Робот-пылесос - RU2665457C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к роботу-пылесосу.

Обычные пылесосы обслуживаются пользователем, который перемещает пылесос и, в частности, перемещает напольную насадку, посредством которой всасывается пыль, по очищаемой поверхности. При этом, например, обычные напольные пылесосы содержат 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 напольных пылесосах в корпусе расположен блок электровентилятора, который создает в пылесборнике разрежение. Таким образом, в направлении движения потока воздуха блок электровентилятора расположен позади 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 сквозь электровентилятор в непосредственно примыкающий к нему фильтровальный мешок. Примеры этого показаны в US 2101390, US 2036056 и US 2482337. В настоящее время эти формы пылесосов больше не имеют широкого распространения.

Такие электровентиляторы загрязненного воздуха, или пыльного 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 загрязненном 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 пользователь уже не должен проводить над очищаемой поверхностью; 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 принимают только небольшое количество пыли. Это обусловлено тем, что либо пыль принимается только за счет очищающего воздействия вращающегося щеточного валика, либо используются блоки электровентилятора с очень незначительной производительностью.

Альтернативный робот-пылесос описывается в WO 02/074150. Конструкция этого робота-пылесоса состоит из двух частей и содержит модуль резервуара или вентилятора и модуль чистящей головки, который соединен с модулем вентилятора посредством шланга.

В свете вышеизложенного уровня техники 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 всасывающее устройство, установленное на колесах, и установленное на колесах устройство электроснабжения,

причем всасывающее устройство содержит напольную насадку, пылеуловитель и блок электровентилятора для всасывания потока воздуха через напольную насадку,

причем всасывающее устройство имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес всасывающего устройства, и

причем устройство электроснабжения имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес устройства электроснабжения,

причем устройство электроснабжения соединено с всасывающим устройством посредством кабеля питания для снабжения всасывающего устройства электроэнергией.

Конструкция робота-пылесоса с всасывающим устройством, с одной стороны, и с устройством электроснабжения, с другой стороны, позволяет получить робот-пылесос, обеспечивающий возможность его разностороннего применения. Так как пылеуловитель предусмотрен на стороне всасывающего устройства, это позволяет обходиться без соединения посредством всасывающего шланга между всасывающим устройством и устройством электроснабжения. При этом питание всасывающего устройства производится посредством (самодвижущегося) устройства электроснабжения. Поэтому для всасывающего устройства не требуются собственные аккумуляторы и, таким образом, возможно его компактное исполнение и небольшой вес. Благодаря этому улучшается подвижность всасывающего устройства в целом. Всасывающее устройство имеет возможность достигать очищаемые поверхности даже в узких местах.

Всасывающее устройство и устройство электроснабжения выполнены в виде отдельных или (пространственно) разделенных блоков; каждый из них установлен соответственно (отдельно) на собственных колесах. Всасывающее устройство и устройство электроснабжения обладают подвижностью независимо друг от друга. В частности, они могут быть соединены друг с другом только посредством кабеля питания.

Блок электровентилятора расположен между напольной насадкой и блоком пылесборника таким образом, что всасываемый через напольную насадку поток воздуха проходит через блок электровентилятора в пылеуловитель.

Таким образом, в роботе-пылесосе предпочтительно применение двигателя типа Dirty-Air-Motor, или Direct-Air-Motor. Робот-пылесос согласно изобретению позволяет даже при незначительной мощности двигателя достигать высоких значений объемного расхода и тем самым эффективного чистящего воздействия на коврах и твердых напольных покрытиях. Двигатель типа Dirty-Air-Motor имеет, например, максимальное число оборотов менее 30000 об/мин и потребляемую электрическую мощность менее 900 Вт.

В направлении движения потока воздуха напольная насадка, иногда обозначаемая также термином "всасывающее сопло", расположена во всасывающем устройстве (по ходу текучей среды) перед блоком электровентилятора, а блок электровентилятора - перед пылеуловителем. Воздух, всасываемый посредством блока электровентилятора через напольную насадку, проводится через блок электровентилятора в пылеуловитель. На основе сообщения по текучей среде, или аэродинамического соединения, обеспечивается сквозной поток воздуха от напольной насадки в пылеуловитель.

Неожиданно выяснилось, что применение двигателей на загрязненном воздухе (Dirty-Air-Motors) обеспечивает преимущество также в роботах-пылесосах, в частности, для транспортировки загрязненного воздуха, всасываемого через напольную насадку, в пылеуловитель через блок электровентилятора.

