DE102016108460A1 - Cleaning robot and method of control - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Servicestation und eine Vorrichtung an einem Reinigungsroboter selbst zur Übertragung eines oder mehrerer Elemente, wobei vorgesehen ist: – Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie zur Akkuladung von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine – Übertragungsvorrichtung für Frischwasser von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine – Übertragungsvorrichtung für Schmutz und Schmutzwasser vom Roboter zur Servicestation und optional auch dessen Abpumpen von der Servicestation, und/oder eine – Übertragungsvorrichtung von ein oder mehreren Reinigungsmitteln von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine – Uni- oer bidirektionaler Informationsübertragungseinrichtung über eine Signalcodierung über die Ladekontakte selbst über eine Funk- oder optische Schnittstelle.The invention relates to a service station and a device on a cleaning robot itself for transmitting one or more elements, wherein it is provided: transmission device for electrical energy for charging the battery from the service station to the robot, and / or a transmission device for fresh water from the service station to the robot, and / or a transmission device for dirt and dirty water from the robot to the service station and optionally also its pumping from the service station, and / or a transmission device of one or more cleaning agents from the service station to the robot, and / or a uni-oer bidirectional information transmission device via a signal coding via the charging contacts themselves via a radio or optical interface.
Description
Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter und ein Verfahren zu Steuerung desselben, sowie eine Servicestation und Bearbeitungswerkzeug-Wechselvorrichtungen.The invention relates to a cleaning robot and a method for controlling the same, as well as a service station and machining tool changing devices.
Aufgabe der Erfindung ist es einen verbesserten Reinigungsroboter und ein Verfahren zu Steuerung sowie Programmierung desselben zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide an improved cleaning robot and a method for controlling and programming thereof.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Gegenstände und Verfahren gelöst.This object is achieved by the objects and methods specified in the claims.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen:
Servicestation und Vorrichtung an einem Reinigungsroboter selbst zur Übertragung eines oder mehrerer Elemente,
gekennzeichnet durch
- – Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie zur Akkuladung von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine
- – Übertragungsvorrichtung für Frischwasser von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine
- – Übertragungsvorrichtung für Schmutz und Schmutzwasser vom Roboter zur Servicestation und optional auch dessen Abpumpen von der Servicestation, und/oder eine
- – Übertragungsvorrichtung von ein oder mehreren Reinigungsmitteln von der Servicestation zum Roboter, und/oder eine
- – Uni- oer bidirektionaler Informationsübertragungseinrichtung über eine Signalcodierung über die Ladekontakte selbst über eine Funk- oder optische Schnittstelle.
Service station and device on a cleaning robot itself for transmitting one or more elements,
marked by
- - Electrical energy transfer device for battery charging from the service station to the robot, and / or a
- - Transfer device for fresh water from the service station to the robot, and / or a
- - Transfer device for dirt and dirty water from the robot to the service station and optionally also its pumping from the service station, and / or a
- - Transfer device of one or more cleaning agents from the service station to the robot, and / or a
- - Uni- oer bidirectional information transmission device via a signal coding on the charging contacts themselves via a radio or optical interface.
Dem folgend ist vorgeschlagen, dass die Servicestation und Vorrichtung an einem Reinigungsroboter folgend ausgestaltet ist:
dass der Roboter eine Vorrichtung zum Ablassen des Schmutzwassers aufweist, bei welcher z.B. bei Überfahrt auf einen Ablassgully das Schmutzwasser direkt nach unten oder zur Seite hin abgelassen werden kann, um somit nicht nur an der Servicestation sondern auch an weiteren Punkten das Schmutzwasser ablassen zu können.The following is proposed that the service station and device is configured on a cleaning robot following:
that the robot has a device for discharging the dirty water, in which, for example, when passing on a Ablassgully the dirty water can be discharged directly downwards or sideways, so as not only to drain the dirty water at the service station but also at other points.
Weiterhin ist vorgeschlagen,
dass die Servicestation über die Lokalisierung des Roboters zur Station unterstützende Merkmale und Komponenten verfügt, wobei diese Komponenten umfassen können:
- – ein oder mehrere optische oder Ultraschallsensoren sein mittels derer Unterstützung die Distanz und/oder Winkel zwischen Station und Roboter bestimmt werden können.
the service station has the location of the robot to the station supporting features and components, which components may include:
- - One or more optical or ultrasonic sensors by means of which support the distance and / or angle between the station and robot can be determined.
Sind beispielsweise mindestens zwei Ultraschallsensoren an der Station angebracht und mindestens zwei Ultraschallsensoren am Fahrzeug, so können diese synchronisiert durch Funk die Distanzen zwischen den Sensoren bestimmen, womit dann wiederum eindeutig die Lage in Position und Orientierung des Roboters zur Station berechnet werden kann. Bei weniger Sensoren kann ein durch eine Einzelmessung unterbestimmte Lagebestimmung durch das Verfahren des Roboters selbst zur eindeutigen Berechnung der Lage zwischen Roboter und Station durchgeführt werden.For example, if at least two ultrasonic sensors attached to the station and at least two ultrasonic sensors on the vehicle, they can synchronously determine the distances between the sensors by radio, which in turn can then be calculated clearly the position in position and orientation of the robot to the station. With fewer sensors, a position determination that is underestimated by a single measurement can be carried out by the method of the robot itself for unambiguous calculation of the position between the robot and the station.
