Робот - пылесос - RU2669036C1

Чертежи

Описание

Обычные пылесосы управляются пользователем, который перемещает пылесос и, в частности, перемещает напольную насадку, через которую всасывается пыль, по очищаемой поверхности. При этом, например, обычные безмешковые пылесосы включают в себя корпус, который установлен на роликах и/или на скользящих полозьях. В корпусе расположен пылесборник, в котором находится фильтровальный мешок. Напольная насадка посредством всасывающей трубы и всасывающего шланга соединена с пылесборной камерой. Кроме того, в обычных безмешковых пылесосах в корпусе расположен блок электровентилятора, который создает в пылесборнике разрежение. Таким образом, в направлении движения потока воздуха блок электровентилятора расположен ниже по потоку относительно напольной насадки, всасывающей трубы, всасывающего шланга, а также пылесборника, или фильтровального мешка. Поскольку через такие блоки электровентиляторов протекает очищенный воздух, они иногда обозначаются также термином «двигатели на чистом воздухе» («Clean-Air-Motor»).

Раньше имелись, в частности, также пылесосы, в которых всасываемый грязный воздух проводился непосредственно через электровентилятор в непосредственно примыкающий к нему пылесборный мешок. Примеры таких пылесосов показаны в US 2101390, US 2036056 и US 2482337. В настоящее время такие типы пылесосов больше не имеют широкого распространения.

Такие электровентиляторы загрязненного воздуха обозначаются также терминами «Dirty-Air-Motor» или «Direct-Air-Motor», т.е. соответственно «двигатель на грязном воздухе» или «двигатель на прямом воздухе». Применение таких двигателей на грязном воздухе описывается также в GB 554177, US 4644606, US 4519112, US 2002/0159897, US 5573369, US 2003/0202890 или US 6171054.

В течение последних лет завоевали популярность также роботы-пылесосы. Такие роботы-пылесосы уже не нуждаются в пользователе, который должен перемещать их по очищаемой поверхности; напротив, они ездят по полу самостоятельно. Примеры таких роботов-пылесосов известны, например, из ЕР 2741483, DE 102013100192 и US 2007/0272463.

Недостаток этих известных роботов-пылесосов состоит в том, что они поглощают только небольшое количество пыли. Это обусловлено тем, что пыль поглощается либо только за счет воздействия вращающегося щеточного валика, либо блока электровентилятора с очень маленькой мощностью.

Альтернативный робот-пылесос описывается в WO 02/074150. Конструкция этого робота-пылесоса состоит из двух частей и содержит емкость или блок вентилятора и блок чистящей головки, который сообщается с блоком вентилятора посредством шланга.

В свете вышеизложенного задача, лежащая в основе изобретения, состоит в том, чтобы создать улучшенный робот-пылесос.

Эта задача решена объектом изобретения, определенным в пункте 1 формулы изобретения. Согласно изобретению представлен робот-пылесос,

содержащий напольную насадку, установленную на колесах, и блок пылесборника,

причем напольная насадка имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес напольной насадки, причем одно из колес, несколько или все колеса напольной насадки представляют собой всенаправленные колеса,

причем напольная насадка имеет опорную пластину с опорной поверхностью, которая при эксплуатации робота-пылесоса обращена к очищаемой поверхности, причем опорная пластина имеет выполненный в ней канал для потока воздуха, параллельный опорной поверхности, через который очищаемый воздух поступает в напольную насадку, и

причем напольная насадка содержит поворотные средства для поворота канала для потока воздуха вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности.

Применение одного или нескольких всенаправленных колес делает возможным универсальное и разнообразное перемещение напольной насадки, благодаря чему робот-пылесос в состоянии надежно проникать даже в узкие и труднодоступные места, а также снова выходить из них. При этом поворотные средства позволяют предпочтительным образом направлять канал для потока воздуха, через который поглощаемая грязь и пыль поступают в напольную насадку. Это повышает эффективность всасывания робота-пылесоса, так как, в частности, благодаря такому каналу для потока воздуха обеспечена возможность оптимизации площади пола, обрабатываемой напольной насадкой.

Опорная пластина обозначается также термином «основание сопла». Канал для потока воздуха обозначается также терминами «всасывающая щель», «отверстие сопла», «раструб всасывающего устройства» или «всасывающий канал».

На боковой поверхности каждого из всенаправленных колес может иметься некоторое количество роликов или тел качения, выполненных с возможностью поворота, оси которых проходят не параллельно колесной оси (всенаправленного колеса). В частности, оси роликов могут быть направлены под углом к колесной оси или проходить перпендикулярно ей. Пример всенаправленного колеса - это Меканум-колесо (колесо Илона), которое описывается, например, в US 3876255.

При работе робота-пылесоса опорная пластина может лежать своей опорной поверхностью на очищаемой поверхности (полу) или располагаться на расстоянии от нее. Напольная насадка может иметь рейку со щеткой, посредством которой, в случае нахождения на расстоянии, позволяет устанавливать движение воздуха через зазор между чистящейся поверхностью и опорной пластиной. Канал для потока воздуха может проходить параллельно опорной поверхности и иметь прямую, то есть не изогнутую форму. Он может иметь две параллельные, в частности прямолинейные поперечные, стороны. В частности, он может иметь прямоугольную форму или опорную поверхность.

В качестве продольного направления обозначается то направление, в котором канал для потока воздуха имеет минимальную протяженность параллельно опорной поверхности напольной насадки; поперечное направление располагается перпендикулярно к нему (в направлении максимальной протяженности канала для потока воздуха) и также параллельно опорной поверхности. Таким образом, продольные стороны - это стороны, проходящие вдоль и параллельно направлению минимальной протяженности, а поперечные стороны - это стороны, проходящие вдоль направления максимальной протяженности в плоскости опорной поверхности.

Напольная насадка может иметь также несколько каналов для потока воздуха. В случае нескольких каналов для потока воздуха они могут иметь одинаковую форму или разные формы.