В отличие от обычных роботов-пылесосов с блоками электровентилятора, у которых во время их эксплуатации, в частности, в блоке пылесборника, или пылесборной камере, создается разрежение, при этой конструкции во всасывающем устройстве, за блоком электровентилятора по ходу потока, в частности, в пылеуловителе, создается избыточное давление. Это приводит к упрощению конструкции всасывающего устройства и к сокращению ее веса. В частности, больше не требуется предусматривать корпус с усиленными боковыми стенками, например, с ребрами жесткости.

В качестве альтернативы описанной ранее конструкции возможно также расположение блока электровентилятора по ходу текучей среды позади пылеуловителя таким образом, что всосанный через напольную насадку поток воздуха проходит сквозь пылеуловитель в блок электровентилятора. В частности, в этом альтернативном варианте применяется двигатель на чистом воздухе („Clean-Air-Motor").

В описанных роботах-пылесосах возможно устройство электроснабжения с беспроводным электропитанием, или с беспроводным источником напряжения. Устройство электроснабжения может содержать один или более аккумуляторов. Эти аккумуляторы снабжают электроэнергией, или напряжением, как само устройство электроснабжения, так и всасывающее устройство.

Всасывающее устройство может иметь три-четыре колеса, в частности, ровно три или ровно четыре колеса. Приводное устройство всасывающего устройства может предназначаться для привода одного из колес, нескольких колес или всех колес всасывающего устройства. 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.

Устройство электроснабжения может иметь три-четыре колеса, в частности, ровно три или ровно четыре колеса. Приводное устройство устройства электроснабжения может предназначаться для привода одного из колес, нескольких колес или всех колес устройство электроснабжения. 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.

Приводное устройство всасывающего устройства может быть (пространственно) разделено с приводным устройством устройства электроснабжения, или быть выполненным отдельно. В частности, возможно приведение в движение всасывающего устройства и устройства электроснабжения независимо друг от друга. Они могут, например, перемещаться в разных направлениях. Возможно также неподвижное положение одного из них, в то время как другое перемещается.

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 всасывающего устройства, в частности, узла, состоящего из напольной насадки и блока электровентилятора. Например, возможно такое расположение блока электровентилятора, при котором воздух, всасываемый через напольную насадку, поступает из напольной насадки непосредственно в блок электровентилятора.

Блок электровентилятора может сообщаться по текучей среде 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.

В описанных ранее роботах-пылесосах возможно всасывающее устройство, содержащее корпус, причем блок электровентилятора расположен на корпусе, у корпуса или внутри корпуса, и/или причем пылеуловитель расположен на корпусе, у корпуса или внутри корпуса. Возможно расположение пылеуловителя непосредственно перед или непосредственно позади блока электровентилятора, по ходу текучей среды. Пылеуловитель может сообщаться с блоком электровентилятора посредством патрубка. Патрубок может иметь, в частности, длину от 10 мм до 300 мм, в частности, от 10 мм до 100 мм.

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

В описанных ранее роботах-пылесосах возможно расположение пылеуловителя со свободным доступом к нему снаружи. В этом случае пылеуловитель не помещен в пылесборной камере внутри корпуса. Вместо этого пылеуловитель может располагаться вне корпуса всасывающего устройства, например, на корпусе или у корпуса. В альтернативном варианте возможно также выполнение всасывающего устройства без корпуса. В этом случае возможно расположение пылеуловителя непосредственно на блоке электровентилятора или их соединение друг с другом посредством патрубка. Возможность свободного доступа снаружи позволяет легко получать непосредственный доступ к пылеуловителю, в частности, легко менять или заменять его.

В описанных ранее роботах-пылесосах устройство энергоснабжения или всасывающее устройство может содержать кабельный барабан с пружиной для наматывания. Это делает возможным автоматическое наматывание кабеля. В альтернативном варианте возможно выполнение кабеля питания в виде спирального кабеля. Это уменьшает риск запутывания кабеля, также и для случая, когда в процессе эксплуатации изменяется расстояние между устройством питания и всасывающим устройством.

В описанных ранее роботах-пылесосах всенаправленными колесами могут быть одно из колес, несколько колес или все колеса всасывающего устройства и/или одно из колес, несколько колес или все колеса устройства энергоснабжения. Применение одного или нескольких всенаправленных колес делает возможным универсальное и разнообразное перемещение блока пылесборника или напольной насадки.

На боковой поверхности каждого из всенаправленных колес имеется некоторое количество помещенных с возможностью поворота роликов, или тел качения, оси которых проходят непараллельно колесной оси (всенаправленного колеса). В частности, оси роликов могут быть направлены под углом к колесной оси или проходить перпендикулярно ей. Пример всенаправленного колеса - это колесо Илона, которое описывается в том числе в US 3876255.

Возможно такое выполнение блока электровентилятора, что при потребляемой электрической мощности менее 450 Вт согласно германскому промышленному стандарту DIN EN 60312-1 и при 8-ом размере отверстия контрольной заслонки он производит 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, создающий намного более высокое усилие 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 поток" и "всасываемый поток воздуха".

Напольная насадка может иметь опорную пластину с опорной поверхностью, которая при эксплуатации напольного пылесоса обращена к очищаемой поверхности, причем в опорной пластине имеется по меньшей мере один канал для потока воздуха, параллельный опорной поверхности, с предусмотренным в опорной пластине боковым отверстием. При эксплуатации напольного пылесоса опорная пластина может, в частности, лежать своей опорной поверхностью на очищаемой поверхности или располагаться на расстоянии от нее, например, посредством рейки со щеткой. Опорная пластина может иметь по меньшей мере один изогнутый канал для потока воздуха, параллельный опорной поверхности. Изогнутый канал для потока воздуха может иметь форму кольца или участка кольца.

Опорная пластина обозначается также термином "подошва насадки". Напольная насадка имеет всасывающее отверстие, сообщающееся с блоком электровентилятора. Это всасывающее отверстие сообщается по текучей среде, т.е. состоит в аэродинамическом соединении, с по меньшей мере одним каналом для потока воздуха. Благодаря по меньшей мере одному, в частности, одному или нескольким каналам для потока воздуха при хорошей производительности всасывания устанавливается предпочтительное прижимное усилие напольной насадки.

Возможно такое выполнение всасывающего устройства и/или такое расположение блока электровентилятора, что через напольную насадку невозможно осуществить соприкосновение рабочего колеса блока 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.

Робот-пылесос может представлять собой пылесос с мешком. Пылесос с мешком - это такой пылесос, в котором всосанная пыль отделяется и собирается в фильтровальном мешке. Робот-пылесос может представлять собой, в частности, пылесос с мешком, рассчитанный на одноразовые мешки.

В описанных роботах-пылесосах пылеуловитель может содержать фильтровальный мешок пылесоса, в частности, имеющий площадь до 2000 см², в частности, до 1500 см². В частности, пылеуловитель может состоять из такого фильтровального мешка пылесоса.

Площадь 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. Площадь отверстия для заполнения мешка, или впускного отверстия (включая один из швов, окружающих это отверстие) не входит в площадь поверхности 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.

Возможен робот-пылесос в форме пылесоса с мешком, содержащий фильтровальный мешок для пылесоса, причем фильтровальный 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 большего количества слоев нетканого материала и/или одного или большего количества 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.

Описанные всасывающие устройства могут содержать крепление для фильтровального мешка пылесоса. Такое крепление может располагаться на корпусе, у корпуса или в корпусе всасывающего устройства, непосредственно на блоке электровентилятора или на патрубке, соединенном по текучей среде с блоком электровентилятора.

Робот-пылесос может содержать выходной фильтр, в частности, имеющий площадь фильтра, составляющую по меньшей мере 800 см². Выходной фильтр может быть выполнен, в частности, плиссированным или складчатым. Это позволяет получать большую площадь его поверхности при меньшей площади основания. При этом может быть предусмотрен выходной фильтр, расположенный в креплении, как это описано, например, в Европейской заявке на изобретение номер 14179375.2. Такие выходные фильтры позволяют использовать фильтровальные мешки с незначительной эффективностью пылеулавливания, например, однослойные фильтровальные мешки. 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 описанных ранее роботах-пылесосах возможно наличие внешнего пакета или внешнего мешка, который окружает пылеуловитель или расположен в пылеуловителе. Такой внешний пакет предпочтителен, в частности, в случае такого пылесоса с фильтровальным мешком, у которого фильтровальный мешок расположен с возможностью свободного доступа к нему снаружи. Внешний пакет может выполнять защитную функцию и/или иметь звукоизолирующие и/или фильтрующие свойства. Внешний пакет может содержать, например, электретный материал.

