen, der Stufen im Bodenbelag detektiert.Below the suction head, as an extension of the drive axis of the spokesIn addition, a roller ball can be attached to the wheel to move the vacuum cleaner forwardto support. It is also possible to have a contact orAttach distance sensor that detects steps in the flooring.
Abb. 1: Aufsicht auf Sauger mit Darstellung der Module und Schnitt des SaugarmsFig. 1: Top view of the suction cup with the modules and section of the suction arm
Abb. 2: Seitenansicht des Saugers mit Darstellung der GewichtskräfteFig. 2: Side view of the suction cup showing the weight
Abb. 3: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 1)Fig. 3: Bottom view of the brush head (variant 1)
Abb. 4: Schnitt B-B von vorne auf Bürstenkopf (Variante 1)Fig. 4: Section BB from the front onto the brush head (variant 1)
Abb. 5: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 2a)Fig. 5: Bottom view of the brush head (variant 2a)
Abb. 6: Schnitt C-C von vorne auf Bürstenkopf (Variante 2a)Fig. 6: Section CC from the front on the brush head (variant 2a)
Abb. 7: Ansicht von unten auf Bürstenkopf (Variante 2b)Fig. 7: Bottom view of the brush head (variant 2b)
Abb. 8: Schnitt D-D von vorne auf Bürstenkopf (Variante 2b)Fig. 8: Section DD from the front on the brush head (variant 2b)
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