Ebenso können positionsunterstützende Merkmale wie optische Codes und die Geometrie der Station zur Lokalisierung herangezogen werden.Similarly, position-supporting features such as optical codes and the geometry of the station can be used for localization.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Bearbeitungswerkzeugwechselvorrichtung für Reinigungsroboter vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet,
dass diese einen autonomen Wechsel ermöglicht, insbesondere der Wechsel von unterschiedlichen oder gleichen Bürsten und/oder Pads welche für Bearbeitung des jeweiligen Untergrundes geeignet sind wird hierdurch ermöglicht,
wobei der eigentliche Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge erfolgt durch die Positioniereinheiten des Roboters und dessen Motoren wie Höhenverstellung der Reinigungseinheit und Werkzeugantriebe selbst.According to a further aspect of the invention, a cleaning machine tool changing device is proposed, which is characterized
that this allows an autonomous change, in particular the change of different or the same brush and / or pads which are suitable for processing the respective substrate is thereby made possible
wherein the actual change of the processing tools is done by the positioning of the robot and its motors such as height adjustment of the cleaning unit and tool drives themselves.
Dem folgend ist vorgeschlagen,
dass in einer längeren Reinigungszeitspanne (z.B. über Nacht) die Reinigung von Flächen für welche unterschiedliche Werkzeuge nötig sind erfolgen. Die Wechselvorrichtung kann sowohl extern als auch in Verbindung mit der Servicestation realisiert sein.The following is suggested
that in a longer cleaning period (eg overnight), the cleaning of surfaces for which different tools are necessary done. The changing device can be realized both externally and in conjunction with the service station.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Reinigungsvorrichtung für die Reinigungseinheit eines Reinigungsrobotervorgeschlagen,
wobei die Abzieh- und Absaugvorrichtungen stationär, vorzugweise in Verbindung mit einer Servicestation und am Reinigungsroboter selbst technisch ausgestaltet ist.According to a further aspect of the invention, a cleaning device for the cleaning unit of a cleaning robot is proposed,
wherein the removal and suction devices are stationary, preferably in conjunction with a service station and the cleaning robot itself is technically designed.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Dosiereinheit von Frischwasser und ein oder mehreren Reinigungsmittelbehältern zur Ermöglichung der autonomen Reinigung über eine längere Reinigungszeitspanne (z.B. über Nacht) vorgeschlagen, in welcher die Reinigung von Flächen mit unterschiedlichem Reinigungsmittel und/oder Intensität der Beimischung zu erfolgen hat,
wobei die Dosierung der gesamten Ausbringmenge (Wasser und Reinigungsmittel) selbst erfolgt unabhängig von der Zumischung des oder der Reinigungsmittel, ggf. in Abhängigkeit der Verschmutzung oder Vorgabe des Einsatzplaners. According to a further aspect of the invention, a dosing unit of fresh water and one or more detergent containers for enabling autonomous cleaning over a longer period of cleaning (eg overnight) is proposed, in which the cleaning of surfaces with different detergent and / or intensity of the admixture has to be done .
wherein the dosage of the entire application rate (water and detergent) itself is independent of the admixture of the detergent or, if necessary, depending on the contamination or specification of the deployment planner.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuerungs-Vorrichtung zur Interaktion mit der Infrastruktur des Einsatzobjektes eines Roboters, insbesondere eines Reinigungsroboters, vorgeschlagen,
gekennzeichnet durch eines oder aller der folgenden Merkmale,
- – Abstimmung mit der Alarmanlage und Sicherungseinrichtungen
- – Beeinflussung von Schranken, Türen und Toren
- – Zustandsabfrage von Objekten wie Schranken, Türen und Toren, auch bei Nicht-Beinflussbarkeit zur Berücksichtigung bei der aktuellen (Navigations-)Planung des Roboters.
- – Beeinflussung der Beleuchtungseinheiten am Objekt
characterized by one or all of the following features,
- - Coordination with the alarm system and safety devices
- - Influence of barriers, doors and gates
- - Status query of objects such as barriers, doors and gates, even with non-legibility for consideration in the current (navigation) planning of the robot.
- - Influencing the lighting units on the object
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Bedienungseingabevorrichtung für einen Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter, vorgeschlagen,
wobei die Steuerungs-Vorrichtung
- – Remote, und/oder
- – nahe dem Roboter oder im Objekt selbst
- – Kollisionsvermeidung bei remote – Bedienung vom Roboter selbst
- – auf Sensoren basierende Rückkopplung zum Bediener. Dies kann z.B. Kamerainformation oder optisch aufbereitete Abstandinformation wie diese z.B. von Ultraschallsensoren erfolgt sein.
the control device
- - Remote, and / or
- - near the robot or in the object itself
- - Collision avoidance with remote operation from the robot itself
- Sensor-based feedback to the operator. This can be done, for example, camera information or optically processed distance information such as this example of ultrasonic sensors.
Dies ist ein wichtiges Merkmal um einen längeren autonomen Betrieb des Roboters zu gewährleisten. Für den Fall das das Robotersystem die Entscheidung für die Auflösung einer bestimmten Situation nicht selbst fällen kann und zur Entscheidungsfindung und/oder kurzfristigen Remote-Navigation einen externen Benutzer (im zu reinigenden Objekt selbst) oder entfernt (z.B. Zentrale des Roboter-Herstellern, externer beauftragter Dienst wie dies auch im Security-Sektor oft der Fall ist) hinzuzieht.This is an important feature to ensure a longer autonomous operation of the robot. In the event that the robot system can not make the decision for the resolution of a particular situation itself and for decision-making and / or short-term remote navigation an external user (in the object to be cleaned itself) or removed (eg headquarters of the robot manufacturers, external contractor Service as is often the case in the security sector).
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Reinigungsroboter, vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet,
dass neben einem autonomen Fahrmodus ein manueller Betrieb mittels Handsteuerung am Roboter möglich ist, um den Roboter auch für kurzfristige Einsätze zielgerichtet um Einsatzort zu führen bzw. die Reinigung dort gleich manuell auszuführen, insbesondere kann diese manuelle Steuerung als Eingabe für die Erfassung sogenannter Teach-In Sequenzen dienen.According to a further aspect of the invention, a cleaning robot is proposed, which is characterized
that in addition to an autonomous driving mode manual operation by means of manual control on the robot is possible to purposefully guide the robot for short-term deployment site or perform the same manual cleaning there, in particular, this manual control as input for the detection of so-called teach-in Serve sequences.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Kollisionsvermeidungvorrichtung für einen Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter, vorgeschlagen,
wobei diese in einem autonomen Navigationsmodus, in einem Remote-Steuerungsbetrieb und in einem manuellen Betrieb betrieben werden kann,
wobei insbesondere vermittels
- – am Roboter angebrachter Sensorik zur lokalen Umfelderfassung, beispielweise 3D Kameras / Lasersensoren / Radar und/oder Ultraschallsensoren sowie taktiler Sensorik beispielsweise in Form von Schaltleisten oder durch Berührung mit Hindernissen auslenkbaren Teilen am Roboter
- – in einer Umgebungsrepräsentation festgehaltenen Bereichen, innerhalb derer der Roboter nicht navigieren und/oder nicht reinigen darf.
being able to operate in an autonomous navigation mode, in a remote control mode and in a manual mode,
in particular by means of
- - Attached to the robot sensors for local environment detection, for example, 3D cameras / laser sensors / radar and / or ultrasonic sensors and tactile sensors, for example in the form of safety edges or by touching obstacles with deflectable parts on the robot
- - In an environment representation held areas within which the robot is not allowed to navigate and / or not clean.
Dieses Merkmal ist in Einblendung des Sensorik bzw. einer oder mehrerer am Roboter angebrachter Kameras oder abstandsmessender Sensoren in die Remote-Darstellung und auch bei manueller Bedienung direkt am Gerät in dessen Anzeigemonitor.This feature is in the display of the sensor or one or more attached to the robot cameras or distance-measuring sensors in the remote display and even with manual operation directly on the device in the display monitor.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter, vorgeschlagen,
wobei eine Anordnung von Abzieh- und Absauglippen zur Unterstützung des autonomen Fahrmodus vorgesehen ist, insbesondere so gestaltet, dass eine lückenlose Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit bei Geradeausfahrt bis hin zur ausschließlichen Drehung des Roboters (Drehpunkt auf dem Mittelpunkt der Antriebsachse im Falle eines Differentialantriebs) erfolgt.According to a further aspect of the invention, a robot, in particular a cleaning robot, is proposed,
wherein an array of Abzieh- and suction lips is provided to support the autonomous driving mode, in particular designed so that a complete recording of the cleaning liquid when driving straight up to the exclusive rotation of the robot (pivot point on the center of the drive axle in the case of a differential drive) takes place.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Reinigungseinheit für einen Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter, vorgeschlagen, wobei dieser unabhängig vom Heben und Senken derer selbst die Absaugeinrichtung und ggf. auch die Abziehlippen von der Steuerung aus automatisch angehoben und abgesenkt werden können.According to a further aspect of the invention, a cleaning unit for a robot, in particular a cleaning robot, is proposed, wherein it can be automatically raised and lowered independently of the lifting and lowering of which even the suction device and possibly also the Abziehlippen from the control.
Dies bietet den großen Vorteil, dass hier eine Grundreinigung automatisch durchgeführt werden kann, bei der das Reinigungs-/Wassergemisch nicht gleich abgesaugt wird, sondern dieses dann ebenfalls autonom bei einem weiteren Durchgang (typischerweise in derselben Nacht) mit von der Steuerung aus beeinflusster Absenkung der Absaugvorrichtung (ggf. auch abgesenkten Abziehlippen) wieder aufgenommen werden kann.This offers the great advantage that a basic cleaning can be carried out automatically in which the cleaning / water mixture is not sucked off immediately, but this then also autonomously in another round (typically in the same night) with influenced by the control lowering the Suction device (possibly also lowered Abziehlippen) can be resumed.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine automatisierte Dokumentation für einen Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter, vorgeschlagen, wobei eine Erfassungs- und Dokumentationsvorrichtung zur automatischen Protokollierung und Erstellung elektronischer Dokumente (z.b. im PDF-Format) vorhanden ist, welche typischerweise nach jeder Reinigungsaufgabe bzw. in definierten Zeitintervallen (z.B. pro Reinigungstag oder -woche) automatisiert von der Steuerungseinheit erstellt und vorzugweise nicht nur im eigenen Speicher zur Einsicht oder zum Abruf gespeichert wird, sondern über eine entsprechende Kommunikationsvorrichtung (WLAN, Bluetooth, Mobilfunk wie GSM/LTE) am Roboter zur Infrastruktur im Objekt oder an eine entfernte Stelle (z.B. per e-mail oder Ablage in einer Cloud) übermittelt wird,
wobei insbesondere vorgesehen ist, dass Planabweichungen dokumentiert werden.According to a further aspect of the invention, an automated documentation for a robot, in particular a cleaning robot, proposed, wherein a detection and documentation device for automatic logging and creation of electronic documents (eg in PDF format) is present, which typically after each cleaning task or at defined time intervals (eg per cleaning day or - week) is automatically created by the control unit and preferably stored not only in its own memory for viewing or retrieval, but via a corresponding communication device (WLAN, Bluetooth, mobile as GSM / LTE) on the robot to infrastructure in the object or to a remote location ( eg by e-mail or filing in a cloud),
in particular, it is provided that plan deviations are documented.
Hierbei wird vorzugsweise die sensorisch erfassten Gegebenheiten (z.B. durch 2D und/oder 3D Kamera- und Distanzbilder) mit dokumentiert.In this case, the sensorially detected conditions (for example, by 2D and / or 3D camera and distance images) are preferably documented.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Programmierung, vorgeschlagen, gekennzeichnet durch:
- – Verfahrenskette grafische Programmierung und ggf. auch Teach-In und Vorgabe
- – die gesamte Verfahrenskette erfolgt mittels einer grafischen Benutzerschnittstelle
- – die Benutzerschnittstelle kann auf dem Roboter direkt oder auch auf einem externen Rechner ausgeführt werden,
- – Einmalige Inbetriebnahme des Roboter in einer neuen Umgebung
- – grafische Programmierung des Roboter
- – Deployment
- – Ausführung des Reinigungsprogramms.
- - Process chain graphical programming and possibly also teach-in and specification
- - The entire process chain is carried out by means of a graphical user interface
- The user interface can be executed on the robot directly or on an external computer,
- - One-time commissioning of the robot in a new environment
- - graphic programming of the robot
- - Deployment
- - Execution of the cleaning program.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorabsaugung und/oder Kehrleiste und/oder Grobschmutzabweisbügel für einen Roboter, insbesondere einen Reinigungsroboter,
vorgeschlagen, wobei im Frontbereich des Roboters dient dazu im Zusammenhang mit einem autonomen Reinigungsroboter das oft notwendige manuelle Vorkehren und die Grobschmutzbeseitigung zu vermeiden und vor allem auch dazu zu vermeiden, dass dieser Grobschmutz in die Reinigungseinheit gelangt und hier zu Schaden / Blockade führt.According to a further aspect of the invention, a pre-suction and / or sweeping strip and / or coarse dirt deflector for a robot, in particular a cleaning robot,
proposed, wherein in the front area of the robot is used in connection with an autonomous cleaning robot to avoid the often necessary manual sweeping and coarse dirt removal and above all to avoid that this coarse dirt gets into the cleaning unit and here leads to damage / blockage.
Dies stellt eine wirtschaftlich vorteilhafte Lösung der Problematik dar, dass ein autonomer Roboter oft nicht über diese Grobschutzerkennungsmassnahmen verfügt.This represents an economically advantageous solution to the problem that an autonomous robot often does not have these coarse protection detection measures.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren mögliche Unterkombinationen.Further advantageous embodiments will become apparent from the other dependent claims or their possible sub-combinations.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.The invention will be further explained with reference to the drawings.
Kollisionsvermeidung im autonomen Navigationsmodus, im Remote-Steuerungsbetrieb und im manuellen Betrieb.Collision avoidance in autonomous navigation mode, in remote control mode and in manual mode.
Basierend auf
- – am Roboter angebrachter Sensorik zur lokalen Umfelderfassung, beispielweise 3D Kameras / Lasersensoren / Radar und/oder Ultraschallsensoren sowie taktiler Sensorik beispielsweise in Form von Schaltleisten oder durch Berührung mit Hindernissen auslenkbaren Teilen am Roboter
- – in einer Umgebungsrepräsentation festgehaltenen Bereichen, innerhalb derer der Roboter nicht navigieren und/oder nicht reinigen darf
- - Attached to the robot sensors for local environment detection, for example, 3D cameras / laser sensors / radar and / or ultrasonic sensors and tactile sensors, for example in the form of safety edges or by touching obstacles with deflectable parts on the robot
- - In an environment representation held areas within which the robot is not allowed to navigate and / or not clean
Dieses Merkmal ist in Einblendung des Sensorik bzw. einer oder mehrerer am Roboter angebrachter Kameras oder abstandsmessender Sensoren in die Remote-Darstellung und auch bei manueller Bedienung direkt am Gerät in dessen Anzeigemonitor.This feature is in the display of the sensor or one or more attached to the robot cameras or distance-measuring sensors in the remote display and even with manual operation directly on the device in the display monitor.
Siehe hierzu Fig. 11.See Fig. 11.
Ein wichtiges Merkmal ist eine Reinigungseinheit, bei welcher unabhängig vom Heben und Senken derer selbst die Absaugeinrichtung und ggf. auch die Abziehlippen von der Steuerung aus automatisch angehoben und abgesenkt werden können.An important feature is a cleaning unit, in which independently of the lifting and lowering of which even the suction device and possibly also the Abziehlippen can be automatically raised and lowered by the controller.
Dies bietet den großen Vorteil, dass hier eine Grundreinigung automatisch durchgeführt werden kann, bei der das Reinigungs-/Wassergemisch nicht gleich abgesaugt wird, sondern dieses dann ebenfalls autonom bei einem weiteren Durchgang (typischerweise in derselben Nacht) mit von der Steuerung aus beeinflusster Absenkung der Absaugvorrichtung (ggf. auch abgesenkten Abziehlippen) wieder aufgenommen werden kann.This offers the great advantage that a basic cleaning can be carried out automatically in which the cleaning / water mixture is not sucked off immediately, but this then also autonomously in another round (typically in the same night) with influenced by the control lowering the Suction device (possibly also lowered Abziehlippen) can be resumed.
Siehe hierzu Fig. 2 und Fig. 7.See FIG. 2 and FIG. 7.
Verfahrenskette grafische Programmierung und ggf. auch Teach-In und Vorgabe:
Die Verfahrenskette besteht aus vier Teilen
- – Einmalige Inbetriebnahme des Roboter in einer neuen Umgebung
- – grafische Programmierung des Roboter
- – Deployment
- – Ausführung des Reinigungsprogramms
The process chain consists of four parts
- - One-time commissioning of the robot in a new environment
- - graphic programming of the robot
- - Deployment
- - Execution of the cleaning program
Siehe auch das Diagramm nach Fig. 1.See also the diagram of FIG. 1.
Bei der Inbetriebnahme in einer neuen Umgebung wird ein Umgebungsmodell z.B. einer Zeichnung des Grundriss vom Architekten in elektronischer Form (z.B. dxf oder dwg Dateiformat) importiert. Zwei unterschiedliche Arten der Roboterlokalisierung werden unterstützt. Bei der ersten Methode werden Landmarken als externe Referenzierung verwendet und bei der zweiten Methode wird die Importierte Hindernisstruktur aus dem Gebäudeplan als externe Referenzierung verwendet. Falls die Landmarkenbasierte Lokalisierung verwendet wird müssen die Positionen der Landmarken in das Umgebungsmodell eingezeichnet werden.When commissioning in a new environment, an environment model, for example a drawing of the floor plan, is imported by the architect in electronic form (eg dxf or dwg file format). Two different types of robot localization are supported. The first method uses landmarks as external referencing In the second method, the imported obstacle structure from the building plan is used as external referencing. If landmark-based localization is used, the landmark positions must be drawn into the environment model.
Die Programmierung des Roboter erfolgt in der grafischen Benutzerschnittstelle. Der Benutzer zeichnet den gewünschten Pfad des Roboter in das importierte Umgebungsmodell ein. Die grafische Benutzerschnittstelle unterstützt den Benutzer durch Vorlagen von häufig verwendeten Bewegungsmuster wie z.B. Mäanderförmiges abfahren einer Freifläche, spiralförmiges abdecken von Flächen oder abfahren eines Polygonzugs. Die erstellten Reinigungspläne können dann direkt aus der grafischen Benutzerschnittstelle über ein Netzwerk auf den Roboter übertragen werden.The robot is programmed in the graphical user interface. The user records the desired path of the robot into the imported environment model. The graphical user interface assists the user with templates of commonly used motion patterns, e.g. Meandering down an open space, spiraling over areas or traversing a traverse. The created cleaning plans can then be transferred directly from the graphical user interface to the robot via a network.
Der Benutzer kann am Roboter den gewünschten Reinigungsplan auswählen und die Reinigung manuell starten oder einen zeitgesteuerten Start des Roboter aktivieren.The user can select the desired cleaning plan on the robot and start the cleaning manually or activate a timed start of the robot.
1. Full-Service Dockingstation1. Full-service docking station
Die Dockingstation ermöglicht ein selbstständiges Aufladen, Befüllen und Entleeren eines autonomen Reinigungsroboters. Durch die gleichzeitige Übertragung von Ladestrom, Frisch- und Schmutzwasser wird ein dauerhafter autonomer Einsatz eines Reinigungsroboters ermöglicht. Das Schmutzwasser wird dabei aktiv abgepumpt und somit eine Abführung des Schmutzwassers an einen höherliegenden Punkt ermöglicht. Das Frischwasser wird ebenfalls aktiv in den Reinigungsroboter gepumpt und macht damit den Einsatz einer Luftstrecke zwischen Frischwasserhahn und Reinigungsroboter möglich und somit können die Vorschriften zum Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigung laut
An der Full-Service-Dockingstation kann außerdem ein automatischer Bürstenwechsel vollzogen werden und die Abziehlippen intensiv gereinigt werden. Der Automatische Bürstenwechsel wird in Punkt 2 genauer beschrieben. Eine Intensivreinigung kann z.B. durch das Überfahren einer Reinigungseinheit an der Dockingstation realisiert werden.The full-service docking station can also be used to perform an automatic brush change and thoroughly clean the lips. The automatic brush change is described in more detail in
Siehe hierzu Fig. 8See Fig. 8
2. Automatischer Bürstenwechsel2. Automatic brush change
Der Reinigungsroboter ist in der Lage selbständig seine Bürsten zu wechseln, sollte das aufgrund unterschiedlicher Bodenbeläge und / oder Reinigungsmodi nötig sein. Dazu fährt der Reinigungsroboter an eine Bürsten-Wechsel-Station. Bei den Bürsten-Wechsel-Stationen sind an definierten Positionen Absenkungen für die Bürsten eingelassen. In den Absenkungen sind Halterungen angebracht, die die Bürsten fixieren, wenn der Roboter die Bürsten abgesenkt hat. Werden die Bürsten daraufhin entgegen der eigentlichen Betriebsrichtung gedreht, werden sie somit aus der Befestigung gelöst. Der Reinigungsroboter fährt daraufhin zu einer weiteren Bürsten-Wechsel-Station, in der die neuen bzw. anderen Bürsten bereits in den Absenkungen liegen. Der Vorgang des Lösens der Bürsten wird dort in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt und der Reinigungsroboter somit mit neuen Bürsten bestückt.The cleaning robot is able to independently change its brushes should this be necessary due to different floor coverings and / or cleaning modes. For this, the cleaning robot moves to a brush change station. In the brush change stations lowering of the brushes are embedded at defined positions. In the lowering brackets are attached, which fix the brushes when the robot has lowered the brushes. If the brushes are then turned against the actual operating direction, they are thus released from the attachment. The cleaning robot then moves to another brush change station, in which the new or other brushes are already in the subsidence. The process of releasing the brushes is carried out there in reverse order and the cleaning robot thus equipped with new brushes.
Siehe hierzu Fig. 4 und in einer Draufsicht Fig. 5.See FIG. 4 and in a plan view FIG. 5.
3. Regelung der Absaugung3. Control of the suction
Die Leistung der Absaugturbine kann auf einen bestimmten Wert geregelt werden. Somit kann auch der, je nach Untergrund benötigte, Unterdruck in der Abziehlippeneinheit auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Das hat den Vorteil, dass die Absaugung energieoptimiert arbeitet und somit eine hohe Effizienz aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich im Falle einer Beschädigung oder Verschmutzung der Abziehlippe der Unterdruck konstant gehalten werden kann. Darüber hinaus kann dies auch zur Erkennung der Verschmutzung der Abziehlippe verwendet werden um dann die Reinigung dieser am Gerät oder an der stationären Reinigungsanlage durchzuführen.The power of the extraction turbine can be regulated to a certain value. Thus, the required negative pressure in the Abziehlippeneinheit, depending on the background, can be set to a desired value. This has the advantage that the extraction works energy-optimized and thus has a high efficiency. Another advantage is that in case of damage or contamination of the Abziehlippe the negative pressure can be kept constant. In addition, this can also be used to detect the contamination of the Abziehlippe then perform the cleaning of this device or at the stationary cleaning system.
4. Grund- und Erhalt-Reinigung4. Basic and receipt cleaning
Der Reinigungsroboter hat die Möglichkeit verschiedene Reinigungsgrade zu realisieren. Dazu sind die Reinigungsbürsten höhenverstellbar ausgeführt. Dies ermöglicht eine Erhalts- und eine Grundreinigung. Außerdem können die Abziehlippen angehoben werden, um das aufgebrachte Reinigungsmittel auf dem zu reinigenden Untergrund zu belassen um dort einzuwirken.The cleaning robot has the possibility to realize different degrees of cleaning. For this purpose, the cleaning brushes are height adjustable. This allows a maintenance and a thorough cleaning. In addition, the Abziehlippen can be raised to leave the applied detergent on the substrate to be cleaned to interact there.
5. Anordnung Abziehlippe zur Reinigungseinheit5. Arrangement of the stripping lip for the cleaning unit
Die Abziehlippen werden gegenüber der Reinigungseinheit ist so angeordnet, dass bei sämtlichen Manövriermanövern in Vorwärtsrichtung oder auf der Stelle der gereinigte Bereich von den Abziehlippen überfahren wird und somit kein Schmutzwasser auf der gereinigten Fläche zurück bleibt. Dazu wird der Wendekreis der Abziehlippen größer als der Wendekreis der Reinigungsbürsten ausgeführt. Der Wendekreis ist der Kreis, der bei einer Rotation auf der Stelle um den Wendepunkt von dem am weitesten entfernten Ende der Abziehlippe oder Reinigungseinheit gezeichnet wird. Der Mittelpunkt der Wendekreise ist der Drehpunkt der Antriebsachse, der sich im Mittelpunkt der Antriebsachse befindet. Die seitlichen Abziehlippen sind ohne aktive Absaugung ausgeführt und leiten das Schmutzwasser an die hintere Abziehlippe weiter, die das Schmutzwasser absaugt.The Abziehlippen are opposite the cleaning unit is arranged so that in all maneuvering maneuvers in the forward direction or on the spot the cleaned area is run over by the Abziehlippen and thus no dirty water remains on the cleaned surface. For this purpose, the turning circle of the Abziehlippen is greater than the turning circle of the cleaning brush running. The turning circle is the circle that is drawn on rotation in place around the inflection point from the farthest end of the haul-off lip or cleaning unit. The center of the tropics is the pivot point of the drive axle, which is at the center of the drive axle. The lateral ones Abziehlippen are carried out without active suction and forward the dirty water to the rear Abziehlippe which sucks the dirty water.
Siehe hierzu Fig. 3.See Fig. 3.
6. Remote Control6. Remote Control
Hat der Reinigungsroboter die Orientierung verloren, oder kann er sich nicht mehr selbständig aus einer Position frei fahren, wird dem Betreiber des Reinigungsroboters die Möglichkeit geboten, sich das Kamerabild des Reinigungsroboters auf einem externen Gerät anzeigen zu lassen und den Roboter ferngesteuert zu manövrieren. Damit sich der Betreiber auch in dunklen Umgebungen zurecht findet, wird beim Fernsteuerungsmodus eine LED Beleuchtung eingeschaltet. Die Kollisionsvermeidung bleibt auch beim Fernsteuerungsmodus aktiv.If the cleaning robot has lost its orientation, or if it can no longer drive itself independently from a position, the operator of the cleaning robot is offered the option of displaying the camera image of the cleaning robot on an external device and maneuvering the robot remotely. In order for the operator to find his way even in dark environments, an LED lighting is switched on in the remote control mode. Collision avoidance also remains active in remote control mode.
7. Selbstständige Reinigung der Abziehlippen7. Self-cleaning of the Abziehlippen
Die Abziehlippen des Reinigungsroboters werden in bestimmten Zyklen oder permanent, selbstständig gereinigt. Die Verschmutzung der Abziehlippen kann z.B. durch die Überwachung des Vakuums in der Abziehlippe erkannt werden. Ist ein Erkennen der Verschmutzung nicht möglich, so kann auch in gewissen zeitlichen Intervallen und / oder nach bestimmter Reinigungsstrecke eine Reinigung der Abziehlippen eingeleitet werden. Das selbständige Reinigen der Abziehlippen ermöglicht den dauerhaften autonomen Betrieb des Reinigungsroboters. Für die Umsetzung der selbständigen Reinigung kommen verschiedene Lösungsansätze in Frage, die im Folgenden betrachtet werden:The Abziehlippen the cleaning robot are cleaned in certain cycles or permanently, independently. Soiling of the lips can e.g. be detected by monitoring the vacuum in the Abziehlippe. If it is not possible to detect the contamination, cleaning of the withdrawal lips can also be initiated at certain time intervals and / or after a certain cleaning distance. The self-cleaning of the Abziehlippen allows permanent autonomous operation of the cleaning robot. For the implementation of self-cleaning, various approaches are possible, which are considered below:
A Abziehlippen anheben und abwischenA Lift up the wiping lips and wipe off
Sind die Abziehlippen verschmutzt, unterbricht der Reinigungsroboter seine Arbeit und hebt die Abziehlippen an. Daraufhin fährt eine schienengeführte Reinigungseinheit an den Abziehlippen entlang und reinigt diese. Anschließend führt der Reinigungsroboter seine Arbeit fort.If the Abziehlippen dirty, interrupts the robot cleaning his work and raises the Abziehlippen. Then a rail-guided cleaning unit moves along the Abziehlippen and cleans them. Subsequently, the cleaning robot continues its work.
Siehe hierzu Fig. 9.See Fig. 9.
B Rotierende AbziehlippenB Rotating Abziehlippen
Die Abziehlippen werden als Ringe ausgeführt. Sie werden auf Rollen montiert, so dass sie im Kreis bewegt werden können. Es befindet sich dabei nur eine Seite im Kontakt mit dem Boden. Die Seite, die keinen Kontakt zum Boden hat wird von einer geeigneten Reinigungseinheit gereinigt. Der Schmutz wird dann von einem Auffangbehälter aufgefangen.The Abziehlippen are designed as rings. They are mounted on rollers so that they can be moved in a circle. There is only one side in contact with the ground. The side that has no contact with the floor is cleaned by a suitable cleaning unit. The dirt is then collected by a collecting container.
Siehe hierzu Fig. 12See Fig. 12
C Überfahren einer ReinigungsbürsteC Driving over a cleaning brush
Sind die Abziehlippen verschmutzt, werden diese angehoben und von einer Reinigungseinheit gereinigt. Dabei ist für jede Abziehlippe eine eigene Reinigungseinheit vorgesehen, die die gesamte Länge der Abziehlippe abdeckt. Die Reinigungseinheiten werden an den Abziehlippeneinheiten montiert und bei einem Reinigungsvorgang einmal vor- und zurückgeschwenkt.If the Abziehlippen are dirty, they are lifted and cleaned by a cleaning unit. In this case, a separate cleaning unit is provided for each Abziehlippe covering the entire length of the Abziehlippe. The cleaning units are mounted on the Abziehlippeneinheiten and swung back and forth during a cleaning process.
Siehe hierzu Fig. 6.See Fig. 6.
8. Wassertrennung8. Water separation
Der Wasserkreislauf des Schmutzwassers und des Frischwassers wird wie in der
Siehe hierzu
See also
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Betreiber operator
- 22
- Sichtfeld Betreiber Field of view operator
- 33
- Reinigungsroboter cleaning robot
- 44
- Sichtfeld Kamera Field of view camera
- 55
- Kamera camera
- 66
- Anzeigemonitor display monitor
- 77
- Reinigungsbürste angehoben Cleaning brush raised
- 88th
- Absaugeinrichtung abgesenkt Suction lowered
- 99
- Reinigungsbürste abgesenkt Cleaning brush lowered
- 10 10
- Absaugeinrichtung angehobenSuction raised
- 11 11
- Ladestromcharging current
- 12 12
- Schmutzwasserslop
- 13 13
- Frischwasserfresh water
- 14 14
- Bürstento brush
- 15 15
- Anschlagattack
- 16 16
- Bürsten-HalterungBrush holder
- 17 17
- Absenkunglowering
- 18 18
- Bürsten-Wechsel-StationBrush exchange station
- 19 19
- LaufradWheel
- 20 20
- Wendekreis AbziehlippenTurning circle Abziehlippen
- 21 21
- Wendekreis ReinigungsbürstenTropic cleaning brushes
- 22 22
- Reinigungsbürstecleaning brush
- 23 23
- Antriebsraddrive wheel
- 24 24
- Drehpunkt = Mittelpunkt der WendekreisePivot = center of the tropics
- 25 25
- hintere Abziehlipperear haul-off lip
- 26 26
- seitliche Abziehlippelateral pull-off lip
- 27 27
- Abziehlippesqueegee
- 28 28
- Führungsschieneguide rail
- 29 29
- Reinigungseinheitcleaning unit
- 30 30
- Reinigungseinheitcleaning unit
- 31 31
- Auffangbehälterreceptacle
- 32 32
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 33 33
- Umlenkrolleidler pulley
- 34 34
- Bodenkontaktground contact
- 35 35
- AbziehlippeneinheitAbziehlippeneinheit
- 36 36
- Reinigungseinheitcleaning unit
- 37 37
- Abziehlippesqueegee
- 38 38
- Anschluss an ReinigungsroboterConnection to cleaning robot
- 39 39
- Wasserwater
- 40 40
- FrischwasserhahnFresh water tap
- 41 41
- Zwischenbehälterintermediate container
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN EN 1717 [0038] DIN EN 1717 [0038]
- DIN EN 1717 [0049] DIN EN 1717 [0049]
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2016
- 2016-05-08 DE DE102016108460.3A patent/DE102016108460A1/en active Pending
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