Вместо пылесоса с мешком робот-пылесос может представлять собой пылесос без мешка, в частности, с выходным фильтром, имеющим поверхность фильтра, составляющую по меньшей мере 800 см². Пылесос без мешка - это такой пылесос, в котором всасываемая пыль отделяется и собирается без использования фильтровального мешка пылесоса. В этом случае пылеуловитель может содержать отбойный, или центробежный, или циклонный пылеуловитель.

Блок электровентилятора может содержать центробежный вентилятор, в частности, одноступенчатый. В центробежном вентиляторе воздух всасывается в аксиальном направлении, или параллельно приводной оси рабочего колеса, и вследствие вращения рабочего колеса поворачивается, в частности, примерно на 90°, и выдувается в радиальном направлении.

Напольная насадка может представлять собой по существу активную или пассивную напольную насадку. Активная напольная насадка имеет во всасывающем отверстии щеточный валик (иногда называемый также выбивальной щеткой и/или ротационной щеткой). Щеточный валик может приводиться в движение электромотором. В пассивной напольной насадке нет щеточного валика.

В описанных ранее роботах-пылесосах на основе конструкции в целом возможно достижение очень хорошей эффективности и производительности всасывания также и с пассивной напольной насадкой, то есть без щеточного валика. При применении пассивных напольных насадок конструкция упрощается и тем самым также уменьшается вес напольной насадки, вследствие чего привод напольной насадки имеет меньшую потребляемую мощность.

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

Описанные ранее роботы-пылесосы могут иметь управляющее устройство для управления всасывающим устройством и/или устройством электроснабжения. В частности, управляющее устройство может быть предназначено для управления приводным устройством устройства электроснабжения и/или для управления приводным устройством всасывающего устройства. В качестве альтернативы или дополнения возможно управляющее устройство, предназначенное для управления блоком электровентилятора.

Управляющее устройство может располагаться или исключительно в устройстве электроснабжения, или исключительно во всасывающем устройстве, или как в устройстве электроснабжения, так и во всасывающем устройстве. Управляющее устройство может содержать два блока управления, причем всасывающее устройство содержит первый блок управления, а устройство электроснабжения - второй блок управления. Если, напротив, управляющее устройство расположено, например, в форме блока управления исключительно на стороне устройства электроснабжения, то управление всасывающим устройством также осуществляется от устройства электроснабжения.

Если управляющее устройство расположено как в устройстве электроснабжения, так и во всасывающем устройстве, оно может иметь конфигурацию типа "ведущий-ведомый". Например, возможно выполнение блока управления на стороне устройства электроснабжения в качестве ведущего, который управляет ведомым блоком управления на стороне всасывающего устройства.

Устройство электроснабжения может иметь беспроводное или проводное коммуникативное соединение со всасывающим устройством, для обмена информационными сигналами со всасывающим устройством. Это позволяет осуществлять эффективное управление всем роботом-пылесосом с одного из обоих устройств. Так, возможно, например, управление всасывающим устройством с устройства электроснабжения, в частности, если устройство электроснабжения содержит целиком все управляющее устройство.

Если устройство электроснабжения имеет проводное коммуникативное соединение со всасывающим устройством, то коммуникация и электропитание может осуществляться по одному общему кабелю. Совместный кабель может содержать одну или более линий для электропитания и одну или более линий для коммуникации.

Описанные ранее роботы-пылесосы могут содержать устройство навигации для самостоятельного перемещения устройства электроснабжения и/или всасывающего устройства. В частности, управляющее устройство может содержать устройство навигации для самостоятельного перемещения устройства электроснабжения и/или всасывающего устройства. Это делает возможной автономную уборку пыли роботом-пылесосом. Возможно управление всасывающим устройством и его навигация, осуществляемые исключительно устройством электроснабжения или на стороне устройства электроснабжения.

В описанных роботах-пылесосах устройство электроснабжения и/или всасывающее устройство могут содержать одно или более устройств определения местоположения. Под устройствами 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. Устройство электроснабжения может содержать одно или более устройств для определения местоположения как устройства электроснабжения, так и всасывающего устройства. Альтернативно или дополнительно всасывающее устройство может содержать одно или более устройств для определения местоположения как всасывающего устройства, так и устройства электроснабжения.

Возможно наличие в устройстве электроснабжения подъемного устройства для регулирования высоты нижней поверхности устройства электроснабжения, в частности, нижней поверхности корпуса устройства электроснабжения, над полом. Таким образом, возможно регулирование расстояния от нижней стороны устройства электроснабжения, или, соответственно, его просвета до пола. Это позволяет повышать, например, в положении для зарядки робота-пылесоса, высоту нижней поверхности над полом, чтобы ввести всасывающее устройство под устройство электроснабжения, или, соответственно, под его корпус.

Дальнейшие признаки описываются посредством фигур чертежей, на котороых показаны:

фиг. 1 - вариант осуществления робота-пылесоса;

фиг. 2 - блок-схема варианта осуществления робота-пылесоса.

Фиг. 1 представляет собой схематичное изображение варианта осуществления робота-пылесоса 1. Показанный робот-пылесос 1 содержит устройство 2 электроснабжения и всасывающее устройство 3, которое соединено с устройством 2 электроснабжения посредством гибкого кабеля 4.

Устройство 2 электроснабжения установлено на четырех колесах 5, причем каждое из этих колес выполнено в виде всенаправленного колеса. Каждое всенаправленное колесо 5 имеет на своей поверхности некоторое количество роликов 6, выполненных с возможностью поворота. Все оси вращения роликов 6 не параллельны колесной оси 7 соответствующего всенаправленного колеса. Так, например, оси вращения роликов могут проходить под углом 45° к соответствующей колесной оси. Поверхности роликов, или, соответственно, тел качения, выпуклая или дугообразная.

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

Устройство 2 электроснабжения имеет приводное устройство для приведения в движение колес 5 блока пылесборника. Возможно наличие в приводном устройстве отдельных приводных узлов для каждого колеса 5, например, в форме электродвигателей, так что каждое колесо 5 может приводиться в движение независимо от других колес. Ролики 6 установлены с возможностью поворота без привода.

Благодаря соответствующему приводу отдельных или всех колес 5 устройство 2 электроснабжения 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 устройство электроснабжения 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.

Всасывающее устройство 3 в показанном примере также оборудовано четырьмя всенаправленными колесами 5. Как и устройство 2 электроснабжения, всасывающее устройство 3 тоже имеет приводное устройство для колес 5. Здесь приводное устройство для каждого колеса также содержит отдельный приводной узел, например, в форме электродвигателя, чтобы приводить в движение каждое колесо отдельно и независимо от остальных колес. Это позволяет перемещать всасывающее устройство также в любых направлениях путем приведения в движение колес надлежащим образом.

Всасывающее устройство 3 имеет напольную насадку, содержащую опорную пластину с опорной поверхностью, которая при эксплуатации робота-пылесоса обращена к полу, т.е. к очищаемой поверхности. В опорной пластине выполнены параллельно опорной поверхности один или более каналов для потока воздуха, через которые всасывается загрязненный воздух. В канале или в каналах для потока воздуха возможно наличие отверстия, предусмотренного сбоку в напольной насадке. Возможно выполнение канала для потока воздуха прямым или изогнутым, или, в частности, его выполнение в форме кольца либо участка кольца. Форма участка кольца или кольца может оказаться предпочтительной, в частности, для боковых перемещений напольной насадки. В альтернативном варианте напольная насадка может содержать поворотное устройство для поворота канала для потока воздуха вокруг оси, перпендикулярной опорной поверхности, как оно описано, например, в Европейской заявке на изобретение ЕР 15151741.4.

Всасывающее устройство 3 имеет корпус 8, в котором расположен блок электровентилятора для всасывания потока воздуха через напольную насадку. На наружной стороне корпуса 8 размещено крепление для удерживающей пластины 10 фильтровального мешка 11.

В примере, показанном на фиг. 1, рассматривается пылесос с фильтровальным мешком. Это значит, что пылеуловитель представляет собой фильтровальный мешок, в котором отделяется всасываемая грязь и пыль. Под этим фильтровальным мешком пылесоса может подразумеваться, в частности, плоский пакет, стенки которого содержат один или более слоев нетканого материала и/или нетканого полотна. Пакет фильтра пылесоса выполнен в виде одноразового мешка.

Удерживающая пластина 10 фильтровального мешка 11 пылесоса приклеена или приварена обычным способом к нетканому фильтрующему материалу стенки пакета. В корпусе 8 всасывающего устройства 3 предусмотрено отверстие 12. От блока электровентилятора внутри корпуса 8 в отверстие 12 ведет патрубок, так что всосанный через напольную насадку воздух проводится сквозь блок электровентилятора, через отверстие 12 в фильтровальный мешок 11 пылесоса.

Фильтровальный мешок 11 пылесоса посредством его удерживающей пластины 10 закреплен съемным образом в креплении или на креплении. Под креплением подразумеваются, например, две направляющие, в которые вдвигается удерживающая пластина 10. Однако допустимы также альтернативные варианты исполнения, которые позволяют съемным образом удалять фильтровальный мешок пылесоса без разрушений.

В показанном примере фильтровальный мешок 11 расположен на корпусе 8 всасывающего устройства 3 с возможностью свободного доступа к нему снаружи. Альтернативно возможно также съемное крепление фильтровального мешка 11 внутри корпуса 8, например, посредством удерживающей пластины. В таком случае фильтровальный мешок доступен, например, через откидную крышку отверстия в корпусе 8, вместе с тем, однако, уже не имеет свободного доступа снаружи.

Таким образом, в показанной конструкции осуществляется сквозное сообщающееся соединение по текучей среде, или аэродинамическое соединение, с пылеуловителем в виде фильтровального мешка 11 через напольную насадку, блок электровентилятора и находящийся внутри корпуса патрубок. При этом блок электровентилятора расположен между напольной насадкой и пылеуловителем, так что загрязненный воздух, всосанный через напольную насадку, проходит сквозь блок 9 электровентилятора (в частности, через патрубок) в фильтровальный мешок пылесоса, расположенный снаружи на корпусе 8.

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

Блок электровентилятора при потребляемой электрической мощности менее 450 Вт создает объемный поток, 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 поток, превышающий 25 л/с, а при потребляемой электрической мощности менее чем 100 Вт - объемный поток, превышающий 10 л/с.

Диаметр вентилятора может составлять от 60 мм до 160 мм. Например, возможно использования блока электровентилятора, 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, как разъяснено 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 объемного расхода.

Электровентилятор SONICLEAN VT PLUS (диаметр рабочего колеса 82 мм) при 8-ом размере отверстия контрольной заслонки (40 мм)

В процессе эксплуатации блок электровентилятора всасывает воздух. При этом поток воздуха входит в робот-пылесос 1 через отверстие напольной насадки и течет через блок электровентилятора. Вследствие расположения блока электровентилятора - в направлении движения потока воздуха - перед пылеуловителем (в виде фильтровального мешка пылесоса), в пылеуловителе существует избыточное давление.

Вместо двигателя типа Dirty-Air-Motor также может быть предусмотрена конфигурация (например, с двигателем типа Clean-Air-Motor), при которой вентилятор расположен по потоку текучей среды позади пылеуловителя.

Электроснабжение, или подача напряжения, для робота-пылесоса в показанном примере может осуществляться без кабеля, посредством аккумуляторов, причем питание всасывающего устройства 3, в частности, его приводного устройства, осуществляется от устройства 2 электроснабжения через кабель 4 питания. Во избежание запутывания кабеля 4 возможно наличие во внутренней части устройства 2 электроснабжения предусмотренного кабельного барабана с пружиной для наматывания.

Устройство 2 электроснабжения имеет аккумуляторы, которые могут заряжаться, например, посредством кабеля или без кабеля (индуктивно). Для зарядки аккумуляторов пылесос 1, в частности, устройство 2 электроснабжения, может, например, автоматически перемещаться к положению для зарядки.

Управление роботом-пылесосом осуществляется посредством управляющего устройства. Управление роботом-пылесосом в целом происходит предпочтительно на основе конфигурации типа "ведущий-ведомый". Для этого возможно, например, управление всасывающим устройством 3 (в качестве ведомого) со стороны устройства 2 электроснабжения (в качестве ведущего). Посредством управляющего устройства управляются приводные устройства, относящиеся к устройству электроснабжения и к всасывающему устройству.

Управляющее устройство имеет устройство навигации для самостоятельного перемещения устройства электроснабжения и всасывающего устройства. С этой целью устройство 2 электроснабжения содержит блок управления с устройством навигации, посредством которого осуществляется навигация как устройства электроснабжения, так и всасывающего устройства. Для этого в управляющем устройстве расположен соответствующим образом запрограммированный микроконтроллер. В устройстве 2 электроснабжения имеются устройства определения местоположения. К ним относятся камеры 13 и 14, а также датчики 15 расстояния. Под датчиками расстояния могут подразумеваться, например, лазерные датчики.

Навигация робота-пылесоса производится известным способом, как описано, например, в WO 02/074150. Для управления приводным устройством всасывающего устройства 3 в устройстве 2 электроснабжения предусмотрено оборудование для передачи управляющих сигналов во всасывающее устройство 3, в частности, к его приводному устройству. Для этого возможно размещение беспроводных передатчика/приемника соответственно на стороне устройства 2 электроснабжения и на стороне всасывающего устройства 3. В альтернативном варианте для передачи управляющих сигналов также возможно проводное соединение, предусмотренное в кабеле 4.

Всасывающее устройство 3 также может содержать для поддержки одно или более устройств определения местоположения. Например, в напольной насадке могут быть предусмотрены датчики перемещения и/или датчики расстояния. Чтобы использовать соответствующую информацию для управления и навигации, соответствующие сигналы передаются от всасывающего устройства 3 к устройству 2 электроснабжения.

В альтернативном варианте осуществления управление и/или навигация может производиться также частично или полностью на стороне всасывающего устройства 3.

Фиг. 2 представляет собой принципиальную блок-схему робота-пылесоса 1 с устройством 2 электроснабжения и всасывающим устройством 3. Приводное устройство для колес 5 устройства 2 электроснабжения содержит, во-первых, четыре приводных узла 16 в форме электродвигателей и, во-вторых, микроконтроллер 17 для управления электродвигателями.

В устройства 2 электроснабжения предусмотрен, кроме того, блок 18 управления, который содержит устройство навигации и служит для управления, а также для самостоятельного перемещения как всасывающего устройства 3, так и устройства 2 электроснабжения. Блок 18 управления соединен как с микроконтроллером 17 приводного устройства, так и с еще одним микроконтроллером 19, который представляет собой часть устройства определения местоположения. В микроконтроллере 19 сигналы с данными от разных датчиков и/или камер обрабатываются и предоставляются блоку 18 управления.

Электропитание, или подача напряжения, в показанном примере производится посредством аккумулятора 20, который может заряжаться беспроводным способом или через провод. Возможно осуществление зарядки в зарядной станции, на которую робот заезжает самостоятельно. Чтобы минимизировать площадь, занимаемую роботом в зарядной станции, в режиме зарядки или очистки всасывающее устройство может помещаться под устройством электроснабжения. Для этого устройством электроснабжения автоматически поднимают с применением подъемного устройства и, таким образом, увеличивают высоту его просвет над полом, так что имеется возможность ввести всасывающее устройство под него.

На фигуре для большей наглядности отображены не все соединения, служащие для электропитания.

Всасывающее устройство 3 имеет также приводное устройство для его четырех колес 5, причем приводное устройство, как и в случае устройства 2 электроснабжения, содержит микроконтроллер 15, а также четыре электродвигателя 14. Управляющие сигналы для приводного устройства всасывающего устройства 3 поступают от блока 18 управления, который расположен в устройстве 2 электроснабжения. Передача сигналов происходит посредством проводного соединения 19, которое может быть расположено, например, в кабеле питания. Однако в альтернативном случае эта передача сигнала могла бы осуществляться также беспроводным образом.

Посредством микроконтроллера 17 управляется также блок 9 электровентилятора, причем соответствующие управляющие сигналы подаются во всасывающее устройство 3 от блока управления 18 устройства 2 электроснабжения.

Электропитание и подача напряжения на всасывающее устройство 3 производится посредством аккумулятора 20 устройства 2 электроснабжения. Для этого предусмотрен провод 20, который расположен в кабеле питания между устройством 2 электроснабжения и всасывающим устройством 3.

В описанных вариантах осуществления возможно, но не обязательно наличие щеточного валика (например, щетки для выбивания и/или вращающейся щетки), предусмотренного в напольной насадке или на ней.

Реферат

Изобретение относится к роботу-пылесосу, содержащему всасывающее устройство, установленное на колесах, и установленное на колесах устройство электроснабжения, причем всасывающее устройство содержит напольную насадку, пылеуловитель и блок электровентилятора для всасывания потока воздуха через напольную насадку, причем всасывающее устройство имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес всасывающего устройства, а устройство электроснабжения имеет приводное устройство для приведения в движение по меньшей мере одного из колес устройства электроснабжения, причем устройство электроснабжения соединено с всасывающим устройством посредством кабеля питания для снабжения всасывающего устройства электроэнергией. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула