ES2616303T3 - Dispositivo para salvar un obstáculo durante el desplazamiento - Google Patents

Dispositivo para salvar un obstáculo durante el desplazamiento Download PDF

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ES2616303T3 ES13195250.9T ES13195250T ES2616303T3 ES 2616303 T3 ES2616303 T3 ES 2616303T3 ES 13195250 T ES13195250 T ES 13195250T ES 2616303 T3 ES2616303 T3 ES 2616303T3
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Abstract

Aparato de limpieza de suelos de desplazamiento automático (1) con un dispositivo (9) para salvar un obstáculo (8) durante el desplazamiento, presentando el dispositivo (9) una rueda de desplazamiento accionada (3), caracterizado por que en la rueda de desplazamiento (3) se aloja de forma excéntricamente pivotante un elemento de elevación (10) que sobresale con una superficie final anterior (12) de una superficie de rodadura (7) de la rueda de desplazamiento (3) en dirección de desplazamiento (r), previéndose un contra-apoyo fijado en la carcasa.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo para salvar un obstaculo durante el desplazamiento
La invencion se refiere a un aparato de limpieza de suelos que se desplaza automaticamente segun las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1.
Los aparatos de limpieza de suelos de desplazamiento automatico son conocidos, especialmente en forma de robots de aspiracion y/o barrido que funcionan de manera autonoma, y en especial para la limpieza y conservacion de recubrimientos de suelos en el ambito domestico. Un robot de aspiracion/barrido de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento DE 10242257 A1. Estos aparatos disponen de al menos una rueda de desplazamiento accionada y tambien preferiblemente de al menos dos de estas ruedas de desplazamiento, especialmente para el desplazamiento automatico, sobre todo sobre el suelo a limpiar. Existe la necesidad de que el aparato de limpieza de suelos tambien pueda salvar automaticamente los obstaculos de poca altura, por ejemplo, de hasta 20 mm, que se encuentren en el suelo, por ejemplo, umbrales de puerta.
En este sentido se conocen soluciones en las que el aparato de limpieza esta provisto de un dispositivo de elevacion, presentando el dispositivo de elevacion un accionamiento especial (comparese DE 202008017137 U1). El dispositivo de elevacion se activa al detectar un obstaculo, especialmente como resultado de una supervision del entorno del aparato de limpieza de suelos en el transcurso de su desplazamiento.
En relacion con el estado de la tecnica, tambien conviene senalar los documentos EP 1806210 A2, US 2002/104692 A1, FR 2856622 A1, EP 0658402 A1 y US 5228709 A.
Partiendo del estado de la tecnica conocido de momento, la invencion se plantea la tarea de perfeccionar ventajosamente un aparato de limpieza de suelos de desplazamiento automatico con vistas a un dispositivo que permita salvar los obstaculos durante su desplazamiento. Esta tarea se resuelve en el objeto de la reivindicacion 1, procurandose que en la rueda de desplazamiento se apoye un elemento de elevacion, que con su superficie final anterior sobresale de una superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento en direccion de marcha, de forma excentricamente pivotante y previendose un contra-apoyo fijado en la carcasa. Como consecuencia de esta configuracion se propone un dispositivo para salvar un obstaculo durante el desplazamiento caracterizado por una estructura constructiva sencilla. Como consecuencia del apoyo excentricamente pivotante del elemento de elevacion en la rueda de desplazamiento se consigue, en combinacion con un contra-apoyo fijado en la carcasa del elemento de elevacion, una cinematica favorable para la elevacion del aparato de limpieza de suelos sobre o por encima de un obstaculo que se encuentra en el recorrido. La rueda de desplazamiento y, a traves de dicha rueda de desplazamiento en conjunto todo el aparato de limpieza de suelos, se eleva aprovechando el elemento de elevacion excentricamente pivotante, especialmente sobre el obstaculo a salvar, siendo el paso por encima del obstaculo ventajosamente independiente del diametro de la rueda de desplazamiento, lo que influye a su vez ventajosamente en el diseno del aparato de limpieza de suelos en su conjunto. Por lo menos en una de las posiciones de giro una superficie final anterior del elemento de elevacion sobresale, en relacion con una proyeccion en direccion de extension del eje de la rueda de desplazamiento, de la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento en la direccion de desplazamiento normal del aparato, para posibilitar una exploracion de posibles obstaculos delante de la rueda de desplazamiento. En este caso el elemento de elevacion actua a modo de palanca tan pronto choque con la seccion que sobresale de la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento contra un obstaculo situado a un nivel mas alto frente al suelo sobre el que se apoya la rueda de desplazamiento.
En una variante de realizacion preferida se preve que el elemento de elevacion solo se mueva como consecuencia del accionamiento de la rueda de desplazamiento. Con preferencia el elemento de elevacion es movido directamente por la rueda de desplazamiento en la que el mismo se apoya de manera excentricamente pivotante. En caso de una disposicion preferida de dos ruedas de desplazamiento y de una disposicion tambien preferida de dos elementos de elevacion asignados respectivamente a una de las ruedas de desplazamiento, estos son movidos respectivamente por la rueda de desplazamiento en la que se apoyan de forma excentricamente pivotante. Alternativamente tambien es posible un movimiento indirecto del elemento de elevacion, por ejemplo como consecuencia de una union ngida entre dos o mas elementos de elevacion, moviendo una de las ruedas de desplazamiento solo uno de los elementos de elevacion de forma directa.
Un eje de apoyo del elemento de elevacion se extiende en una variante de realizacion preferida paralelo a un eje de giro de la rueda de desplazamiento, con especial preferencia en direccion transversal respecto a un movimiento de desplazamiento normal del aparato, especialmente con orientacion paralela al plano del suelo por el que se mueve.
En otra variante de realizacion preferida la excentricidad de la articulacion del elemento de elevacion de la rueda de desplazamiento en relacion con el eje de giro de la rueda de desplazamiento es de una octava hasta una cuarta parte del diametro, con preferencia de aproximadamente una sexta parte del diametro.
En la posicion en la que el elemento de elevacion sobresale al maximo de la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento en direccion de desplazamiento normal del aparato, la superficie final anterior del elemento de elevacion sobresale, en una variante de realizacion preferida, en una vigesima parte hasta en un diametro sencillo
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En otra variante perfeccionada preferida se preve que en la posicion mas retrocedida la superficie final termine con la superficie de rodadura o, en relacion con la direccion de desplazamiento normal del aparato, que se quede atras. Por lo tanto, en la posicion mas retrocedida la superficie final no sobresale del contorno circular de la rueda de desplazamiento o de la superficie de rodadura que se desarrolla en una proyeccion en direccion del eje de giro de la rueda de desplazamiento, sino que termina mas bien con esta lmea circular perimetral de la superficie de rodadura o se encuentra dentro de la superficie de proyeccion limitada por la lmea circular de la superficie de rodadura.
En una configuracion preferida, el elemento de elevacion presenta en su zona final anterior una superficie de elevacion que, de manera todavfa mas preferida, recibe la superficie final. El elemento de elevacion se apoya con esta superficie de elevacion, en una posicion del elemento de elevacion en la que sobresale libremente de la superficie de rodadura en direccion de desplazamiento normal, en un obstaculo, por ejemplo en un umbral por el que tiene que pasar. De este modo existe una zona definida del elemento de elevacion que se configura para interactuar con el obstaculo.
En una variante de realizacion la superficie de elevacion presenta, para la interaccion por friccion o en arrastre de forma con una superficie orientada hacia ella del obstaculo, una estructura antideslizante, por ejemplo una perfilacion de la superficie y ademas, por ejemplo, una superficie de dentado fino. En una variante de realizacion preferida la superficie de elevacion consiste, al menos en parte, en un material blando, por ejemplo caucho blando o plastico blando, lo que en combinacion con la superficie de apoyo del obstaculo a salvar proporciona una adherencia beneficiosa para la elevacion del aparato.
Para apoyar la elevacion de la o de las ruedas de desplazamiento y, por consiguiente, la elevacion del aparato en caso de apoyo del elemento de elevacion en una superficie, se elige en una variante de realizacion preferida un coeficiente de friccion en la zona de la superficie de elevacion mayor que el de la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento. Se prefiere todavfa mas que la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento sea, en comparacion con la superficie de elevacion, de un material duro, por ejemplo de un plastico duro o de un caucho duro.
El apoyo del elemento de elevacion por el lado de la carcasa se configura en una variante preferida por medio de una pieza de grna que une la carcasa y el elemento de elevacion. Esta pieza de grna se une, preferiblemente con posibilidad de giro alrededor de un eje paralelo al eje de giro de la rueda de desplazamiento, en una seccion del mecanismo de traslacion unido a la carcasa del aparato. El eje de union entre la pieza de grna y el elemento de elevacion tambien se desarrolla preferiblemente paralelo a los ejes mencionados.
El apoyo de la pieza de grna por el lado de la carcasa se preve en una variante de realizacion preferida por encima del eje de la rueda de desplazamiento, con preferencia asignado a un plano que en el estado de desplazamiento normal del aparato se desarrolla paralelo a la superficie del suelo, tocando la superficie de rodadura de la rueda de desplazamiento al menos aproximadamente de forma tangencial. En una variante alternativa el apoyo de la pieza de grna por el lado de la carcasa se preve por debajo del eje de la rueda de desplazamiento.
Las zonas o gamas de valores o las zonas multiples mencionadas anterior o posteriormente incluyen tambien, en cuanto a la revelacion, todos los valores intermedios, especialmente en pasos de 1/10 de la respectiva dimension, por lo tanto incluso tambien sin dimension, especialmente 1,01 veces, etc., por una parte para delimitar los lfmites de zona o gama mencionados desde abajo y/o por arriba, pero de forma alternativa o complementaria tambien con vistas a la revelacion de uno o varios valores singulares de la respectiva zona o gama indicada.
La invencion se explica a continuacion a la vista del dibujo adjunto que solo representa un ejemplo de realizacion. El dibujo muestra en la
Figura 1 un aparato de limpieza de suelos en una representacion en perspectiva parcialmente abierta;
Figura 2 una vista lateral de una rueda de desplazamiento del aparato con una biela que soporta la rueda de desplazamiento y con un dispositivo para salvar un obstaculo durante el desplazamiento del aparato en la direccion de desplazamiento normal;
Figura 3 una representacion sucesiva de la figura 2 que se refiere a una posicion intermedia del dispositivo durante el desplazamiento posterior del aparato;
Figura 4 otra representacion sucesiva;
Figura 5 una representacion sucesiva de la figura 4 al colocar un elemento de elevacion para la elevacion de la rueda de desplazamiento en el obstaculo;
Figura 6 una representacion sucesiva de la figura 5 que se refiere a la posicion despues de la elevacion de la rueda de desplazamiento sobre el obstaculo;
Figura 7 una representacion correspondiente a la figura 4, pero en caso de desplazamiento del aparato en direccion contraria a la direccion de desplazamiento normal;
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Figura 8 una representacion sucesiva de la figura 7 que se refiere a una posicion intermedia en el transcurso de la elevacion de la rueda de desplazamiento o del aparato sobre el obstaculo.
Con referencia a la figura 1 se representa y describe, en primer lugar, un aparato de limpieza de suelos de desplazamiento automatico 1 con un chasis que por la parte inferior presenta, orientado hacia el suelo 2 a limpiar, unas ruedas de desplazamiento 3 accionadas por un motor electrico. Una caperuza de aparato 4 recubre el chasis.
El aparato 1 presenta preferiblemente un cepillo no representado accionado por medio de un motor electrico que atraviesa el fondo del chasis 5 para cepillar el suelo 2 y que, en una variante de realizacion preferida, atraviesa una boca de aspiracion a traves de la cual se aspira el suelo 2 por medio de una corriente de aire de aspiracion.
El suministro de corriente electrica a los distintos componentes electricos del aparato 1 se consigue a traves de un acumulador recargable no representado.
Los ejes de giro x de las ruedas de desplazamiento 3 se orientan de forma transversal respecto a una direccion de desplazamiento normal r del aparato de limpieza de suelos 1, disponiendose las ruedas de desplazamiento 3 con preferencia a ambos lados de un eje de aparato vertical central del aparato de limpieza de suelos 1.
Cada rueda de desplazamiento 3 se fija en sendas piezas de grna longitudinal 6 articulada de forma rotatoria en el chasis o el aparato 1. Estas piezas de grna longitudinales 6 se apoyan de forma giratoria alrededor de un eje de giro que se desarrolla paralelo al eje de giro x de la rueda de desplazamiento 3 asignada.
Cada rueda de desplazamiento 3 presenta una superficie de rodadura periferica 7, preferiblemente de un material duro, por ejemplo de plastico duro.
Para poder pasar mejor por encima de posibles obstaculos 8 existentes en el suelo, por ejemplo umbrales, especialmente en direccion de desplazamiento r, pero tambien en direccion contraria a la de desplazamiento r', se preve un dispositivo 9 para salvar estos obstaculos durante el desplazamiento 8. Un dispositivo 9 de este tipo se asigna preferiblemente a cada una de las ruedas de desplazamiento 3.
El dispositivo 9 presenta para ello, en primer lugar, un elemento de elevacion 10. Se trata fundamentalmente de un brazo a modo de palanca de elevacion que se asigna preferiblemente a uno de los lados anchos de la rueda de desplazamiento 3 y se apoya en dicha zona. Alternativamente estos elementos de elevacion 10 se pueden prever a ambos lados de la respectiva rueda de desplazamiento 3.
El elemento de elevacion 10 se configura en forma de pieza plana alargada y se apoya en la rueda de desplazamiento 3 de forma excentricamente pivotante respecto a su eje de giro x. El eje pivotante y se dispone en una lmea circular de la rueda de desplazamiento 3 orientada concentricamente respecto al aje de giro x, presentando la lmea circular un diametro correspondiente con preferencia a una quinta parte hasta una sexta parte del diametro de la rueda de desplazamiento d.
Partiendo del eje pivotante y, el elemento de elevacion 10 sobresale libremente en una medida a, correspondiendo esta medida a aproximadamente a 0,5 a 0,6 veces al diametro de la rueda de desplazamiento d. En direccion contraria el elemento de elevacion 10 se extiende preferiblemente en prolongacion de una seccion que sobresale libremente, uniendose la respectiva zona final de forma articulada a una pieza de grna 11. Esta pieza de grna 11 se apoya a su vez pivotante en el aparato 1 o en la pieza de grna longitudinal 6.
El eje de la pieza de grna z se encuentra preferiblemente por encima del eje de giro x, con preferencia con orientacion paralela a la del eje de giro x, desarrollandose tambien el eje pivotante w paralelo entre la pieza de grna 11 y el elemento de elevacion 10.
El elemento de elevacion 10 se acciona con preferencia directamente a traves de la rueda de desplazamiento 3 asignada, desarrollandose especialmente el eje pivotante y, y ademas la superficie final libre anterior 12 del elemento de elevacion 10, con una trayectoria al menos aproximadamente elfptica.
En el elemento de elevacion 10 se configura una superficie de elevacion 13 asignada a la superficie final 12. La misma se orienta en principio tendencialmente hacia abajo, pero con preferencia se extiende hasta el interior de la superficie final 12. Al menos la superficie de elevacion 13 es preferiblemente de un material blando, por ejemplo de caucho blando o de plastico blando, configurandose el elemento de elevacion 10 y la pieza de grna 11 con preferencia de un plastico duro.
Debido a la fijacion excentrica del elemento de elevacion 10 en la rueda de desplazamiento 3 y al apoyo pivotante a traves de la pieza de grna 11, la superficie de elevacion 13 se conduce especialmente con una trayectoria practicamente elfptica, moviendose el elemento de elevacion 10 durante un movimiento del aparato de limpieza de suelos 1 en una direccion de desplazamiento normal r, en el transcurso de un desplazamiento del mismo desde una posicion muy retrasada a una posicion muy adelantada, en la que sobresale libremente de la superficie de rodadura 7, tendencialmente hacia arriba y hacia delante, preferiblemente como consecuencia de la fijacion articulada excentrica propuesta por encima del eje de giro x.
Al llegar al eje pivotante y en la zona por debajo del eje de giro x de la rueda de desplazamiento el elemento de elevacion 10 se inclina con su extremo libre, que presenta la superficie de elevacion 13, hacia abajo en direccion al
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suelo 2, retirandose al mismo tiempo el elemento de elevacion 10 hasta una posicion de retroceso en la que la superficie final 12 se situa preferiblemente dentro de la superficie de proyeccion de la rueda de desplazamiento 3.
Si en el recorrido no se encuentra ningun obstaculo 8 que impida el desplazamiento, el elemento de elevacion 10, especialmente su superficie de elevacion 13, no entra en contacto con el suelo 2, por lo que el aparato de limpieza de suelos 1 puede avanzar libremente a traves de las ruedas de desplazamiento 3.
Sin embargo, si existe en el recorrido un obstaculo 8, tal como se representa en la figura 4, por ejemplo en forma de umbral (con la direccion de desplazamiento normal r), el elemento de elevacion 10 choca con la superficie de elevacion 13, en el transcurso del avance en direccion de desplazamiento r y con el descenso de la misma, contra el obstaculo 8. Como consecuencia del posterior desplazamiento giratorio por medio del motor electrico de la rueda de desplazamiento 3 asignada, se produce a causa de la cinematica y del apoyo por friccion de la superficie de elevacion 13 en el obstaculo 8 una elevacion de la rueda de desplazamiento 3 y, por lo tanto, de todo el aparato 1 (comparese figura 6).
En una variante de realizacion preferida la superficie de rodadura 7 presenta un coeficiente de friccion menor que el de la superficie de elevacion 13. La superficie de rodadura 7 se elige ademas de manera que con el choque de la superficie de rodadura 7 contra el canto del obstaculo (como se representa en la figura 4) la rueda de desplazamiento 3 gira, en caso dado, en el mismo lugar, dado que el obstaculo 8 impide su avance. Como consecuencia del giro ulterior de la rueda de desplazamiento 3 en el mismo lugar, el elemento de elevacion 10 se mueve a la posicion en la que la rueda de desplazamiento 3 se eleva.
En el movimiento posterior del elemento de elevacion 10, este acerca la rueda de desplazamiento 3 al obstaculo 8, de modo que a partir de un angulo de entrada apropiado la rueda de desplazamiento 3 puede subir al obstaculo 8.
Durante la marcha atras (direccion de desplazamiento r'), es decir, en un desplazamiento del aparato 1 en contra de la direccion de desplazamiento normal r, el accionamiento o la pieza de grna longitudinal 6 gira, al pisar la superficie de rodadura 7, contra un canto del obstaculo segun la figura 8 de manera que la rueda de desplazamiento 3 salga aun mas del fondo del chasis 5, lo que conlleva un aumento de la libertad respecto al suelo, es decir, un aumento de la distancia entre el suelo 2 y el fondo del chasis 5.
Debido al cambio de la orientacion y de la posicion de la pieza de grna longitudinal 6 y, por lo tanto, del soporte pivotante de la pieza de grna 11 en la pieza de grna longitudinal 6, la superficie de elevacion 13 del elemento de elevacion 10 alcanza, en el transcurso del giro de la rueda de desplazamiento 3, el suelo 2, con lo que el elemento de elevacion 10 lo levanta con otro giro de la rueda de desplazamiento 3 para que suba al obstaculo 8.
En caso de disposicion de dos ruedas de desplazamiento 3 los dos elementos de elevacion 10 se pueden acoplar mecanicamente entre sf Se prefiere una variante de realizacion en la que cada elemento de elevacion 10 sea accionado directamente por la rueda de desplazamiento 3 asignada, de modo que la elevacion de una rueda de desplazamiento 3 solo se pueda conseguir con un obstaculo correspondiente.
Gracias a la disposicion de uno o varios elementos de elevacion 10 se pueden utilizar ruedas de desplazamiento 3 con un diametro relativamente pequeno, lo que influye ventajosamente de manera positiva en la altura total del aparato.
Lista de referencias
1 Aparato de limpieza de suelos
2 Suelo
3 Rueda de desplazamiento
4 Caperuza de carcasa
5 Fondo del chasis
6 Pieza de grna longitudinal
7 Superficie de rodadura
8 Obstaculo
9 Dispositivo
10 Elemento de elevacion
11 Pieza de grna
12 Superficie final
13 Superficie de elevacion
a
Medida
d
Diametro
r
Direccion de desplazamiento
r’
Direccion de desplazamiento
w
Eje pivotante
x
Eje de giro
y
Eje de apoyo
z
Eje de la pieza de gma
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Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato de limpieza de suelos de desplazamiento automatico (1) con un dispositivo (9) para salvar un obstaculo (8) durante el desplazamiento, presentando el dispositivo (9) una rueda de desplazamiento accionada (3), caracterizado por que en la rueda de desplazamiento (3) se aloja de forma excentricamente pivotante un elemento de elevacion (10) que sobresale con una superficie final anterior (12) de una superficie de rodadura (7) de la rueda de desplazamiento (3) en direccion de desplazamiento (r), previendose un contra-apoyo fijado en la carcasa.
  2. 2. Aparato de limpieza de suelos segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el elemento de elevacion (10) solo se mueve por el accionamiento de la rueda de desplazamiento (3).
  3. 3. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un eje de apoyo (y) del elemento de elevacion (10) se desarrolla paralelo a un eje de giro (x) de la rueda de desplazamiento (3).
  4. 4. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una excentricidad de una fijacion articulada del elemento de elevacion (10) en la rueda de desplazamiento (3) corresponde a 1/20 hasta 1/2 del diametro (d) de la rueda de desplazamiento (3).
  5. 5. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en una posicion, en la que el elemento de elevacion (10) sobresale al maximo, la superficie final anterior (12) sobresale de la superficie de rodadura (7) en 1/20 hasta el diametro sencillo (d) de la rueda de desplazamiento (3).
  6. 6. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en una posicion de maximo retroceso la superficie final (12) termina con la superficie de rodadura (7) o se queda por detras.
  7. 7. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de elevacion (10) presenta en su parte anterior una superficie de elevacion (13).
  8. 8. Aparato de limpieza de suelos segun la reivindicacion 7, caracterizado por que la superficie de elevacion (13) consiste al menos en parte en un material blando, como caucho blando o plastico blando.
  9. 9. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la superficie de rodadura (7) de la rueda de desplazamiento (3) es de un material duro, como plastico duro.
  10. 10. Aparato de limpieza de suelos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el contra-apoyo del lado de la carcasa se forma por medio de una pieza de grna (11) que une la carcasa al elemento de elevacion (10).
  11. 11. Aparato de limpieza de suelos segun la reivindicacion 10, caracterizado por que un apoyo de la pieza de grna por el lado de la carcasa se preve por encima del eje de giro (x) de la rueda de desplazamiento (3).
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