Возможно наличие в напольной насадке подъемного устройства для изменения высоты опорной пластины над полом. Это позволяет регулировать у напольной насадки высоту над полом, в частности, при применении рейки со щеткой. Возможен подъем и опускание опорной пластины по отношению к колесным осям посредством подъемного устройства. Подъемное устройство может быть выполнено чисто механическим или электромеханическим.

Для направления канала для потока воздуха перпендикулярно направлению движения напольной насадки возможно выполнение поворотных средств. Таким образом, канал для потока воздуха (например, прямоугольный) направляют параллельно направлению движения напольной насадки относительно его продольного направления, а в отношении его поперечного направления перпендикулярно направлению движения. В качестве продольного направления обозначается то направление, в котором канал для потока воздуха имеет минимальное протяжение параллельно опорной поверхности напольной насадки; поперечное направление располагается перпендикулярно к нему (в направлении максимального протяжения канала для потока воздуха) и также параллельно опорной поверхности.

Тем самым достигается максимальная площадь, захватываемая каналом для потока воздуха перпендикулярно направлению движения напольной насадки.

Возможно наличие в поворотном устройстве поворотного диска, который установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности опорной пластины, и в котором выполнен (частично или полностью) канал для потока воздуха. Такой поворотный диск, выполненный с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, позволяет легко производить регулировку направления канала для потока воздуха. Поворотный диск может быть выполнен как часть опорной пластины.

Поворотные средства может включать в себя привод механизма поворота для поворота канала для потока воздуха, в частности, для поворота поворотного диска. Возможно соединение поворотных средств с валом блока электровентилятора.

Описанные роботы-пылесосы могут включать в себя электронное устройство управления поворотом для регулировки поворотных средств, в частности, поворотного диска. В частности, электронное устройство управления поворотом может соединяться с приводным устройством напольной насадки.

В альтернативном варианте робот-пылесос может содержать ролик с датчиком угла поворота, причем устройство управления поворотом связано с датчиком угла. Ролик самостоятельно направляет себя в направлении движения. Это позволяет устройству управления поворотом регистрировать направление движения робота-пылесоса на основании сигнала отдатчика угла поворота (например, углового энкодера).

Ролик имеет горизонтальную ось поворота, которая не пересекается с вертикальной осью поворота ролика.

В альтернативном варианте роботы-пылесосы могут содержать также механическое устройство управления поворотом для регулировки поворотных средств. При этом поворотный диск может быть установлен с возможностью свободного поворота. Устройство механического управления поворотом может включать в себя, например, ролик, соединенный с поворотным диском, расположенный со смещением относительно оси поворота поворотного диска, без подвижности вокруг горизонтальной оси. При этом выравнивание ролика в направлении движения происходит за счет поворота поворотного диска, установленного с возможностью свободного поворота. Это приводит соответственно также к выравниванию канала для потока воздуха в поперечном направлении.

Канал для потока воздуха может иметь в поперечном направлении размер, составляющий по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% от ширины напольной насадки, в частности, опорной пластины и/или поворотного диска. Если канал для потока воздуха проходит таким образом по ширине напольной насадки (или площади ее основания), то имеется предпочтительная возможность доставать также до поверхностей, расположенных вдоль стены.

Канал для потока воздуха на обоих его концах в поперечном направлении (т.е. на его продольных сторонах) может доходить до края поворотного диска и/или до края опорной пластины, т.е. распространяться на всю ширину опорной пластины. Это делает возможным достижение максимальной площади, покрываемой каналом для потока воздуха. Обе стороны канала для потока воздуха вдоль его поперечного направления могут образовывать по отношению к поворотному диску секущие линии.

Возможно такое выполнение опорной пластины и/или поворотного диска, что канал для потока воздуха проходит, по меньшей мере при одном заданном положении поворотного диска, над поворотным диском и (по меньшей мере частично) над опорной пластиной. Для этого возможно выполнение в опорной пластине одного или нескольких частичных каналов, примыкающих к поворотному диску. В этом случае такие частичные каналы образуют продолжение канала для потока воздуха, когда поворотный диск находится в том положении, в котором частичные каналы примыкают к каналу для потока воздуха в поворотном диске или соединяются с ним, или находятся с ним на одной прямой.

В роботах-пылесосах, описанных ранее, возможно расположение колес в пределах ширины опорной пластины. Другими словами, колеса в этом случае не выходят за ширину опорной пластины, или не находятся по сторонам опорной пластины рядом с ее продольной стороной. Это позволяет приближать напольную насадку, в частности, опорную пластину, к стене, не оставляя расстояния, обусловленного расположенным сбоку рядом с опорной пластиной колесом, что делает возможным очистку поверхностей вдоль стен предпочтительным образом.

В роботах-пылесосах, описанных ранее, возможна установка блока пылесборника вместе с напольной насадкой на колесах напольной насадки. Благодаря этому можно выполнить робот-пылесос моноблочным. Следовательно, отпадает необходимость в отдельном или собственном приводе для блока пылесборника; блок пылесборника перемещается вместе и одновременно с напольной насадкой.

В альтернативном варианте возможна установка блока пылесборника на колесах отдельно от напольной насадки и его сообщение посредством текучей среды с напольной насадкой с помощью всасывающего шланга, причем блок пылесборника имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес блока пылесборника.

При этой альтернативе блок пылесборника и напольная насадка выполнены в виде отдельных или разделенных узлов; каждый из них установлен (отдельно) на собственных колесах. Таким образом, речь идет о роботе-пылесосе, состоящем из двух частей. Блок пылесборника и напольная насадка выполнены с возможностью перемещения независимо друг от друга.

Привод блока пылесборника может быть выполнен независимым или отдельно от привода напольной насадки. В частности, возможно приведение в движение блока пылесборника и напольной насадки независимо друг от друга. Они могут, например, перемещаться в разных направлениях. Возможно также неподвижное положение одного из них, в то время как другой двигается.

Если блок пылесборника установлен на колесах отдельно от напольной насадки, то одно из колес, несколько колес или все колеса блока пылесборника могут представлять собой всенаправленные колеса. Это позволяет перемещать блок пылесборника также очень универсальным и разнообразным способом.

