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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Menge von Staubpartikeln, die durch einen Staubpartikelkanal eines Staubsammelgeräts geleitet werden, insbesondere in einem einen Staubsammelbehälter enthaltenden Staubsammelroboter, durch Erfassen der Staubpartikel mittels einer vorzugsweise im Infrarotlichtbereich arbeitenden, dem Staubpartikelkanal zugehörigen Lichtschrankenanordnung und durch Auswerten eines dabei von der Lichtschrankenanordnung jeweils abgegebenen Messsignals zur Bildung eines diesem entsprechenden Ausgangssignals, welches für eine Änderung des Staubsammelbetriebs heranziehbar ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Staubsammelgerät, und insbesondere auf einen Staubsammelroboter mit einer Vorrichtung der vorstehend genannten Art.
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Bei einem bekannten Verfahren und einer bekannten Vorrichtung der vorstehend genannten Art (
EP 1 437 958 B1 ; Patent Abstracts of
Japan, Anmeldungs-Nr. 01243817 , Veröffentlichungs-Nr.
03106319 A ) wird ein einer jeweiligen Verfahrstrecke zugeordneter Staubanfall ausgewertet, und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Schwellwert wird die einem erhöhten Staubanfall zugeordnete Fahrstrecke noch einmal abgefahren. Eine solche Vorgehensweise wird jedoch zuweilen als zu zeitaufwendig betrachtet. Außerdem ist in diesem Zusammenhang nichts über eine Verstopfungs- und Betriebszustandsermittlung einer vorgesehenen Staubermittlungseinrichtung bekannt.
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Es ist auch schon ein als mobiles Bodenbearbeitungsgerät bezeichneter Staubsammelroboter bekannt (
DE 102 61 787 B3 ), bei dem eine Steuereinheit zum Steuern der Fahrtrichtung mit einer Antriebseinheit verbunden ist und bei dem der Steuereinrichtung eine Sensorvorrichtung zugeordnet ist, mittels der der Bearbeitungszustand der Bodenfläche vor deren Bearbeitung vom Bearbeitungszustand nach deren Bearbeitung unterscheidbar ist. Dabei wird die Fahrtrichtung des Staubsammelroboters in Abhängigkeit vom Bearbeitungszustand der von der Sensorvorrichtung erfassten Bodenfläche mittels der Steuereinheit so gesteuert, dass ein Überfahren bereits bearbeiteter Bodenflächenbereiche vermeidbar ist. Hierzu wird das unterschiedliche Reflexionsvermögen einer gereinigten Bodenfläche und einer ungereinigten Bodenfläche ausgenutzt. Allerdings ist auch durch diese Maßnahme nicht sichergestellt, dass ein bereits bearbeiteter Bodenflächenbereich nicht doch ein zweites Mal bearbeitet wird, und zwar insbesondere in dem Fall, dass eine bearbeitete Bodenfläche noch nicht hinreichend bearbeitet bzw. gereinigt werden konnte. Überdies ist auch in diesem Fall nichts über eine Verstopfungs- und Betriebszustandsermittlung einer vorgesehenen Staubermittlungseinrichtung bekannt.
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Es ist auch schon bekannt (
DE 2 336 758 A1 ), in einem Staubsauger mit einem Kompressor, einem Antriebsmotor für den betreffenden Kompressor und einer Saugleitung eine Regelvorrichtung vorzusehen, welche die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Staubkonzentration in der durch die Saugleitung strömenden Luft regelt. Für die Ermittlung der Staubkonzentration in der durch die Saugleitung strömenden Luft dient dabei eine Lichtschrankenanordnung mit einer Lichtquelle und einer zugehörigen Fotozelle, zwischen der und der Lichtquelle der Luftstrom geleitet wird. Wie jedoch die Auswertung der von der Fotozelle jeweils gelieferten Signale erfolgt, ist in dem betreffenden Zusammenhang nicht näher angegeben. Auch über eine Verstopfungs- und Betriebszustandsermittlung bezüglich der Lichtschrankenanordnung ist hier nichts bekannt.
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Überdies ist es bei einem Reinigungsroboter zum Reinigen einer Bodenfläche bekannt (Patent Abstracts of
Japan, Anmeldungs-Nr. 06075915 , Veröffentlichungs-Nr.
07281752 A ), diesen entsprechend dem Verschmutzungsgrad der jeweils zu reinigenden Bodenfläche in unterschiedlichen Betriebsarten zu betreiben. Der Verschmutzungsgrad der jeweiligen Bodenfläche wird auch hier durch eine Reflexionsmessung ermittelt. Wird dabei ein relativ geringer Verschmutzungsgrad einer Bodenfläche festgestellt, so wird ein normaler Reinigungsprozess ausgeführt. Wird demgegenüber eine erheblich verschmutzte Bodenfläche ermittelt, die zu reinigen ist, so wird die Fahrgeschwindigkeit des Reinigungsroboters gegenüber dessen normaler Fahrgeschwindigkeit verlangsamt, um die Menge einer an die Bodenfläche abzugebende Reinigungsflüssigkeit zu steigern. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht zum Ermitteln von Staubpartikelmengen geeignet.
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Es ist ferner ein Staubsammelroboter bekannt (
DE 698 04 253 T2 ), der zu einer festen Station geleitet werden kann und/oder der sein Verhalten an den jeweiligen örtlichen Verschmutzungsgrad anpassen kann. Dazu weist der betreffende bekannte Staubsammelroboter einen Staubteilchenanalysator auf, welcher in der Nähe der Ansaugöffnung oder in einem Hohlraum einer Bürste des Staubsammelroboters angeordnet ist und Signale an einen in dem Staubsammelroboter enthaltenen Mikrocomputer sendet, der dessen Betrieb steuert. Der Staubteilchenanalysator weist beispielsweise einen Sender und einen Empfänger, vorzugsweise vom Infrarotlichttyp auf. In dem von dieser Lichtschrankenanordnung abgegebenen jeweiligen Signal ist die Amplitude der Signaländerung angenähert proportional der Größe der Staubkörnchen, und ihre Frequenz ist angenähert proportional der Anzahl der pro Sekunde durch den Infrarotlichtstrahl tretenden Staubkörnchen. Dieses Signal wird von dem erwähnten Mikrocomputer analysiert, der den Staubsammelroboter steuert. Dabei wird auch ein Intensitätsmittelwert des durch die Lichtschrankenanordnung empfangenen Infrarotlichtstrahls dem Mikrocomputer zugeführt, der über ein Programm verfügt, mit dessen Hilfe er in Abhängigkeit von den Daten reagieren kann, die ihm von dem zuvor betrachteten Staubteilchenanalysator zugeführt sind. Es hat sich nun herausgestellt, dass die Auswertung eines vom Empfänger der Lichtschrankenanordnung gegebenen Signals entsprechend den vorstehend genannten Größen, nämlich entsprechend der Amplitude, der Frequenz und dem Intensitätsmittelwert des jeweiligen Signals relativ aufwendig ist und deshalb für eine gewünschte relativ einfache Bestimmung der Menge von Staubpartikeln zuweilen als unerwünscht aufwendig angesehen wird. Auch eine Erkennung einer Verstopfung der Lichtschrankenanordnung durch Staubpartikel und eine Erkennung eines gegebenenfalls vorliegenden Ausfalls der Lichtschrankenanordnung ist bei dem betreffenden bekannten Staubsammelroboter nicht vorgesehen. Anzustreben ist vielmehr eine gegenüber der betrachteten bekannten Auswertung eines von einer Lichtschrankenanordnung der betrachteten Art abgegebenen Signals einfachere, aber dennoch sichere Bewertung der Menge von jeweils auftretenden Staubpartikeln und zugleich eine Erkennung einer Verstopfung der Lichtschrankenanordnung durch Staubpartikel und eine Erkennung eines gegebenenfalls vorliegenden Ausfalls der Lichtschrankenanordnung.
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Es ist schließlich auch schon eine mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger ausgestattete Schutzvorrichtung für Staubsammeleinrichtungen, insbesondere für Reinigungsgeräte, Staubsauger, Boden- oder Handstaubsauger und dergleichen bekannt (
DE 34 31 175 C2 ). Bei dieser bekannten Schutzvorrichtung ist ein den erwähnten Lichtsender und Lichtempfänger enthaltender optischer Sensor in Richtung der durch einen erzeugten Unterdruck verursachten Staubbewegung gesehen hinter dem Staubbeutel oder Staubsammelgefäß der Einrichtung angeordnet und so ausgebildet, dass sich durch in einem Schadensfall auftretende Stäube und Feststoffteilchen eine zu Steuerzwecken auswertbare Änderung in der Lichtübertragungscharakteristik vom Lichtsensor zum Lichtempfänger ergibt. Eine dem betreffenden optischen Sensor nachgeschaltete elektrische Auswerteeinrichtung weist eine den Staubsaugbetrieb abrupt unterbrechende Sperr-, Brems- oder Verschlussanordnung auf. Damit werden durch den betreffenden optischen Sensor also bei der bekannten Schutzvorrichtung lediglich im Schadensfall auftretende Stäube und Feststoffteilchen zu Steuerungszwecken ausgewertet. Über eine Bestimmung der Menge von Staubpartikeln, die durch einen Staubpartikelkanal eines Staubsammelgerätes geleitet werden, und über eine Verstopfungs- und Betriebszustandsermittlung bezüglich des optischen Sensors ist in dem betreffenden Zusammenhang indessen nichts bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie bei einem Staubsammelgerät mit einer solchen Vorrichtung eine sichere Bewertung der durch einen Staubsammelkanal des Staubsammelgerätes geleiteten Staubpartikeln und dabei zugleich eine Verstopfungs- und Betriebszustandsermittlung bezüglich der vorhandenen Lichtschrankenanordnung auf relativ einfache Weise ermöglicht wird.
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Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe zum einen bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass von dem von der Lichtschrankenanordnung abgegebenen Messsignal lediglich ein Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil für eine Bestimmung der Menge der durch den Staubpartikelkanal geleiteten Staubpartikel und lediglich ein Gleichspannungsanteil für die Beurteilung des Betriebs der Lichtschrankenanordnung und/oder einer möglichen Verstopfung des Staubpartikelkanals ausgewertet werden.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass auf besonders einfache Weise aus dem von der Lichtschrankenanordnung abgegebenen Messsignal jeweils der Grad des Staubpartikelanfalls, und zwar zumindest qualitativ, und zugleich der Betrieb der Lichtschrankenanordnung und/oder das Vorliegen einer möglichen Verstopfung des Staubpartikelkanals durch besonders einfache Auswertungsvorgänge beurteilt und gegebenenfalls für eine Änderung des Staubsammelbetriebs veranlasst werden können. Durch die Vernachlässigung des Gleichspannungsanteils im Messsignal zur Bestimmung der Menge der durch den Staubpartikelkanal geleiteten Staubpartikel, zeichnet sich des Verfahren gemäß der Erfindung durch Robustheit gegenüber Verschmutzungen und Alterung der Lichtschrankenanordnung aus. Durch die zusätzliche Auswertung des Gleichspannungsanteils des jeweiligen Messsignals kann somit erkannt werden, ob dauerhaft ein Gleichspannungssignal vorhanden ist. Fehlt ein solches Gleichspannungssignal, kann davon ausgegangen werden, dass zumindest ein Element der Lichtschrankenanordnung ausgefallen oder der Lichtweg verstopft oder durch Schmutzpartikel dauerhaft unterbrochen ist. In diesem Fall kann eine Reinigung des betreffenden Lichtweges angezeigt sein.
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Vorzugsweise werden die Auswertung des Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils und die Auswertung des Gleichspannungsanteils des Messsignals parallel durchgeführt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil besonders einfacher Auswertungen der unterschiedlichen Spannungsanteile des jeweiligen Messsignals.
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Zweckmäßigerweise wird die genannte Lichtschrankenanordnung mit Dauerlicht betrieben. Dies bringt den Vorteil eines besonders einfachen Betriebs der Lichtschrankenanordnung mit sich.
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Insbesondere weist die Lichtschrankenanordnung einen Lichtsender und einen Lichtempfänger auf, wobei die Lichtstärke des Lichtsenders, insbesondere in Abhängigkeit von dem Gleichspannungsanteil des Messsignals, geregelt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass geringe Verschmutzungen des Lichtweges und/oder Alterungseffekte der Lichtschrankenanordnung durch Regelung der Lichtstärke ausgeglichen werden können. Insbesondere kann ein Maß der Regelung, vorzugsweise in Form einer Abweichung von einem vorgegebenen Wert, ausgewertet werden. Überschreitet diese Abweichung einen vorgegebenen Schwellwert, so wird dies als Verstopfung des Lichtweges gewertet.
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Die oben bezeichnete Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird zum anderen durch eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienende Vorrichtung gelöst, die zum Bestimmen der Menge von Staubpartikeln dient, welche durch einen Staubpartikelkanal eines Staubsammelgerätes hindurchtreten, insbesondere in einem einen Staubsammelbehälter enthaltenden Staubsammelroboter, mit einer vorzugsweise im Infrarotlichtbereich arbeitenden Lichtschrankenanordnung zum Ermitteln der durch den Staubpartikelkanal hindurchtretenden Staubpartikel, mit einer mit der Lichtschrankenanordnung verbundenen Messeinrichtung zum Erfassen der von der Lichtschrankenanordnung jeweils ermittelten Staubpartikel und zur Abgabe eines der jeweils ermittelten Staubpartikelmenge entsprechenden Messsignals und mit einer mit der Messeinrichtung verbundenen Auswerteeinrichtung, die ein dem jeweiligen Messsignal entsprechendes Ausgangssignal abgibt, welches für eine Änderung des Staubsammelbetriebs heranziehbar ist. Diese Vorrichtung ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung so ausgebildet ist, dass von ihr als das genannte Messsignal ein den jeweils ermittelten Staubpartikeln entsprechendes, einen Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil und einen Gleichspannungsanteil umfassendes Messsignal abgebbar ist, von dem lediglich der Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil für die Bestimmung der Menge der durch den Staubpartikelkanal hindurchtretenden Staubpartikel auswertbar ist und von dem lediglich der Gleichspannungsanteil für die Beurteilung des Betriebs der Lichtschrankenanordnung und/oder des Vorliegens einer möglichen Verstopfung des Staubpartikelkanals auswertbar ist.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mit einer besonders einfach aufzubauenden Messeinrichtung ausgekommen werden kann, um die unterschiedlichen Spannungsanteile des jeweiligen Messsignals für eine anschließende Auswertung zu ermitteln. Der Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil lässt sich aus dem jeweiligen Messsignal beispielsweise einfach mittels eines Kondensators abtrennen, und der Gleichspannungsanteil des jeweiligen Messsignals lässt sich aus diesem beispielsweise mit Hilfe eines einfachen Tiefpassfilters abtrennen und einer Auswertung zuführen.
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Zweckmäßigerweise ist durch Auswerten des Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils des Messsignals ein der Größe und/oder der Häufigkeit des jeweiligen Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils des Messsignals entsprechendes Steuersignal an eine Antriebseinrichtung des Staubsammelgerätes zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit des betreffenden Staubsammelgerätes abgebbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auf besonders einfache Weise der Staubsammelbetrieb an die jeweils ermittelte Menge von Staubpartikeln angepasst werden kann. Auf die Ermittlung einer großen Menge von Staubpartikeln kann der Staubsammelbetrieb intensiviert werden, beispielsweise dadurch, dass die Fahrgeschwindigkeit eines die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthaltenden Staubsammelgerätes in Bezug auf eine normale Fahrgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Im Falle der Ermittlung einer relativ geringen Menge an Staubpartikeln kann demgegenüber der Fahrbetrieb des erwähnten Staubsammelgerätes in Bezug auf seine normale Fahrgeschwindigkeit erhöht werden. Es kann somit gewissermaßen ein Selbstabgleich der Fahrgeschwindigkeit des Staubsammelgerätes in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Staubpartikelmenge (= Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil des jeweiligen Messsignals) vorgenommen werden.
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Zweckmäßigerweise ist durch Auswerten des Gleichspannungsanteils des Messsignals ein Steuersignal zur Freigabe oder Stillsetzung des Betriebs der Antriebseinrichtung des Staubsammelgerätes abgebbar. Diese Maßnahme bringt den Vorteil eines sicheren Staubsammelbetriebs eines so ausgestatteten Staubsammelgerätes mit sich. Durch die betreffende Maßnahme lässt sich zum einen die Funktionsfähigkeit der vorhandenen Lichtschrankenanordnung einfach überprüfen, und zum anderen kann eine bei Vorliegen einer Verstopfung des Staubpartikelkanals sonst möglicherweise auftretende Verunreinigung der Umgebung des Staubpartikelkanals verhindert werden. Dies bedeutet, dass hierdurch der sichere Staubsammelbetrieb gewährleistet ist.
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Zweckmäßigerweise sind für die Auswertung des Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils und des Gleichspannungsanteils des Messsignals parallel arbeitende Auswerteeinrichtungen vorgesehen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass mit relativ einfach aufzubauenden Auswerteeinrichtungen ausgekommen werden kann. Im Falle der Auswerteeinrichtung für eine qualitative Auswertung des Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils kommt man beispielsweise mit einer Schwellwertschaltung aus, die in Abhängigkeit von der Größe des beispielsweise innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, beispielsweise innerhalb von 1 s akkumulierten Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils unterschiedliche Ausgangssignale in Bezug auf zumindest einen festgelegten Schwellwert – gegebenenfalls für eine Steuerung der erwähnten Antriebseinrichtung – abzugeben gestattet. Im Falle der Auswerteeinrichtung für die Auswertung des Gleichspannungsanteils kommt man ebenfalls mit einer relativ einfach aufzubauenden Schwellwertschaltung aus. Diese Schwellwertschaltung gibt beispielsweise ein den Betrieb der Antriebseinrichtung des Staubsammelgerätes freigebendes Steuersignal solange ab, wie der erwähnte Gleichspannungsanteil des Messsignals noch eine oberhalb eines festgelegten Schwellwertes liegende Größe aufweist. Liegt die Größe des betreffenden Gleichspannungsanteils des Messsignals jedoch unterhalb des erwähnten Schwellwertes, so kann der Betrieb der Antriebseinrichtung des Staubsammelgerätes stillgesetzt werden.
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Vorzugsweise weist die Lichtschrankenanordnung neben dem Lichtsender und dem Lichtempfänger einen Regler auf, durch den die Lichtstärke des Lichtsenders, insbesondere in Abhängigkeit von dem Gleichspannungsanteil des Messsignals, regelbar ist. Somit können geringe Verschmutzungen des Lichtweges und/oder Alterungseffekte der Lichtschrankenanordnung durch Regelung der Lichtstärke ausgeglichen werden. Insbesondere kann ein Maß der Regelung, vorzugsweise in Form einer Abweichung von einem vorgegebenen Wert, ausgewertet werden. Überschreitet diese Abweichung einen vorgegebenen Schwellwert und/oder ist der Regler an seine Grenze gelangt, so wird dies als Verstopfung des Lichtweges gewertet.
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Zweckmäßigerweise sind die Auswerteeinrichtung für die Auswertung des Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils und die Auswerteeinrichtung für die Auswertung des Gleichspannungsanteils des Messsignals mit der Antriebseinrichtung des Staubsammelgerätes kombiniert. Dies bringt den Vorteil einer besonders kompakt aufzubauenden Vorrichtung mit sich.
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Vorzugsweise sind die Auswerteeinrichtungen durch zumindest einen Mikrocontroller mit eigener Software oder durch zumindest eine Mikroprozessoranordnung gebildet. Hierdurch wird mit insgesamt besonders geringem schaltungstechnischen Aufwand für die Realisierung der erwähnten Auswerteeinrichtungen in der Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgekommen.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Staubsammelgerät, und zwar insbesondere einen Staubsammelroboter mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In der Zeichnung sind lediglich die für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung wesentlichen Einrichtungen einer Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Von der betreffenden Vorrichtung ist in der Zeichnung ein Staubpartikelkanal SK eines Staubsammelgerätes (nicht näher dargestellt) angedeutet, welches insbesondere ein Staubsammelroboter sein mag. Durch diesen Staubpartikelkanal SK gelangen Schmutz- und Staubpartikel ST in der durch einen Pfeil A1 bezeichneten Richtung zu einem Staubsammelbehälter SB hin, in welchem die betreffenden Schmutz- und Staubpartikel ST gesammelt werden. Es sei hier angemerkt, dass im folgenden der Begriff Staubpartikel als Sammelbegriff für Staub- und Schmutzpartikel verwendet wird.
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Dem Staubpartikelkanal SK ist eine Lichtschrankenanordnung zugehörig, die vorzugsweise im Infrarotlichtbereich arbeitet und zu der hier eine Lichtquelle LI, z. B. in Form zumindest einer Leuchtdiode, und ein Lichtempfänger FO, z. B. in Form einer Fotozelle oder eines Fotowiderstands gehören. Diese Lichtschrankenanordnung ist in einem gesonderten Kanalabschnitt des Staubpartikelkanals SK angeordnet, beispielsweise als einsetzbare und herausnehmbare Lichtschrankenanordnung. Die Lichtquelle LI der Lichtschrankenanordnung ist mit einer Speiseeinrichtung SP verbunden, von der die betreffende Lichtquelle LI mit Speisestrom versorgt wird. Im vorliegenden Fall gibt die Lichtquelle LI der Lichtschrankenanordnung vorzugsweise Dauerlicht in Richtung des in der Zeichnung eingetragenen Pfeiles A2 ab. Dieses Licht trifft auf den Lichtempfänger FO bei Fehlen von Staubpartikeln in dem Staubpartikelkanal SK ungehindert auf und bewirkt damit die Abgabe einer bestimmten Ausgangsspannung von dem Lichtempfänger FO, die in diesem Fall eine Gleichspannung ist.
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Wird der von der Lichtquelle LI an den Lichtempfänger FO abgegebene Lichtstrahl durch Staubpartikel SK unterbrochen, so erfährt der betreffende Lichtstrahl gewissermaßen eine Modulation, die zu einer entsprechend modulierten Ausgangsspannung von dem Lichtempfänger FO führt. Das von dem Lichtempfänger FO somit abgegebene Messsignal stellt ein Gleichspannungssignal dar, welches Spannungseinbrüche infolge der Unterbrechung des Lichtweges von der Lichtquelle LI zu dem Lichtempfänger FO durch die diesen Lichtweg passierenden Staubpartikel ST aufweist. Das betreffende Messsignal weist somit einen Gleichspannungsanteil und je nach Geschwindigkeit der Staubpartikel einen Wechselspannungs- bzw. Impulsanteil auf.
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Der Lichtempfänger FO ist im vorliegenden Fall mit seinen Anschlüssen an nicht näher bezeichneten Eingängen einer Messeinrichtung ME angeschlossen, die hier als einzige Messeinrichtung dargestellt ist. Diese Messeinrichtung ME kann beispielsweise eingangsseitig eine Signaltrennschaltung aufweisen, mittels der des von dem Lichtempfänger FO abgegebene Messsignal in einen Gleichspannungsanteil und in einen Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil aufgeteilt wird. Ausgangsseitig kann dieser Signaltrennschaltung die eigentliche Messschaltung nachgeschaltet sein, die durch einen Mikrocontroller mit eigener Software oder durch eine Mikroprozessoranordnung gebildet sein kann, welche eine Zentraleinheit (CPU), einen ROM-Speicher für die Speicherung eines Betriebsprogramms, einen RAM-Speicher als Arbeitsspeicher sowie verschiedene Schnittstellenschaltungen (z. B. UART oder USART) aufweisen kann.
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Die Messeinrichtung ME misst das ihr von dem Lichtempfänger FO jeweils zugeführte Messsignal hinsichtlich seines Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils und hinsichtlich seines Gleichspannungsanteils gewissermaßen parallel. Von der Messeinrichtung ME wird ein dem Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil des betreffenden Signals entsprechendes Ausgangssignal von einem Ausgangsanschluss UI abgegeben, und parallel dazu gibt die Messeinrichtung ME von einem Ausgangsanschluss UG ein dem Gleichspannungsanteil des betreffenden Messsignals entsprechendes Ausgangssignal ab.
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Mit dem Ausgangsanschluss UI der Messeinrichtung ME ist eine erste Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 eingangsseitig verbunden. Mit dem Ausgangsanschluss UG der Messeinrichtung ME ist eine zweite Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 verbunden. Die erste Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 weist drei Ausgangsanschlüsse auf, die mit v>, v= bzw. v< bezeichnet sind. Mit diesen Ausgängen der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 ist eine Antriebseinrichtung AE des die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung enthaltenden Staubsammelgerätes verbunden, welches durch die Antriebseinrichtung AE verfahrbar sein mag.
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Die zuvor erwähnte Antriebseinrichtung AE kann beispielsweise einen durch einen Akkumulator betriebenen Elektromotor und eine diesen speisende Speiseschaltung enthalten. Diese Speiseschaltung kann den betreffenden Elektromotor entsprechend den an den zuvor erwähnten Ausgängen der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 abgegebenen Ausgangssignalen in Drehung versetzen. Gibt die erste Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 z. B. an ihrem mit v= bezeichneten Ausgang ein Ausgangssignal, beispielsweise entsprechend einem Binärsignal ”1” ab, so läuft der Elektromotor der Antriebseinrichtung AE mit einer bestimmten festgelegten Drehzahl. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn das vom Ausgang UI der Messeinrichtung ME abgegebene Ausgangssignal einer festgelegten Staubpartikelmenge von z. B. 1000 Staubpartikeln pro Sekunde durch den Staubsammelkanal SK entspricht. Gibt die erste Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 jedoch an ihrem mit v> bezeichneten Ausgang ein solches Ausgangssignal ab, so wird die Drehzahl des Elektromotors der Antriebseinrichtung AE heraufgesetzt, beispielsweise um einen festgelegten Betrag. Dies entspricht einer Staubpartikelmenge unterhalb der festgelegten Staubpartikelmenge von z. B. weniger als 1000 Staubpartikeln pro Sekunde durch den Staubsammelkanal SK. In entsprechender Weise wird die Drehzahl des Elektromotors der Antriebseinrichtung AE um einen entsprechend festgelegten Betrag herabgesetzt, wenn von dem mit v< bezeichneten Ausgang der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 ein entsprechendes Ausgangssignal abgegeben wird. Dies entspricht einer Staubpartikelmenge oberhalb der festgelegten Staubpartikelmenge von z. B. mehr als 1000 Staubpartikeln pro Sekunde durch den Staubsammelkanal SK. Die jeweils zuverlässig erkannte Staubpartikelgröße beträgt etwa 0,5 mm.
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Es sei hier angemerkt, dass in Ergänzung zu der vorstehend erläuterten Ansteuerung der Antriebseinrichtung AE auch so vorgegangen werden kann, dass die aufeinanderfolgende Abgabe eines Ausgangssignals entsprechend einem Binärsignal ”1” von dem mit v< bezeichneten Ausgang der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 zur aufeinanderfolgenden, insbesondere schrittweisen Verlangsamung der Antriebseinrichtung AE führt, beispielsweise von einer normalen Fahrgeschwindigkeit von z. B. 10 cm/s bis zu einer Fahrgeschwindigkeit von 5 cm/s. Die Schritte zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit können dabei durch vorgegebene Zahlen festgelegt sein, in denen an dem mit v< bezeichneten Ausgang der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 entsprechende Ausgangssignale, beispielsweise im 1-Sekunden-Takt auftreten.
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Eine der vorstehend erläuterten Steuerung entsprechende Steuerung der Antriebseinrichtung AE kann im Übrigen auch durch die von dem mit v> bezeichneten Ausgang der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 erfolgen. In diesem Fall kann eine Beschleunigung der Antriebseinrichtung AE beispielsweise von der normalen Fahrgeschwindigkeit, bei der von dem mit v= bezeichneten Ausgang der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS ein Ausgangssignal, beispielsweise entsprechend einem Binärsignal ”1” abgegeben wird, von beispielsweise 10 cm/s schrittweise entsprechend dem zuvor erwähnten 1-Sekunden-Takt der Staubpartikelermittlung auf z. B. 20 cm/s erhöht werden.
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Darüber hinaus ist es möglich, in dem Fall, dass relativ viel Staubpartikel bzw. sehr viel Staubpartikel ermittelt werden, eine modifizierte Reinigungsstrategie anzuwenden. Im erstgenannten Fall kann z. B. bei verlangsamter Fahrgeschwindigkeit auf 10 cm/s der zu reinigende Bereich zweimal überfahren werden, und zwar einmal in Rückwärtsrichtung und einmal in Vorwärtsrichtung, beispielsweise über eine Strecke von ca. 50 cm. Im zweitgenannten Fall der Ermittlung von sehr viel Staubpartikeln kann bei der verlangsamten Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 15 cm/s eine Überfahrt des zu reinigenden Bereiches in Sternform dreimal jeweils um 120° versetzt erfolgen, und zwar jeweils einmal in Rückwärtsrichtung und einmal in Vorwärtsrichtung über eine Strecke von ca. 50 cm.
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In der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 wird somit der vom Ausgangsanschluss UI der Messeinrichtung ME jeweils abgegebene Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil des jeweiligen Messsignals gesondert ausgewertet. Diese Auswertung kann beispielsweise einen Vergleich des über jeweils eine festgelegte Zeitspanne von z. B. 1 s integrierten Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteils der betreffenden Messspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert umfassen, um beispielsweise die Menge der Staubpartikel ST, die durch den Staubpartikelkanal SK hindurchgetreten sind, qualitativ zu bestimmen. Es ist aber auch möglich, in der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 eine quantitative Bestimmung der durch den Staubpartikelkanal SK hindurchgetretenen Staubpartikel ST vorzunehmen, indem beispielsweise Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsspitzen des erwähnten Messsignals gezählt und mit einem als Schwellwert vorgegebenen Zählwert verglichen werden. Die als Auswerteeinrichtung der so jeweils vorgesehenen Schwellwerteinrichtung bzw. -schaltung kann ausgangsseitig mit einem Steuerungsteil der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 verbunden sein. Dieser Steuerungsteil weist dann die im vorliegenden Fall dargestellten drei Ausgänge der ersten Auswerte- und Steuereinrichtung AS1 auf.
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Die zweite Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 ist im Prinzip in entsprechender Weise aufgebaut wie die erste Auswerte- und Steuereinrichtung AS1. Die zweite Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 kann eingangsseitig eine als Auswerteeinrichtung dienende Schwellwertschaltung aufweisen, mit der der vom Ausgangsanschluss UG der Messeinrichtung ME jeweils gelieferte Gleichspannungsanteil des jeweiligen Messsignals mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird. Dieser Schwellwert kann so festgelegt sein, dass er einer bestimmten Lichtmenge entspricht, die normalerweise von der Lichtquelle LI zum Lichtempfänger FO der Lichtschrankenanordnung hin gelangt und die auch dafür kennzeichnend ist, dass die betreffende Lichtschrankenanordnung ordnungsgemäß arbeitet und der Staubpartikelkanal SK nicht durch Staubpartikel oder andere Elemente verstopft ist.
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Mit der Auswerteeinrichtung bzw. mit der Schwellwertschaltung der zweiten Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 kann ein Steuereinrichtungsteil verbunden sein, der je nach seiner Ansteuerung von der mit ihm verbundenen Auswerteeinrichtung an einem von zwei Ausgangsanschlüssen EN, DI jeweils ein Ausgangssignal, beispielsweise entsprechend einem Binärsignal ”1” abzugeben vermag. Am Ausgangsanschluss EN wird beispielsweise ein einem Binärsignal ”1” entsprechendes Ausgangssignal dann abgegeben, wenn die aus der Lichtquelle LI und dem Lichtempfänger FO bestehende Lichtschrankenanordnung ordnungsgemäß arbeitet und auch keine Verstopfung des Staubpartikelkanals SK durch Staubpartikel oder andere Elemente vorliegt. In diesem Fall wird der Antriebseinrichtung AE von der zweiten Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 ein Freigabesignal für den Betrieb zugeführt. Wird hingegen die Arbeitsweise der Lichtschrankenanordnung als nicht in Ordnung befindlich beurteilt und/oder liegt eine mögliche Verstopfung des Staubpartikelkanals SK durch Staubpartikel und/oder andere Elemente, wie z. B. durch Papier oder Stoffteile vor, so gibt die zweite Auswerte- und Steuereinrichtung AS2 von ihrem mit DI bezeichneten Ausgangsanschluss ein als Sperrsignal wirkendes entsprechendes Ausgangssignal an die Antriebseinrichtung AE ab. Die Antriebseinrichtung AE wird auf die Zuführung dieses zuletzt erwähnten Sperrsignals hin stillgesetzt, so dass sie keinen weiteren Antrieb mehr vornimmt.
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Durch die vorstehend erläuterte Vorrichtung und durch deren Arbeitsweise steht somit eine sich gewissermaßen ”selbst abgleichende” Staubsammelvorrichtung zur Verfügung, die ihre Fahrgeschwindigkeit und ihren Betrieb entsprechend der jeweils ermittelten Staubpartikelmenge und entsprechend sonst im Staubpartikelkanal ermittelten Elementen selbst abgleicht und damit regelt. Damit lassen sich entsprechend den verschiedenen Detektierzuständen unterschiedliche Reinigungsstrategien und damit -prozeduren (Fahrprogramme) anwenden. Dabei kann die jeweilige Reinigungsprozedur beispielsweise jeweils im 1-Sekunden-Takt geändert werden.
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Vorstehend ist die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert worden. Es dürfte einzusehen sein, dass die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist. So kann die Messeinrichtung ME beispielsweise durch zwei gesonderte Messeinrichtungen realisiert sein, deren eine lediglich den Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteil des von der Lichtschrankenanordnung jeweils abgegebenen Messsignals misst und deren andere lediglich den Gleichspannungsanteil des betreffenden Messsignals misst.
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Auch die oben erläuterten beiden Auswerte- und Steuereinrichtungen AS1 und AS2 die parallel arbeitende Auswerteeinrichtungen darstellen, können in anderer Weise als beschrieben realisiert sein. Beide Auswerte- und Steuereinrichtungen AS1 und AS2 können beispielsweise als seriell arbeitende Auswerte- und Steuereinrichtungen realisiert sein, denen entsprechende Eingangssignale – das sind die Wechselspannungs- bzw. Impulsspannungsanteile einerseits und die Gleichspannungsanteile andererseits des jeweiligen Messsignals – zeitlich nacheinander zugeführt werden.
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Im übrigen können die in der Zeichnung dargestellten beiden Auswerte- und Steuereinrichtungen AS1 und AS2 zusammen mit der Antriebseinrichtung AE zu einer kompakten Auswerte-, Steuer- und Antriebseinrichtung kombiniert sein. In dieser kompakten Auswerte-, Steuer- und Antriebseinrichtung kann zumindest ein Mikrocontroller mit eigener Software oder zumindest eine Mikroprozessoranordnung, wie sie oben erwähnt worden ist für die Ausführung der verschiedenen Auswerte-, Steuerungs- und Antriebsfunktionen enthalten sein. Auch die oben betrachtete Messeinrichtung kann gegebenenfalls in diese Kombinationseinrichtung einbezogen sein.
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Bezugszeichenliste
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- A1, A2
- Pfeile
- AE
- Antriebseinrichtung
- AS1
- erste Auswerte- und Steuereinrichtung
- AS2
- zweite Auswerte- und Steuereinrichtung
- DI
- Ausgangsanschluss
- EK
- Eintrittskanal
- EN
- Ausgangsanschluss
- FO
- Lichtempfänger
- LI
- Lichtquelle
- ME
- Messeinrichtung
- SB
- Staubsammelbehälter
- SK
- Staubpartikelkanal
- SP
- Speiseeinrichtung
- ST
- Staubpartikel
- UG
- Ausgangsanschluss
- UI
- Ausgangsanschluss
- v>, v=, v<
- Ausgangsanschlüsse