Описанные роботы-пылесосы могут содержать, кроме того, блок электровентилятора для всасывания потока воздуха через напольную насадку. Под блоком электровентилятора может подразумеваться Dirty-Air-Motor или Clean-Air-Motor (как описано выше).

Возможен блок электровентилятора, содержащий центробежный вентилятор, в частности, одноступенчатый. Применение блока электровентилятора позволяет достичь особенно хорошие результаты очистки, т.е. результаты пылесошения. В центробежном вентиляторе воздух всасывается в аксиальном направлении, или параллельно приводной оси рабочего колеса, и вследствие поворота рабочего колеса поворачивается, в частности, примерно на 90°, а выдувается в радиальном направлении.

В напольной насадке имеется всасывающее отверстие, сообщающееся посредством текучей среды с блоком электровентилятора. Это всасывающее отверстие сообщается по текучей среде с каналом для потока воздуха. Благодаря каналу для потока воздуха при хорошей мощности всасывания устанавливается предпочтительное прижимное усилие напольной насадки.

Возможно такое расположение блока электровентилятора между напольной насадкой и блоком пылесборника, что всосанный через напольную насадку поток воздуха проходит через блок электровентилятора в блок пылесборника.

Таким образом, в роботе-пылесосе применяется предпочтительным способом двигатель типа Dirty-Air-Motor, или Direct-Air-Motor. Робот-пылесос согласно изобретению позволяет даже при незначительной мощности двигателя достигать высоких значений объемного расхода. Двигатель типа Dirty-Air-Motor имеет, например, максимальное число оборотов менее 30000 об/мин и потребляемую электрическую мощность менее 900 Вт.

В роботах-пылесосах, описанных ранее, возможно расположение блока электровентилятора на напольной насадке и/или над ней, в частности, непосредственно на напольной насадке и/или над ней. Это приводит к предпочтительному увеличению мощности всасывания. Кроме того, достигается компактная форма узла, состоящего из напольной насадки и блока электровентилятора. Например, возможно такое расположение блока электровентилятора, при котором воздух, всосанный через напольную насадку, поступает из напольной насадки непосредственно в блок электровентилятора.

Блок электровентилятора может сообщаться посредством текучей среды с напольной насадкой посредством патрубка. В этом случае блок электровентилятора уже не располагается непосредственно на напольной насадке и/или над ней. Патрубок может иметь, в частности, длину от 10 мм до 300 мм, предпочтительно от 10 мм до 100 мм.

Блок пылесборника может сообщаться посредством текучей среды с напольной насадкой через всасывающий шланг, причем блок электровентилятора расположен между напольной насадкой и всасывающим шлангом таким образом, что всосанный через напольную насадку поток воздуха проходит во всасывающий шланг через блок электровентилятора. При таком исполнении в процессе эксплуатации во всасывающем шланге также создается избыточное давление. Таким образом, для стенки всасывающего шланга требуется во всяком случае незначительное усиление.

В направлении движения потока воздуха напольная насадка, иногда обозначаемая также термином «всасывающее сопло», расположена выше по потоку относительно всасывающего шланга, а всасывающий шланг расположен выше по потоку относительно блока пылесборника. Посредством блока электровентилятора воздух, всасываемый через напольную насадку, проводится сначала во всасывающий шланг, а затем в блок пылесборника. Благодаря сообщению по текучей среде обеспечивается сплошной поток воздуха через напольную насадку и всасывающий шланг в блок пылесборника.

Неожиданно выяснилось, что двигатели на загрязненном воздухе (Dirty-Air-Motors) могут предпочтительным способом применяться также в роботах-пылесосах, в частности, чтобы транспортировать загрязненный воздух, всасываемый через напольную насадку, во всасывающую трубу.

В отличие от обычных роботов-пылесосов, у которых во время их эксплуатации, в частности, в блоке пылесборника, или пылесборной камере, создается разрежение, в описываемом здесь роботе-пылесосе по меньшей мере в блоке пылесборника существует избыточное давление. Таким образом, имеется возможность уменьшить толщину стенок этих частей или применять в меньшем количестве элементы усиления (например, ребра жесткости) или обходиться совсем без них, что приводит к сокращению веса.

Конструкция робота-пылесоса, имеющая блок пылесборника и соединенную с ним посредством шланга напольную насадку, позволяет эффективно поглощать пыль и при этом иметь высокую универсальность. В частности, имеется возможность, с одной стороны, добраться напольной насадкой до поверхностей, которые необходимо пропылесосить, даже при ограниченном пространстве и, с другой стороны, выполнить блок пылесборника с относительно высокой пылеемкостью.

Согласно альтернативному варианту блок пылесборника может сообщаться посредством текучей среды с напольной насадкой с помощью всасывающего шланга, причем блок электровентилятора расположен между всасывающим шлангом и блоком пылесборника таким образом, что поток воздуха, всосанного через напольную насадку, проходит через всасывающий шланг в блок электровентилятора и через блок электровентилятора в блок пылесборника.

Тем самым достигается легкая и компактная конструкция на стороне напольной насадки, что приводит к высокой подвижности напольной насадки и к досягаемости даже ограниченных поверхностей.

Возможен, в частности, блок пылесборника, содержащий корпус и расположенный в корпусе пылеуловитель, причем блок электровентилятора расположен на корпусе сверху либо сбоку или внутри корпуса.

Корпус может включать в себя стенку корпуса, в частности, состоящую из синтетического материала.

Расположение пылеуловителя внутри корпуса блока пылесборника и расположение блока электровентилятора в корпусе или на корпусе позволяют получить компактный вариант осуществления блока пылесборника и тем самым робота-пылесоса в целом.

Блок электровентилятора может располагаться (в частности, в процессе работы робота-пылесоса) сверху на пылеуловителе либо над ним или на той же высоте, что и пылеуловитель. Таким образом, блок электровентилятора, в частности, не находится ниже пылеуловителя. При этом транспортировать загрязненный воздух посредством блока электровентилятора с преодолением силы тяжести не требуется, или требуется только в незначительной степени.

Возможно расположение блока электровентилятора на корпусе. При этом, в частности, пылеуловитель в процессе эксплуатации робота-пылесоса может быть расположен ниже блока электровентилятора или на той же высоте.

Блок пылесборника может иметь три-четыре колеса, в частности, ровно три или ровно четыре колеса. Приводное устройство блока пылесборника может предназначаться для привода одного из колес, нескольких колес или всех колес блока пылесборника. Для каждого колеса, приводимого в движение, приводное устройство может иметь отдельный или самостоятельный приводной узел. Это позволяет приводить в движение каждое из колес независимо от других, или самостоятельно.

Напольная насадка может иметь три-четыре колеса, в частности, ровно три или ровно четыре колеса. Приводное устройство напольной насадки может предназначаться для привода одного из колес, нескольких колес или всех колес напольной насадки. Для каждого колеса, приводимого в движение, приводное устройство может иметь отдельный или самостоятельный приводной узел. Это позволяет приводить в движение каждое из колес независимо от других, или самостоятельно.

Возможно такое выполнение блока электровентилятора, что при потребляемой электрической мощности менее 450 Вт согласно промышленному стандарту DIN EN 60312-1 и при 8-м размере отверстия контрольной заслонки он создает объемный расход, превышающий 30 л/с, в частности, превышающий 35 л/с. В качестве альтернативы или дополнения возможно такое выполнение блока электровентилятора, что при потребляемой электрической мощности менее 250 Вт согласно стандарту DIN EN 60312-1 и при 8-ом размере отверстия контрольной заслонки он создает объемный расход, превышающий 25 л/с, в частности, превышающий 30 л/с. В качестве альтернативы или дополнения возможно такое выполнение блока электровентилятора, что при потребляемой электрической мощности менее 100 Вт согласно стандарту DIN EN 60312-1 и при 8-ом размере отверстия контрольной заслонки он создает объемный расход, превышающий 10 л/с, в частности, превышающий 15 л/с.

Таким образом получается особенно эффективный робот-пылесос, имеющий намного более высокую силу всасывания, в частности, по сравнению с обычными роботами-пылесосами.

Характеристики воздуха для пылесоса или для блока электровентилятора определяются согласно стандарту DIN EN 60312-1:2014-01. В частности, это обозначено в разделе 5.8. При этом используется измерительное устройство в варианте исполнения В, согласно разделу 7.3.7.3. Если блок электровентилятора измеряется без корпуса пылесоса, также используется измерительное устройство в варианте В. Для промежуточных элементов в месте подключения к измерительной камере, в случае их необходимости, действительны условия раздела 7.3.7.1.

Вместо понятия «поток воздуха» согласно стандарту DIN EN 60312-1 также используются понятия «объемный расход» и «всасывающий поток воздуха».

Всасывающий шланг может иметь диаметр в пределах от 25 мм до 50 мм и/или длину в пределах от 500 мм до 2500 мм. Возможно выполнение всасывающего шланга гибким, в частности, таким образом, что он обеспечивает возможность его деформирования при его надлежащем использовании. Всасывающий шланг может состоять частично или полностью из синтетического материала. Он может включать в себя, в частности, пластмассовую стенку и/или усилен металлом (например, спиральной проволокой). Возможно выполнение всасывающего шланга в виде шланга из высокоэластичного материала. В таком случае он имеет изменяемую длину и позволяет растягивать его до длины, в несколько раз превышающей его длину в невытянутом (нерабочем) состоянии.

Всасывающий шланг может иметь постоянный диаметр или диаметр, изменяющийся по его длине. В частности, возможен всасывающий шланг, имеющий коническую форму, причем в предпочтительном случае диаметр уменьшается по направлению к напольной насадке. Указанные выше значения диаметра относятся, в частности, к самому малому диаметру всасывающего шланга.

Возможно такое выполнение блока пылесборника и/или такое расположение блока электровентилятора, что через напольную насадку невозможно осуществить соприкосновение рабочего колеса вентилятора с испытательным щупом в соответствии со стандартом IEC/EN 60335. Здесь рекомендуется раздел 8 версии стандарта IEC/EN 60335-1: В 2012-10. В частности, должен использоваться испытательный щуп В.

Это уменьшает опасность повреждения блока электровентилятора и опасность травм в случае прикосновения к напольной насадке при работающем двигателе.

Возможно наличие в блоке пылесборника подъемного устройства для изменения высоты нижней поверхности блока пылесборника, в частности, нижней поверхности корпуса блока пылесборника, над полом. Таким образом, возможно регулирование расстояния до блока пылесборника, или высоты его положения. Это позволяет повышать, например, в положении при зарядке робота-пылесоса, высоту нижней поверхности над полом, чтобы ввезти напольную насадку под блок пылесборника, или под его корпус.

Робот-пылесос может представлять собой пылесос с мешком. Пылесос с мешком - это такой пылесос, в котором всосанная пыль отделяется и собирается в фильтровальном мешке пылесоса. Поверхность фильтра фильтровального мешка робота-пылесоса может составлять по меньшей мере 800 см². Робот-пылесос может представлять собой, в частности, пылесос с мешком, рассчитанный на одноразовые мешки.

Поверхность фильтра фильтровального мешка пылесоса обозначает всю ту поверхность материала фильтра, которая находится между боковыми швами, проходящими по краям, или в пределах, ограниченных такими швами (например, сварными или склеенными швами). При этом нужно учитывать также, возможно, имеющиеся боковые складки или складки поверхностей. Поверхность отверстия для заполнения мешка, или впускного отверстия (включая один из швов, окружающих это отверстие) не входит в поверхность фильтра.

Фильтровальный мешок пылесоса может представлять собой плоский пакет или иметь форму с прямоугольным дном. Плоский пакет образуется двумя боковыми стенками из материала фильтра, которые соединены друг с другом вдоль краев их боковой поверхности (например, сварены или склеены). Возможно предусмотренное в одной из двух боковых стенок отверстие для заполнения мешка, или впускное отверстие. Боковые поверхности или стенки могут иметь прямоугольную основную форму. Каждая боковая стенка может содержать один или более слоев нетканого материала и/или нетканого полотна.

Напольный пылесос в виде пылесоса с мешком может содержать фильтровальный мешок для пылесоса, причем пылесборный мешок для пылесоса выполнен в форме плоского пакета и/или одноразового мешка.

Стенка фильтровального мешка пылесоса может содержать один или более слоев нетканого материала и/или один или более слоев нетканого полотна. Она может содержать, в частности, слоистый материал из одного или нескольких слоев нетканого материала и/или одного или нескольких слоев нетканого полотна. Такой слоистый материал описан, например, в WO 2007/068444.

Понятие «нетканый материал» понимается согласно стандарту DIN EN ISO 9092:2010. При этом, в частности, пленочные и бумажные структуры, в частности, фильтровальная бумага, не рассматриваются как нетканый материал. «Нетканое полотно» - это структура из волокон и/или элементарных нитей или коротковолокнистой пряжи, которые посредством какого-либо способа сформированы в плоскостную структуру (исключая переплетение пряжи, как в сотканном материале, плетеной ткани, трикотаже, кружевах или тафтинговой ткани), однако, не соединялись посредством какого-либо способа. Способ соединения делает из нетканого материала нетканое полотно. Нетканый материал или нетканое полотно могут быть высушены, вымочены или экструдированы.

Робот-пылесос может содержать выходной фильтр, в частности, имеющий поверхность фильтра по меньшей мере 800 см2. Выходной фильтр может быть выполнен, в частности, плиссированным или складчатым. Это позволяет получать большую поверхность при меньшей опорной поверхности. При этом возможен выходной фильтр, предусмотренный в креплении, как это описано, например, в Европейской заявке на патент номер 14179375.2. Такие выходные фильтры позволяют использовать фильтровальные мешки с незначительной эффективностью пылеулавливания, например, однослойных фильтровальных мешков. В качестве фильтровального мешка с незначительной эффективностью пылеулавливания может применяться, например, такой пакет, у которого материал фильтра стенки пакета состоит из фильерного нетканого полотна (Spunbond), имеющего плотность от 15 г/м² до 100 г/м². В частности, фильтровальный мешок может быть выполнен однослойным. В альтернативном варианте возможно, например, использование пакета, у которого материал фильтра стенки пакета выполнен из многослойного материала, состоящего из фильерного нетканого полотна - спанбонда, мелтблауна и еще одного слоя спанбонда (SMS).

В качестве альтернативы робот-пылесос может представлять собой пылесос без мешков, в частности, с выходным фильтром, имеющим поверхность фильтра по меньшей мере 800 см², как описанный выше. Пылесос без мешков - это такой пылесос, в котором всасываемая пыль отделяется и собирается без использования фильтровального мешка. В этом случае блок пылесборника может содержать инерционный либо центробежный, или циклонный, пылеуловитель.

По существу напольная насадка может представлять собой активную или пассивную напольную насадку. Активная напольная насадка имеет во всасывающем отверстии щеточный валик (иногда называемый также выбивальной щеткой и/или ротационной щеткой). В соответствии с этим описанные роботы-пылесосы могут иметь щеточный валик. Щеточный валик может приводиться в движение электромотором. В пассивной напольной насадке нет щеточного валика.

В описанных роботах-пылесосах на основе конструкции в целом возможно достижение очень хорошей эффективности и мощности всасывания также и с пассивной напольной насадкой, то есть без щеточного валика. Применение пассивных напольных насадок позволяет упростить конструкцию и тем самым также уменьшить вес напольной насадки, вследствие чего привод напольной насадки имеет меньшую требуемую мощность.

Описанные роботы-пылесосы предназначены для самостоятельного, или автономного обхода очищаемой площади.

Для самостоятельного обращения с напольной насадкой и/или блоком пылесборника описанные роботы-пылесосы могут включать в себя устройство управления и навигации. Это позволяет осуществлять автономную уборку пыли роботом-пылесосом. Устройство управления и навигации может быть предназначено, в частности, для управления приводным устройством блока пылесборника, приводным устройством напольной насадки и/или блоком электровентилятора. Устройство управления и навигации может быть расположено на блоке пылесборника или внутри него и/или на напольной насадке или внутри нее. В частности, возможно расположение устройства управления и навигации исключительно на блоке пылесборника или внутри него. В этом случае управление напольной насадкой и ее навигация также может осуществляться на стороне блока пылесборника.

В описанных роботах-пылесосах возможно наличие устройства для передачи управляющих сигналов от устройства управления и навигации к напольной насадке. Устройство для передачи управляющих сигналов может быть выполнено с возможностью осуществления проводной или беспроводной передачи.

Описанные роботы-пылесосы могут включать в себя одно или множество средств определения местоположения. Под средствами определения местоположения могут подразумеваться, в частности, камеры, датчики перемещения и/или датчики расстояния. Датчики расстояния могут работать, например, на основе звуковых волн или на основе электромагнитных волн. Возможно расположение средств определения местоположения на блоке пылесборника или внутри него и/или на напольной насадке или внутри нее.

Возможно электропитание описанных роботов-пылесосов без использования кабеля. В частности, возможно наличие в них аккумуляторов для питания.

Дальнейшие признаки описываются посредством фигур. При этом показаны:

фиг. 1 - вариант осуществления робота-пылесоса, состоящего из двух частей;

фиг. 2 - блок-схема робота-пылесоса, состоящего из двух частей; фиг. 3А и 3В вид снизу напольной насадки с каналом для потока воздуха;

фиг. 4А и 4В - вид снизу напольной насадки с каналом для потока воздуха;

фиг. 5 - вариант осуществления моноблочного робота-пылесоса.

Фиг. 1 представляет собой схематичное изображение первого варианта осуществления робота-пылесоса 1. Показанный робот-пылесос 1 содержит блок 2 пылесборника и напольную насадку 3, которая соединена с блоком 2 пылесборника посредством гибкого всасывающего шланга 4. Таким образом, конструкция робота-пылесоса 1 состоит из двух частей, причем блок 2 пылесборника и напольная насадка 3 образуют отдельные узлы, которые соединены друг с другом только всасывающим шлангом 4.

Блок 2 пылесборника установлен на четырех колесах 5, причем каждое из этих колес выполнено в виде всенаправленного колеса. Каждое всенаправленное колесо 5 имеет по своему периметру множество роликов 6, выполненных с возможностью поворота. Все оси поворота роликов 6 не параллельны колесной оси 7 соответствующего всенаправленного колеса. Так, например, оси поворота роликов могут проходить под углом 45° к соответствующей колесной оси. Поверхности роликов, или тел качения, выпуклая, или дугообразная.

Примеры таких всенаправленных колес описаны в US 3876255, US 2013/0292918, DE 102008019976 или DE 202013008870.

Блок 2 пылесборника имеет приводное устройство для приведения в движение колес 5 блока пылесборника. Возможно наличие в приводе отдельных приводных узлов для каждого колеса 5, например, в форме электродвигателей, так что каждое колесо 5 приводится в движение независимо от других колес. Ролики 6 помещены с возможностью поворота без привода.

Благодаря соответствующему приводу отдельных или всех колес 5 блок 2 пылесборника обеспечивает возможность его перемещения в любых направлениях. Если, например, все четыре колеса 5 вращаются с одной и той же скоростью в одном и том же направлении, то блок пылесборника едет прямо. Движение колес на одной стороне в противоположных направлениях позволяет осуществлять перемещение вбок, или сдвиг.

По существу не обязательно все колеса должны быть выполнены с возможностью привода; могут быть предусмотрены также отдельные колеса, не имеющие собственного привода. Кроме того, также возможно, что для выполнения определенных перемещений отдельные колеса не приводятся в движение, даже если они по существу выполнены с возможностью привода.

В альтернативных вариантах осуществления возможно также выполнение в форме всенаправленных колес большего или меньшего количества колес, чем четыре. Пример с тремя всенаправленными колесами описан в US 2007/0272463.

Напольная насадка 3 в показанном примере также оборудована четырьмя всенаправленными колесами 5. Эти колеса в варианте осуществления меньше по размеру, чем колеса блока 2 пылесборника. Напольная насадка 3 также имеет приводное устройство для колес 5 в аналогичной форме. Здесь приводное устройство для каждого колеса также содержит отдельный приводной узел, например в форме электродвигателя, для приведения в движение каждого колеса отдельно и независимо от остальных колес. Это позволяет перемещать напольную насадку также в любых направлениях путем приведения в движение колес надлежащим образом.

Напольная насадка 3 имеет опорную пластину с опорной поверхностью, которая при эксплуатации робота-пылесоса обращена к полу, т.е. к очищаемой поверхности. В опорной пластине проведен параллельно опорной поверхности канал для потока воздуха, через который всасывается загрязненный воздух. Кроме того, предусмотрены поворотные средства, более подробно описанные ниже, для поворота канала для потока воздуха вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности.

В показанных примерах блок 2 пылесборника имеет корпус 8, на котором, сверху от него, расположен блок 9 электровентилятора. От блока 9 электровентилятора патрубок 10 ведет во внутреннюю часть корпуса 8 к фильтровальному мешку пылесоса, расположенному внутри корпуса и образующему пылеуловитель. Фильтровальный мешок пылесоса может быть закреплен съемным образом внутри корпуса 8 обычным способом, например посредством удерживающей пластины.

Таким образом, в показанной конструкции осуществляется сквозное соединение по текучей среде с пылесборником через напольную насадку 3, всасывающий шланг 4, блок 9 электровентилятора и патрубок 10. При этом блок 9 электровентилятора расположен между всасывающим шлангом 4 и пылеуловителем, так что загрязненный воздух, всосанный через напольную насадку, проходит через блок 9 электровентилятора (в частности, через патрубок 10) в фильтровальный мешок пылесоса, расположенный внутри корпуса 8.

Таким образом, под блоком 9 электровентилятора подразумевается Dirty-Air-Motor, или двигатель на загрязненном воздухе. Речь идет, в частности, о блоке электровентилятора, в котором имеется центробежный вентилятор.

Блок электровентилятора при потребляемой электрической мощности менее 450 Вт создает объемный расход, превышающий 30 л/с. (определяемый согласно стандарту DIN EN 60312 1:2014 01 при 8-ом размере отверстия контрольной заслонки), при потребляемой электрической мощности менее 250 Вт - объемный расход, превышающий 25 л/с., и при потребляемой электрической мощности менее чем 100 Вт объемный расход, превышающий 10 л/с..

Диаметр вентилятора может составлять от 60 мм до 160 мм. Например, может использоваться блок электровентилятора фирмы AMETEK, Inc, который применяется также в вертикальных пылесосах Soniclean (например, SONICLEAN VT PLUS).

Блок электровентилятора в пылесосе SONICLEAN VT PLUS соответствует стандарту DIN EN 60312 1:2014 01, описанному выше. Измерения на блоке электровентилятора производились без корпуса пылесоса. Относительно необходимых промежуточных элементов для подключения к измерительной камере действуют указания раздела 7.3.7.1. В таблице показано, что при низком числе оборотов и незначительной потребляемой мощности достигаются высокие значения объемных расходов.

Электровентилятор AMETEK «на загрязненном воздухе» (диаметр рабочего колеса 82 мм) при 8-м размере отверстия контрольной заслонки (40 мм)

В процессе эксплуатации блок 9 электровентилятора всасывает воздух. При этом поток воздуха входит в робот-пылесос 1 через отверстие напольной насадки 3 и проходит через всасывающий шланг 4 в блок 9 электровентилятора. Из-за расположения блока 9 электровентилятора - исходя из направления движения потока воздуха - выше по потоку относительно пылесборника (в форме фильтровального мешка пылесоса) в корпусе 8, так же, как и в пылеуловителе, образуется избыточное давление.

В обычных пылесосах блок электровентилятора расположен в блоке пылесборника - исходя из направления движения потока воздуха ниже по потоку относительно пылесборника, например фильтровального мешка, это приводит к тому, что, в частности, корпус блока пылесборника подвергается разрежению. Чтобы избегать деформации корпуса вследствие разрежения, его обычно приходится усиливать, например, посредством подходящих ребер жесткости. При конфигурации, проиллюстрированной на фигуре 1, вследствие избыточного давления в корпусе это не требуется или требуется только в небольшой степени.

Робот-пылесос 1 содержит устройство управления и навигации для самостоятельного перемещения блока 2 пылесборника и напольной насадки 3. Для этого в корпусе 8 блока 2 пылесборника расположен соответствующим образом запрограммированный микроконтроллер. Устройство управления и навигации связано со средствами определения местоположения. К ним относятся камеры 11 и 12, а также датчики 13 расстояния. Под датчиками расстояния могут подразумеваться, например, лазерные датчики.

Навигация робота-пылесоса производится известным способом, как описано, например, в WO 02/074150. Расположенное в корпусе 8 устройство управления и навигации управляет как приводным узлом блока 2 пылесборника, так и приводным узлом напольной насадки 3.

Для последней предусмотрено устройство для передачи управляющих сигналов от устройства управления и навигации в корпусе 8 блока 2 пылесборника к напольной насадке 3, в частности, к приводному устройству напольной насадки. Для этого возможно размещение беспроводных передатчика/приемника соответственно на стороне блока 2 пылесборника и на стороне напольной насадки 3. В альтернативном варианте для передачи управляющих сигналов также возможно проводное соединение, предусмотренное вдоль всасывающего шланга.

Напольная насадка 3 также может включать в себя одно или множество вспомогательных средств определения местоположения дополнительно к вышеуказанным. Например, в напольной насадке могут быть предусмотрены датчики перемещения и/или датчики расстояния. Чтобы использовать соответствующие сведения для управления и навигации, соответствующие сигналы напольной насадки передаются к устройству управления и навигации.

Электропитание робота-пылесоса может происходить посредством кабеля или без кабеля. Так, возможно, в частности, наличие на блоке 2 пылесборника электрического кабеля, соединяемого со штепсельной розеткой. Питание напольной насадки, в частности, ее приводного устройства, происходит посредством кабеля питания, проходящего внутри всасывающего шланга 4 или вдоль него.

Альтернативно или дополнительно возможно также наличие в блоке 2 пылесборника аккумуляторов, которые могут заряжаться, например, посредством кабеля или без кабеля (индуктивно). Для зарядки аккумуляторов пылесос 1 может, например, автоматически перемещаться к положению для зарядки. Если питание приводного устройства напольной насадки не производится исключительно посредством электрического соединения по всасывающему шлангу 4, то возможно также наличие аккумулятора в самой напольной насадке 3.

Фиг. 2 представляет собой принципиальную блок-схему робота-пылесоса 1 с блоком 2 пылесборника и напольной насадкой 3. Приводное устройство для колес 5 блока 2 пылесборника содержит, во-первых, четыре приводных узла 14 в форме электродвигателей и, во-вторых, микроконтроллер 15 для управления электродвигателями.

В блоке 2 пылесборника предусмотрено, кроме того, устройство 16 управления и навигации, которое служит для самостоятельного передвижения блока пылесборника и напольной насадки. Устройство 16 управления и навигации соединено как с микроконтроллером 15 приводного устройства, так и с еще одним микроконтроллером 17, который представляет собой часть средств определения местоположения. В микроконтроллере 17 сигналы с данными от разных датчиков и/или камер обрабатываются и предоставляются устройству 16 управления и навигации.

Кроме того, устройство 16 управления и навигации соединено с блоком 9 электровентилятора, чтобы управлять им.

Электропитание, или подача напряжения, в показанном примере производится посредством аккумулятора 18, который может заряжаться беспроводным способом или через провод. На фигуре для большей наглядности отображены не все соединения, служащие для питания.

Напольная насадка 3 имеет также приводное устройство для ее четырех колес 5, причем приводное устройство, как и в случае блока 2 пылесборника, содержит микроконтроллер 15, а также четыре электродвигателя 14. Управляющие сигналы для приводного устройства напольной насадки 3 поступают от устройства 16 управления и навигации, которое расположено в блоке 2 пылесборника. Передача сигналов происходит посредством проводного соединения 19, которое может быть расположено, например, в стенке всасывающего шланга. Однако в альтернативном случае эта передача сигнала могла бы производиться также беспроводным образом.

Напольная насадка может быть выполнена в виде активной напольной насадки (с приводимым в движение щеточным валиком) или пассивной (без приводимого в движение щеточного валика).

Электропитание и подача напряжения производится посредством аккумулятора 18 блока 2 пылесборника. Для этого предусмотрен провод 20, который расположен в стенке всасывающего шланга.

Кроме того, в напольной насадке 3 имеется электронное устройство 21 управления поворотом, чтобы управлять поворотным устройством, предусмотренным в напольной насадке. Фиг. 3А представляет собой схематичный вид напольной насадки 3 снизу. В опорной пластине 23 напольной насадки 3 предусмотрен канал 22 для потока воздуха. Показанный канал 22 для потока воздуха имеет параллельные друг другу две продольные и две поперечные стороны, проходящие параллельно опорной поверхности опорной пластины 23, то есть имеет прямоугольную форму.

В варианте осуществления, иллюстрируемом на фигуре 3А, колеса 5 напольной насадки 3 приводятся в движение таким образом, что напольная насадка передвигается в прямом направлении вперед, как это показано стрелкой 24. Канал 22 для потока воздуха выполнен в поворотном диске 25, который является частью опорной пластины 23. Поворотный диск 25 установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности опорной пластины 23.

Электронное устройство 21 управления поворотом соединено с микроконтроллером 15 приводного устройства напольной насадки 3. В зависимости от управления электродвигателями 14 напольной насадки 3 электронное устройство 21 управления поворотом, выполняя соответствующий поворот поворотного диска 20, направляет канал 22 для потока воздуха поперек или перпендикулярно направлению движения 24 напольной насадки 3.

Если колеса 5 напольной насадки 3 приводятся в движение так, что напольная насадка 3, как показано стрелкой 26 на фигуре 3В, перемещается в поперечном направлении, то электронное устройство 21 управления поворотом управляет поворотным диском 20 таким образом, что в результате соответствующего поворота поворотного диска 20 канал 22 для потока воздуха расположен поперек или перпендикулярно направлению 26 движения напольной насадки 3.

Приведение канала 22 для потока воздуха в соответствующее положение возможно по существу для любых направлений движения напольной насадки 3.

Вместо использования электронного устройства 21 управления поворотом возможно также задание положения канала для потока воздуха, производимое механическим путем.

Вместо показанного одного канала для потока воздуха в поворотном диске могут быть предусмотрены также несколько каналов для потока воздуха. Возможно, например, их расположение параллельно друг другу.

На фиг. 4А схематично показан еще один вид напольной насадки 3 снизу, причем те же самые элементы, что и на фиг. 3А и 3В, снабжены такими же обозначениями. В этом примере колеса 5 не расположены, как на фиг. 3А и 3В, по сторонам прямоугольной опорной пластины рядом с ней, а предусмотрены, напротив, в пределах ширины (максимального поперечного размера) опорной пластины 23.

Такая опорная пластина 23 может приближаться своей продольной стороной непосредственно к стене и перемещаться вдоль этой стены в продольном направлении, как показано стрелкой 24, не нуждаясь в дополнительном расстоянии от стены для колес 5.

Канал 22 для потока воздуха имеет две параллельных друг другу поперечных стороны 27 и проходит через весь поворотный диск. Его поперечная длина соответствует диаметру поворотного диска. Концы канала для потока воздуха в поперечном направлении, то есть его продольные стороны, открыты.

Опорная пластина дополнительно имеет два частичных канала 28, каждый из которых открыт соответствующей продольной стороной к поворотному диску. Когда напольная насадка, как показано на фигуре 4В, перемещается в поперечном направлении, показанном стрелкой 26, канал для потока воздуха поворачивается на 90° и таким образом принимает соответствующее направление относительно нового направления движения. При этом частичные каналы 28 и канал 22 для потока воздуха находятся на одной прямой, так что последний продлевается частичными каналами 28. Таким образом, при поперечном движении напольной насадки захватываемая поверхность также максимизируется, за счет (удлиненного) канала 22 для потока воздуха.

В примере, показанном на фигуре 1, рассматривается пылесос с мешком. Это значит, что в блоке 2 пылесборника пылесоса расположен фильтровальный мешок, в котором отделяется всасываемая грязь и пыль. Под этим фильтровальным мешком пылесоса может подразумеваться, в частности, плоский пакет, стенки которого включают в себя один или более слоев нетканого материала и/или нетканого полотна. Фильтровальный мешок пылесоса выполнен в виде одноразового мешка.

При использовании, в частности, однослойных фильтровальных мешков, у которых стенка пакета состоит, например, именно из одного слоя нетканого полотна в форме фильерного нетканого полотна, предпочтительно применение выходного фильтра. При помощи выходного фильтра возможно отфильтровывание мелкодисперсной пыли, которая не была отделена в фильтровальном мешке пылесоса. Такой выходной фильтр может иметь поверхность по меньшей мере 800 см². Возможно, в частности, его выполнение в складчатом или плиссированном виде, чтобы он имел большую поверхность при меньшей (чем его поверхность) опорной поверхности.

Всасывающий шланг 4 в типичном случае имеет диаметр в пределах от 25 мм до 50 мм и длину в пределах от 500 мм до 2500 мм.

В качестве альтернативы к описанному выше робот-пылесос может представлять собой безмешковый пылесос, в котором блок 2 пылесборника содержит центробежный, или циклонный, пылеуловитель 10, в котором всасываемые частицы загрязнений и пыль сепарируются посредством центробежной силы. В альтернативном варианте выполнение пылесоса без пылесборного мешка возможно также в виде инерционного отделителя.

В частности, в случае безмешкового пылесоса блок 2 пылесборника имеет выходной фильтр, где фильтруется мелкодисперсная пыль, которая не была отделена в центробежном пылеуловителе. Этот выходной фильтр может иметь поверхность по меньшей мере 800 см². Возможно, в частности, его выполнение в складчатом или плиссированном виде, чтобы он имел большую поверхность при меньшей опорной поверхности. При этом возможно наличие предусмотренного выходного фильтра в крепежном приспособлении, как оно описано в Европейской заявке на патент номер 14179375.2.

Фиг. 5 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления в схематичном виде, на котором для таких же элементов, как на фигуре 1, используются те же самые обозначения. В примере, показанном на фигуре 5, идет речь о моноблочном роботе-пылесосе 1, у которого напольная насадка расположена на нижней поверхности корпуса 8, как это проиллюстрировано на фиг. 3А и 3В. Альтернативно возможно такое же расположение колес, как показано на фиг. 4А и 4В, в пределах ширины напольной насадки (и тем самым в пределах ширины всего моноблочного робота-пылесоса).

Внутри корпуса 8 расположен блок электровентилятора, а также блок пылесборника. Таким образом, в этом примере напольная насадка и блок пылесборника помещены совместно на колесах 5.

В этом примере возможно наличие в роботе-пылесосе 1 щеточного валика с активным приводом. В таком случае блок электровентилятора (будь то двигатель на чистом или на загрязненном воздухе) может быть предусмотрен, но это не обязательно.

Что касается всего остального, то признаки, описанные также в отношении других фигур, аналогично подходят для примера, проиллюстрированного на фиг. 5.

Реферат

Изобретение относится к роботу-пылесосу, включающему в себя напольную насадку, установленную на колесах, и блок пылесборника, причем напольная насадка имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес напольной насадки, причем одно из колес, несколько колес или все колеса напольной насадки представляют собой всенаправленные колеса, причем напольная насадка имеет опорную пластину с опорной поверхностью, которая при эксплуатации робота-пылесоса обращена к очищаемой поверхности, причем опорная пластина имеет канал для потока воздуха, параллельный опорной поверхности, через который очищаемый воздух поступает в напольную насадку, и причем напольная насадка содержит поворотные средства для поворота канала для потока воздуха вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности. 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула