專利名稱：可自動移動的地板集塵器以及一個這種集塵器與一個基站的組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及一種可自動移動的地板集塵器，它包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器和一護罩，其中，該集塵器具有一種不同于圓形的輪廓。
上述類型的集塵器已知作為自主吸塵機器人以及尤其應(yīng)用于家用領(lǐng)域。因此要求小的驅(qū)動功率，以最簡單的方式使蓄能介質(zhì)，例如蓄電池組，足以給電動機驅(qū)動裝置供電。為此，已知的集塵器大多有兩個可彼此獨立驅(qū)動的輪子。被集塵器接納的、例如吸入的灰塵，被收集在一個在集塵器側(cè)邊的儲塵容器內(nèi)。此外還已知，所述集塵器構(gòu)件、例如儲塵容器和驅(qū)動裝置被一護罩遮蓋，以保護它們免受外力作用，尤其是碰撞。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，尤其在要達到的凈化效果方面改進上述類型的地板集塵器。
上述技術(shù)問題主要是這樣來解決的，即，所述輪廓由一個圓形部段和一個基本上是矩形的形狀部段組成，其中，所述矩形部段沿移動方向在前面。由于此設(shè)計結(jié)構(gòu)，與具有按照本發(fā)明的輪廓結(jié)構(gòu)的圓形部段相同半徑的圓形輪廓相比，可以增大所述凈化區(qū)域，通過該凈化區(qū)域清掃待凈化的地板或抽吸其上的灰塵，從而改善凈化效果。此外，由于按照本發(fā)明的這種輪廓設(shè)計，所述凈化區(qū)域沿移動方向靠近前部的棱邊設(shè)置，所以凈化可一直到達房間的角落內(nèi)。優(yōu)選地，在基本上是矩形的形狀部段上修圓或至少在角部區(qū)域處修圓，由此達到改善自主工作的集塵器的機動性。按照本發(fā)明對象的一項優(yōu)選的擴展設(shè)計，所述集塵器具有一個可繞一水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子，并且該刷子設(shè)置在所述輪廓的矩形部段內(nèi)。該刷子可通過一單獨的電動機驅(qū)動。在這里可以設(shè)想利用該刷子構(gòu)成一純粹的清掃機。但此外也存在這種可能性，即，將由電動機驅(qū)動的刷子集成組合在一吸塵器內(nèi)，為此將刷子安置在抽吸口的區(qū)域內(nèi)。為了能達到更好清潔邊緣和角落的目的，還建議，所述集塵器具有另外兩個趨于按垂直軸線定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷。這兩個清潔刷首先這樣定位，即，使它們的刷體處于所述集塵器輪廓內(nèi)部，其刷毛或刷毛段則從所述輪廓伸出。在這里優(yōu)選地使用軟的刷毛，軟刷毛能適應(yīng)于墻壁或邊緣輪廓并且不會對集塵器的行駛行為或反應(yīng)能力造成干擾。此外優(yōu)選，所述清掃刷配設(shè)在所述輪廓的矩形部段的前角部區(qū)域內(nèi)，以及在這里按照旋轉(zhuǎn)方向這樣調(diào)整，使得刷毛能將臟物朝向所述繞一水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子的方向從邊緣或從角落處輸送到中央，亦即相對集塵器的前棱邊而言從外向內(nèi)輸送。在這之后，灰塵或臟物被運輸?shù)剿鰞m容器內(nèi)。通過使一個清掃刷的旋轉(zhuǎn)軸線朝移動方向傾斜，進一步改善清掃效果。
此外，本發(fā)明還涉及一種地板集塵器，優(yōu)選可自動移動的地板集塵器，其具有一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器和一護罩以及一個刷子，該刷子由于其旋轉(zhuǎn)而將灰塵沿規(guī)定的投擲方向輸送到所述儲塵容器內(nèi)，其中，為刷子配設(shè)一個以投擲方向為依據(jù)布置的裝卸坡臺。為了改進所述類型的地板集塵器的設(shè)計結(jié)構(gòu)，建議該裝卸坡臺可沿投擲方向避讓地設(shè)置。由于這種按照本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個垃圾鏟的裝卸坡臺可安放在不同高度或不同狀況的所有熟知的地板上。與此同時，通過按照本發(fā)明的擴展設(shè)計達到使裝卸坡臺不會鉤在障礙物上。通過這種可避讓的結(jié)構(gòu)保證與地板持續(xù)接觸，還可以無沖突地逾越障礙物。裝卸坡臺的這樣一種結(jié)構(gòu)不僅可考慮用于可自動移動的地板集塵器中，而且還可使用在那些手動操縱的地板集塵器、如清掃機中，其中所述刷子借助于摩擦或借助電動機來驅(qū)動。例如按照本發(fā)明可避讓的裝卸坡臺結(jié)構(gòu)可考慮應(yīng)用于DE4414683A1所記載的除塵器中。
此外，本發(fā)明還涉及一種可自動移動的地板集塵器，其具有一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器和一護罩。為了以有利的方式進一步擴展所述類型的集塵器，達到更好地清潔邊緣和角落區(qū)域，建議所述集塵器設(shè)計為具有一個可一繞水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子的清掃裝置，它裝備有兩個趨于按垂直軸線來定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷。在一些已知的集塵器中，原則上在自主工作的集塵器的機動性與在角落內(nèi)和邊緣處的清掃能力之間存在矛盾。按照本發(fā)明的技術(shù)方案由一種三個刷子的結(jié)構(gòu)組成，其中，兩個可以趨于按垂直軸線來定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷將臟物從邊緣及角落區(qū)域朝向所述可繞一水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子的方向輸送。
本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其中所述護罩借助一些偏心布置的彈簧支承在其他集塵器部件上。這種護罩的彈簧減振結(jié)構(gòu)，一方面用于承受來自外部的力，例如撞擊。另一方面在護罩例如被垂直加載時，這些彈簧為護罩提供下沉的可能性。例如，該護罩可克服彈簧力完全下沉到直至達到地板，并由此完全承受外部負載。所述集塵器內(nèi)部零件保持不受損壞。為了達到使護罩更好地固定在集塵器底盤上，建議設(shè)置三個彈簧，它們優(yōu)選地均勻分布在集塵器周邊的輪廓上。也可以考慮布置四個彈簧。由于這種擴展結(jié)構(gòu)，還允許護罩在接觸障礙物后受到?jīng)_擊時水平移動，與此同時觸發(fā)一個指示沖擊方向的傳感器或開關(guān)。此外，業(yè)已證明特別有利的是，采用按照本發(fā)明的彈簧結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)所述護罩與施加在該護罩上的力的作用高度無關(guān)地水平移動。至于所述傳感器，在這里可采用波段開關(guān)、微型開關(guān)、舌簧觸點或霍耳傳感器。由此實現(xiàn)準(zhǔn)確無誤的障礙識別。分析檢測到的沖擊方向，據(jù)此校正此自主式集塵器的行駛方向。由于按照本發(fā)明的這種擴展設(shè)計，可以具有高靈敏度地識別障礙。
此外，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，為了尤其在儲塵方面改善所述類型集塵器的設(shè)計結(jié)構(gòu)，建議設(shè)置一個繞一水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子，該刷子將收集到的灰塵投擲到一個固定在集塵器上的儲塵容器內(nèi)。由于這種擴展設(shè)計，所述集塵器首先設(shè)計為清掃機。但也可以設(shè)想另一種支持清掃的抽風(fēng)機的裝置。所述刷子可通過一電動機驅(qū)動以及以其刷毛端部向下從集塵器下側(cè)面伸出，由此達到在待保養(yǎng)的地板上清掃的目的。
此外，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其中為了取得更好的清潔效果，建議在一個通向所述儲塵容器的灰塵輸送通道中設(shè)置一灰塵流量監(jiān)控器。由于這種擴展設(shè)計，可以檢測被刷子從地板掃起并通過直接的力/沖量作用加速的臟物量。測得的值可例如導(dǎo)致改變可自動移動的集塵器的行為對策。
另外，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其中設(shè)有一凹坑和/或障礙識別器件。為了在這里提供一種所述類型的經(jīng)改進的地板集塵器，建議采用一紅外光柵識別凹坑和/或障礙。
最后，本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其具有一個使該地板集塵器連同護罩一起與地板間隔一定距離的走行機構(gòu)，其中，所述護罩在其承受的負載達到一預(yù)定負載時就落在了地板上。為了進一步改進所述類型的地板集塵器，使得在結(jié)構(gòu)高度較小的情況下仍能使護罩在達到預(yù)定負載時落在地板上，建議所述走行機構(gòu)相對于所述護罩這樣彈性地懸掛，使得超過一閾值時所述彈簧朝減小護罩與地板距離的方向動作。在這里，所述護罩優(yōu)選不能相對于所述集塵器底盤沿垂直方向移動，或者只能相對于離地凈高微量地移動。在超過彈簧閾值時通過所述走行機構(gòu)向內(nèi)移入到所述底盤內(nèi)使所述護罩下沉到地板上。
上述這些按照本發(fā)明的技術(shù)解決方案不僅作為獨立的方案是重要的，而且除此之外也可以互相組合。下面提及的另一些按照本發(fā)明的用于改進地板集塵器的建議本身以及它們相互之間可進行的組合和除此之外還可以與前面說明的每一項或多項發(fā)明的組合都是很重要。
例如進一步建議，在達到所述閾值時，由于彈簧立即屈服變形使護罩支承在地板上。為此可使用具有相應(yīng)的彈簧特性的彈簧，這種彈簧特性設(shè)計為，當(dāng)超過預(yù)定的閾值時使走行機構(gòu)突然縮入，由此導(dǎo)致護罩擱置在地板上。作為替代方式，所述彈簧也可以是一種板簧，它從成型的(彎成拱形的)金屬薄板或薄鋼板上剪裁制成并且具有一球形拱曲的橫截面，由此構(gòu)成一種喀嚦彈簧(knackfeder)，在遭受極限負載時，亦即在超過閾值時，它突然動作?；谶@種通過球形拱曲給定的彈簧特性，獲得一種突然塌落的效果。為了在集塵器的一個盡可能大的負載狀態(tài)范圍內(nèi)保護驅(qū)動所述刷子的電動機連同傳力裝置，防止其過載或甚至被破壞，以及為了保持電動機的功率恒定，建議該刷子高度可變地安置在一搖架上。根據(jù)這種擴展設(shè)計，達到在摩擦力增大時自動卸載。這樣的話，當(dāng)刷子上的阻力增大時，該刷子逆重力方向卸載。在刷子上的阻力減小時相應(yīng)地減小這種卸載。有關(guān)在摩擦力提高時這種按照本發(fā)明的自動卸載方案可參閱DE2946731，特此將其內(nèi)容全面吸收在本發(fā)明的公開內(nèi)容中，為此目的，此專利申請的特征也吸收在本申請的權(quán)利要求中。按有利的方式規(guī)定，在一種具有兩個趨于按垂直軸線來定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷的地板集塵器中，這兩個清掃刷同樣高度可變地安置在所述搖架上，由此在這些角落清掃刷的區(qū)域內(nèi)也采用了自動卸載的設(shè)計方案。因此優(yōu)選，所述清掃刷和所述刷子都固定在一共同的搖架上，其中，驅(qū)動所述刷子的電動機的軸線還水平地布設(shè)并與所述搖架的旋轉(zhuǎn)軸線重合。在這里優(yōu)選所述電動機沿集塵器移動方向位于所述刷子的后面。
此外規(guī)定，所述清掃刷的刷毛部分從集塵器的通過護罩限定的外輪廓伸出。這樣的話，所述清掃刷在一個不同于圓形的護罩輪廓形狀中可在沿行駛方向設(shè)置在前面的角部區(qū)域內(nèi)。但在這方面還可以設(shè)想一種圓形的護罩輪廓結(jié)構(gòu)。在這里重要的是，至少所述刷體處于集塵器輪廓的內(nèi)部以及只是刷毛或刷毛部分從該輪廓伸出。在優(yōu)選設(shè)置不僅側(cè)向而且向前從集塵器的輪廓伸出的軟刷毛時，對于自主式集塵器的靈活性和機動性都沒有不良的影響。從集塵器輪廓伸出的刷毛部分收集在集塵器輪廓外部的臟物，并將臟物朝可繞所述水平軸線旋轉(zhuǎn)的刷子的方向輸送到中央，該刷子最后優(yōu)選將地板灰塵投擲到一固定在集塵器上的儲塵容器內(nèi)。在這方面業(yè)已證實特別有利的是，所述刷子和清掃刷共同借助一臺電動機被驅(qū)動。為了傳遞扭矩可設(shè)置一傳動裝置。然而優(yōu)選地采用這樣一種設(shè)計結(jié)構(gòu)，其中，所述電動機驅(qū)動所述刷子以及所述清掃刷借助于通過該刷子傳動的傳動皮帶被驅(qū)動。因此，清掃刷和刷子可達到同步化。此外規(guī)定，所述清掃刷以一個與刷子不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在這方面優(yōu)選所述刷子與清掃刷的傳動比是3比1至15比1，此外所述清掃刷的從動這樣設(shè)計，使它們繞其旋轉(zhuǎn)軸線逆時針旋轉(zhuǎn)，因此相對于集塵器的沿行駛方向的前棱邊而言，所述清掃刷從外向內(nèi)朝中心方向清掃。為了進一步改善在角落或邊緣處、例如沿踢腳板或類似地方的清掃效果，規(guī)定一個清掃刷的旋轉(zhuǎn)軸線朝移動方向傾斜。
為了使所述刷子適用于不均勻的地面鋪層或從一個地板鋪層過渡到另一個地板鋪層，建議將該刷子安裝在一個可繞一水平軸線運動的底部部件內(nèi)。因此可達到調(diào)整所述刷子連同其所屬的底部部件的高度。從而達到使該刷子的高度始終最佳地適應(yīng)于各種情況。此外建議，所述底部部件具有一個相對于該底部部件向下伸出的裝卸坡臺，它垃圾鏟狀將被刷子掃落的臟物顆粒和塵粒導(dǎo)送到所述儲塵容器內(nèi)。在這里業(yè)已證實特別有利的是，所述裝卸坡臺朝向所述刷子的方向從所述底部部件伸出。此外可通過使所述裝卸坡臺相對于所述底部部件運動來達到最佳的適應(yīng)性并因而獲得更好的凈化效果，，從而可使該裝卸坡臺根據(jù)具體情況或多或少地從所述底部部件移出或收回。業(yè)已證實特別有利的一種設(shè)計是，其中所述裝卸坡臺此外附加地或選擇式地相對于所述刷子運動。也可以規(guī)定，所述裝卸坡臺沿移動方向看設(shè)在所述刷子后面，所以逆移動方向向后掃落的灰塵顆粒通過所述裝卸坡臺進入到所述儲塵容器內(nèi)。已提及的可沿投擲方向避讓的裝卸坡臺結(jié)構(gòu)可這樣達到，即，該裝卸坡臺由多部件構(gòu)成，它伸縮式或疊層式地沿投擲方向被推移到一起，或逆投擲方向例如被彈性支持地拉出。在這方面還可建議，所述裝卸坡臺可繞一旋轉(zhuǎn)軸線偏轉(zhuǎn)，業(yè)已證明裝卸坡臺的旋轉(zhuǎn)軸線與刷子軸線重合是特別有利的。因此裝卸坡臺在其前部區(qū)域內(nèi)在一規(guī)定的軌道上導(dǎo)引，由此避免了與刷子沖突。在這方面還優(yōu)選，所述裝卸坡臺可克服彈性力地避讓。在這里，所述裝卸坡臺的彈性可集成設(shè)計在裝卸坡臺面內(nèi)，以及一項優(yōu)選的擴展設(shè)計建議，該裝卸坡臺無論如何在其可彈性變形的部段內(nèi)由一個薄膜式的薄的帶狀元件構(gòu)成。該帶狀元件可以是一薄膜式的薄金屬元件。然而優(yōu)選，此帶狀元件是一個有彈性的塑料薄膜。此可彈性變形的帶狀元件如同一個預(yù)緊的彎曲彈簧將與待保養(yǎng)的地板接觸的垃圾鏟自由棱邊向前朝刷子的方向加壓。所述帶狀元件在前邊緣區(qū)域內(nèi)優(yōu)選側(cè)面固定在滑座上，該滑座又可繞所述刷子軸線旋轉(zhuǎn)地支承。裝卸坡臺的自由棱邊優(yōu)選是一耐磨的金屬或塑料棱邊。當(dāng)所述帶狀元件用塑料薄膜制成時，它的厚度為0.5至1.5mm。若集塵器工作時在地毯或硬質(zhì)地板上行駛時，則塑料薄片由于預(yù)緊力始終以較小的壓力將裝卸坡臺的垃圾鏟棱邊壓在地板上。對于厚的地毯裝卸坡臺更深地潛入(eintauchen)，因此滑座更多地向后旋轉(zhuǎn)。在這種情況下壓緊力最大。對于硬質(zhì)地板，裝卸坡臺較少潛入，因此滑座相應(yīng)地向后旋轉(zhuǎn)得較少。在這種情況下壓緊力較小。所述裝卸坡臺設(shè)計為，它潛入的深度可達4mm，不會在里面被拖曳住。按本發(fā)明對象的一項擴展設(shè)計規(guī)定，所述灰塵流量監(jiān)控器由一紅外光柵組成。該紅外光柵安裝在導(dǎo)向儲塵容器的灰塵輸送通道內(nèi)，并在一個預(yù)定的從0.5至2秒的時窗內(nèi)計算經(jīng)過光柵的塵粒量。測量結(jié)果可導(dǎo)致改變此可自動移動的地板集塵器的行動對策。因此規(guī)定，對檢測到一個大的灰塵流量的分析結(jié)果是要重復(fù)駛過提供此大灰塵流量的行駛路段。大的灰塵流量與在此時刻駛過的地板區(qū)域大的污染度有關(guān)。通過這種測量分析，促使集塵器再次駛過此先前已清掃過的區(qū)域。此外，為了例如在刷子卡住或過載時保護刷子的電動機，規(guī)定，考慮利用驅(qū)動刷子的電動機電流來評估分析，以及根據(jù)電動機電流來改變地板集塵器的行駛程序。以簡單的方式可通過監(jiān)測電壓測得電動機電流的超出。電動機的過載運行可通過兩種狀態(tài)觸發(fā)。其一是刷子被完全卡住，其二是刷子遭受巨大的機械負荷。該完全卡住也可以通過當(dāng)電動機電流提高到一個大的值時經(jīng)一預(yù)定的短時間后將刷子關(guān)閉來排除。當(dāng)刷子遭受到巨大的機械負荷時，若此時電流在一預(yù)定時間超過一高的極限值該刷子便被關(guān)閉。這兩種辦法都能防止電動機過載。因為電動機的合閘電流明顯超過極限值，所以在電動機合閘時停止監(jiān)測。當(dāng)在刷子上纏繞了例如穗子或電纜時，則通過電動機電流得知這種情況，地板集塵器據(jù)此恰當(dāng)?shù)貙@種情況作出反應(yīng)，以便清除這種阻塞。這一情況例如是這樣來解決的當(dāng)電動機電流增大到不允許的程度時，所述地板集塵器回駛。在這里也優(yōu)選所述刷子沿與通常的工作方向相反的旋轉(zhuǎn)方向進行旋轉(zhuǎn)，由此可重新解除被纏繞上的穗子或電纜。如果這樣做不成功以及刷子帶著被纏繞上的電纜或穗子重新接通時，則這種情況通過所設(shè)的電子裝置會很快地被識別，以便于據(jù)此使作用在刷子上的力保持盡可能小，以防止進一步卡緊。為此要附加地監(jiān)測電動機的合閘電流。由于此原因，監(jiān)測分為兩個部分，即合閘監(jiān)測和運行監(jiān)測。在刷子阻塞或未阻塞這兩種情況下，所述合閘電流在達到一規(guī)定的時刻前是相同的。因此首先必須確定此時刻。但單個測量值由于電流波動不適合作為判定的基礎(chǔ)，因此優(yōu)選地求得在一規(guī)定的時段內(nèi)的總和，這一時段應(yīng)保持得盡可能短。這結(jié)果是對起動電流的監(jiān)測。為此規(guī)定，首先接通所述刷子，此后例如等待45毫秒。然后用例如2毫秒以預(yù)定的掃描頻率形成電流總和，以及將此結(jié)果與極限值比較。形成電流總和以及所述比較持續(xù)約6毫秒。因此整個監(jiān)測過程持續(xù)約31毫秒。因為一個接通刷子的繼電器具有一約10毫秒的接通延時和一約5毫秒的斷開延時，所以在此過程中接通所述刷子約需20毫秒。其中10毫秒用于監(jiān)測期間以及5毫秒是由于繼電器的斷開延時。在這方面還建議，從檢測到電動機電流的閾值開始啟動一時窗，在該時窗內(nèi)考慮將電動機電流的進一步增大用作所述地板集塵器回駛的觸發(fā)事件。
此外，本發(fā)明涉及一可自動移動的地板集塵器與一基站的組合，該集塵器包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器和一護罩，所述基站與集塵器按發(fā)射器/接收器原理耦合。為了以有利的方式改善所述類型的組合，建議，所述基站具有一個可單獨使用的吸塵器，以及，所述集塵器設(shè)計為清掃機。因此，此基站除了作為自主工作的地板集塵器停放場和充電站的一般功能外，還具有卸空站的功能，對此借助在基站所設(shè)的吸塵器抽空設(shè)計為清掃機的集塵器的儲塵容器。在這里可以設(shè)想一種方案，其中，所述基站的吸塵器處于準(zhǔn)備運行狀態(tài)，以及僅僅執(zhí)行清掃任務(wù)的集塵器在與基站對接時觸發(fā)一用于所述吸塵器的投入運行的觸點。業(yè)已證實特別有利的是，所述吸塵器是普通的家用吸塵器，它在必要時通過相應(yīng)設(shè)計的轉(zhuǎn)接器與基站連接，所以此吸塵器也可按一般的方式用于地板或高地(berboden)的凈化。所述地板集塵器也可以另外或與之組合地具有一在沒有基站的情況下用于直接抽出灰塵的接口。為了保證自主工作的集塵器可靠地到達基站，所述基站用于作為陸標(biāo)。在這方面已知一些方案，其中一陸標(biāo)發(fā)射一個可由所述自主式集塵器接收并加以分析的信號。在這方面，已知一些利用紅外線、激光或可見光工作的光學(xué)陸標(biāo)以及一些超聲波陸標(biāo)。但這兩種方案的缺點在于，所述陸標(biāo)的信號被障礙物，如墻壁、物體等屏蔽。因此只有存在與所述自主式集塵器直接的直線接觸時，才能可靠地起動所述基站。按照本發(fā)明采用一種借助于一發(fā)射器發(fā)出電磁波的陸標(biāo)。所述電磁波借助于一振蕩回路產(chǎn)生，以及通過一天線發(fā)射的電磁波穿透大多數(shù)障礙物，并因而最大程度地避免被屏蔽。因為應(yīng)用于自主式集塵器定向的電磁場力線具有非線性的走向，所以該自主式集塵器必須將其行為方式依據(jù)電磁場的形狀來調(diào)整。借助于一種由高效能的陸標(biāo)和合理而簡單的行為方式的構(gòu)成組合，即使在障礙物阻擋直通路徑時，該自主式集塵器也能找到基站。為此，該自主式集塵器具有一或兩個接收天線，借助于它們可以得知磁場力線的指向。所述自主式集塵器在朝具有發(fā)射器的基站回駛時根據(jù)場力線定向，此時，集塵器或遵循場力線沿最強信號的方向移動或垂直于場力線行駛，或采用一種混合的對策。若自主式集塵器碰撞到一障礙物上，就采取一傳感器支持的、可繞過障礙物行駛的行為對策。接著繼續(xù)去往基站的行程。
此外，在所述一可自動移動的地板集塵器與一基站的組合中，為了以有利的方式改善所述類型的組合，建議，將所述基站設(shè)計為具有一個用于所述地板集塵器的對接離合器的室內(nèi)空氣凈化器。由DE4414871A1已知一種這類可與一個可單獨使用的吸塵器連接的室內(nèi)空氣凈化器。特此將此專利申請的內(nèi)容全面吸收在本申請的公開內(nèi)容中，也為此目的，此專利申請的特征也吸收在本申請的權(quán)利要求內(nèi)?，F(xiàn)在基站按本發(fā)明以這樣的方式與地板集塵器的對接離合器組合，即，將如此構(gòu)成的基站用作地板集塵器的停放場以及除此之外還用作地板集塵器的卸空站。由于按本發(fā)明的這種設(shè)計，所述基站至少在地板集塵器處于工作狀態(tài)時可作為室內(nèi)空氣凈化器工作。還可設(shè)想，在地板集塵器的充電過程中該基站也保持凈化室內(nèi)空氣的行為。此外，還可設(shè)想一種組合，其中所述基站具有一觸點，該觸點通過地板集塵器在其處于通過單獨的吸塵器抽出儲存的臟物的停放位置上來操縱，以及在觸點未被操縱時啟動所述室內(nèi)空氣凈化功能。在這方面還可以規(guī)定，該基站例如作為一充電站還具有一個或多個用于其他器件的對接離合器。由于這種設(shè)計，該基站還可以作為例如用于手持蓄電池吸塵器的充電站。
本發(fā)明還涉及一種用于運行按照權(quán)利要求6前序部分特征所述的可自動移動的地板集塵器方法。為了在這里提供一種所述類型的、改善清潔效果的方法，建議分析對應(yīng)于各行駛路段的灰塵量，以及根據(jù)一預(yù)定的閾值再一次駛過與對應(yīng)于大灰塵量的行駛路段。在這里借助于一個優(yōu)選設(shè)計為一紅外光柵形式的灰塵流量監(jiān)控器計算通過的灰塵顆粒數(shù)量，該監(jiān)控器設(shè)在通向所述儲塵容器的灰塵輸送通道中。若所述光柵被阻斷，亦即紅外光束被遮蔽，則沒有光束到達所述接收器以及產(chǎn)生一個信號。這些單個信號在微處理器內(nèi)經(jīng)一預(yù)定的例如0.5至2秒，優(yōu)選為1秒鐘的時間計數(shù)。所測得的事件數(shù)量與儲存的極限值比較，在超過時調(diào)節(jié)可自動移動的地板集塵器的相應(yīng)的排污行為，例如優(yōu)選地通過多次駛過所述表面或也可駛過一個扇面(Facher)或類似圖形的表面，以達到令人滿意地清潔特別臟的區(qū)域。目的是加大對識別為特別臟的表面的凈化力度。一旦通過連續(xù)測量不再檢測到大的灰塵值，則停止調(diào)整的排污行為或調(diào)整的行駛程序。
最后，本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求6前序部分所述特征用于可自動移動的地板集塵器回駛行為的方法，其中，所述地板集塵器具有一些碰撞和/或距離傳感器，以及所述回駛行為以一個預(yù)先編好程序的過程為基礎(chǔ)，此外，借助一個由基站建立的電磁場進行定向?？勺詣右苿拥牡匕寮瘔m器的這種行駛行為不同于通常的為駛過一熟知表面的行為對策。對于通常的行為對策優(yōu)選一偽隨機行為。在這里對于在前面區(qū)域內(nèi)優(yōu)選為三個碰撞和/或距離傳感器中的每一個借助模擬計算最佳的旋轉(zhuǎn)角。該旋轉(zhuǎn)角由一個例如60°的固定分量和一個例如圍繞此固定的角度值的+/-10°的角度區(qū)值組成，由后者計算出工作中的隨機角。反之，在回駛行為中優(yōu)選首先通過地板集塵器大體360°的旋轉(zhuǎn)來分析通過該地板集塵器的電磁場，接著根據(jù)所測得的最小值定向和根據(jù)兩個最小值之一調(diào)整方向地行駛一預(yù)定路段，之后重復(fù)上述步驟。為此例如在地板集塵器上橫向地和在基站上縱向地設(shè)有天線，但也可以設(shè)想其他的裝置。所述旋轉(zhuǎn)運動可以是連續(xù)地或逐步式地進行。在通過360°旋轉(zhuǎn)測定最大值和最小值后，儲存最大值。然后通過量程轉(zhuǎn)換和根據(jù)兩個最小值之一的定向進行判斷。在行駛一個例如20至60cm的路段后，通過360°的旋轉(zhuǎn)重新進行測量并進行另一些最大值的檢測。因此還規(guī)定，在通過一360°旋轉(zhuǎn)重復(fù)測量的情況下測得一個比在先前的測量程序中測得的最大場強更大的最大場強時，實施沿逆最小值方向的旋轉(zhuǎn)。因此若首先測得的最大值大于第二個最大值，則表明選擇了錯誤的方向，作為反應(yīng)，其結(jié)果是逆事先選擇的方向旋轉(zhuǎn)。若反之首先測得的最大值小于第二個最大值，則表明集塵器在沿正確的方向運動。行駛繼續(xù)進行。一次碰撞或光學(xué)的障礙識別導(dǎo)致障礙行為模式。在這方面建議，在集塵器碰到一障礙物的情況下，首先進行回駛，然后沿一規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動一個選擇的角度或一個隨機的角度，再次向前行駛和重復(fù)上述步驟，直至不再出現(xiàn)與障礙物接觸。因此在經(jīng)過一個短的回撤后稍微地旋轉(zhuǎn)離開障礙物，與此同時儲存和累加所述旋轉(zhuǎn)角。此外還計算沖擊事件的次數(shù)。之后，集塵器向前行駛經(jīng)過一預(yù)定的、例如20至60cm的路段，或必要時一直行駛到與另一個障礙物接觸。還規(guī)定，根據(jù)一與障礙物接觸的預(yù)定次數(shù)，在回駛后進行旋轉(zhuǎn)一個隨機的角度。如果算得的與障礙物接觸(碰撞)次數(shù)超過一極限值，或當(dāng)總的旋轉(zhuǎn)角超過一極限值時，自主工作的集塵器通過旋轉(zhuǎn)一個隨機的角度脫離接觸障礙物時經(jīng)調(diào)整的行為。在這方面還建議，根據(jù)一與障礙物接觸的預(yù)定次數(shù)在回駛后根據(jù)電磁場進行重新定向。此外規(guī)定，在成功繞過一障礙物行駛后，實施反方向旋轉(zhuǎn)一個為繞過該障礙物所需的角度量。相應(yīng)地沿與總旋轉(zhuǎn)角對應(yīng)的反方向進行旋轉(zhuǎn)，然后將用于角度和碰撞事件的計數(shù)器置零。在這之后根據(jù)電磁場進行精調(diào)并繼續(xù)行駛。所述行駛路段的長度與量程相適應(yīng)。因此規(guī)定，隨著越來越接近基站，將進行的行駛路程也縮短了。在集塵器越接近基站，信號就越強，這一情況在更短的行駛距離內(nèi)互相轉(zhuǎn)換。此外，業(yè)已證明有利的是，無論如何涉及一較小的方向變化也可在行駛期間進行根據(jù)場強的定向。因此也可以在向前行駛的同時轉(zhuǎn)變行駛方向。進行重復(fù)定向直至地板集塵器直接處于基站前。之后可實施180°的旋轉(zhuǎn)，據(jù)此最后借助于向后行駛實行與基站對接。在這里操縱一終端開關(guān)或一用于充電插頭的觸點以用于對集塵器充電，以及必要時將其卸空。還可設(shè)想使集塵器1向前，亦即沿通常的移動方向，行駛到基站上。
所述障礙物識別可借助觸點、紅外開關(guān)傳感器、超聲波傳感器等進行。這些傳感器優(yōu)選沿移動方向設(shè)在所述集塵器的前部區(qū)域內(nèi)，在這里可按照右前和左前進行區(qū)分，由此影響運動管理系統(tǒng)。也可以在集塵器的尾部區(qū)域內(nèi)布置一些傳感器。原則上在發(fā)生碰撞時需要首先回駛和旋轉(zhuǎn)集塵器，以及之后令集塵器沿一新的方向行駛。在回駛和旋轉(zhuǎn)的過程中，優(yōu)選地將由電動機驅(qū)動的刷子斷開。此外，該自主式集塵器具有一沿行駛方向可設(shè)在集塵器的后部區(qū)域內(nèi)的支撐輪。然而也可以設(shè)想一種方案，所述支撐輪設(shè)在前部區(qū)域內(nèi)，必要時設(shè)置在所述清掃刷之間。在這種設(shè)計中，防止了一種不確定的四點支承，亦即避免了驅(qū)動輪與地板失去接觸的危險。由此也可以實現(xiàn)在在一輕微的坡度上的向上行駛。
下面借助附圖進一步闡述本發(fā)明，這些附圖僅表示出了多種實施方式。其中

圖1表示一具有清掃刷的涉及第一種實施方式的地板集塵器的透視圖；圖2表示對應(yīng)于圖1的立體底視圖；圖3表示所述集塵器的局部斷開后的立體示意圖；圖4表示一清掃刷的示意側(cè)視詳圖；圖5表示一清掃刷的示意俯視詳圖；圖6表示第二種實施方式的集塵器的俯視圖；圖7表示第三種實施方式的集塵器的局部斷開的立體示意圖；圖8表示對應(yīng)于圖7的俯視圖；圖9表示集塵器護罩的一彈簧減振區(qū)域的局部剖開表示的詳圖；圖10表示與圖9對應(yīng)的視圖，但護罩此時承受垂直負載；圖11表示與圖9對應(yīng)的另一個視圖，但護罩此時承受側(cè)向負載；圖12表示另一種實施方式的集塵器的立體示意圖；圖13表示與圖12對應(yīng)的視圖，但其中護罩已取下；圖14表示按照圖12所示實施方式的集塵器的立體底視圖；圖15表示集塵器的縱剖圖；圖16表示一用于集塵器的充電和卸空的基站的示意圖；以及圖17表示一用于說明通過從基站發(fā)出的電磁波自動尋找基站的原理示意圖；圖18表示按另一種實施方式的集塵器與圖14對應(yīng)的立體底視圖19表示涉及另一種實施方式的集塵器的縱剖示意面；圖20表示圖19中的區(qū)域XX的局部放大圖；圖21表示另一種實施方式的走行機構(gòu)區(qū)域的示意剖視圖；圖22表示一與圖21對應(yīng)的視圖，但此時所述走行機構(gòu)已從正常工作位置移出；圖23表示按照圖21中的線XXIII-XXIII的放大剖面圖；圖24表示集塵器在向基站回駛時的行為對策的示意圖；圖25表示一與圖24對應(yīng)的視圖，但涉及在障礙識別時的回駛行為。
首先在圖1至3中示出和描述了具有一底盤2和一覆蓋該底盤2的護罩3的可自動移動的地板集塵器1。
尤其由圖1和2可見，所述集塵器1有一種不同于圓形的輪廓形狀。此輪廓形狀由一個半圓形的圓形部段4和一個與該圓形部段相連的矩形的形狀部段5組成，其中，所述矩形部段5沿集塵器1的移動方向r構(gòu)成在前面。
所述矩形部段5在所述輪廓形狀內(nèi)尤其在角部區(qū)域6處修圓。沿移動方向r看過去，連接角部區(qū)域6的端面7的輪廓也成形為凸面的形狀。此外，所述角部區(qū)域6與圓形部段4之間的側(cè)面過渡區(qū)段也呈凹面地修圓，所以在這里輪廓形成一個輕微的腰狀回縮。
上述輪廓結(jié)構(gòu)不僅涉及所述集塵器底部8的造型，而且涉及在底盤側(cè)面鑲嵌在所述底盤2上的并包圍所述底部8的護罩3的外輪廓形狀。
自主工作的集塵器1設(shè)計為清掃機，為此設(shè)一個可繞一水平軸線X旋轉(zhuǎn)的刷子9，在圖示的實施例中該刷子設(shè)在所述矩形部段5的區(qū)域內(nèi)。所述刷子9的驅(qū)動通過一電動機10實現(xiàn)，該電動機由裝在后部圓形部段4內(nèi)的蓄電池組11供電。
在刷子9的區(qū)域內(nèi)，所述集塵器底部8設(shè)有一窗形的缺口12，刷子9的刷毛13通過該缺口12從集塵器底部8的下側(cè)伸出用于清理所述要保養(yǎng)的地板。所述刷子9具有蛇曲狀布置的刷毛排，其中這些刷毛排布設(shè)成，相對于水平軸線x而言清掃是從外向里進行的，以及沿移動方向r觀察是從前向后進行的。
借助刷子9收集的地板灰塵被投擲到一個在后部圓形部段4區(qū)域內(nèi)在集塵器上固定地設(shè)置在所述底盤2上的儲塵容器14內(nèi)。為了卸空此容器14，在集塵器下側(cè)底部8的區(qū)域內(nèi)設(shè)一可打開的活門15。
此外，所述集塵器1具有兩個部分地穿過所述集塵器底部8的行駛輪16，其中每個行駛輪16通過一單獨的電動機17驅(qū)動，由此，使所述集塵器1除了一般的直線行駛外，還可以使其旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)彎。
所述行駛輪16被布設(shè)成，使它們靠近集塵器底部8的棱邊定位在從所述矩形部段5到圓形部段4的過渡區(qū)域內(nèi)。
此外，在前面的對應(yīng)于所述端面邊棱7的區(qū)域的中央設(shè)一導(dǎo)輪18，由此實現(xiàn)所述集塵器1在地板41上的三點支承。
為了識別障礙物，在所述端面7的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一些傳感器19。在這里優(yōu)選這樣來布置三個傳感器19，使得一個中間傳感器19用于識別正面沖擊，以及其余兩個在角部區(qū)域6內(nèi)的傳感器19用于識別從側(cè)前方作用在該集塵器1上的沖擊。在這方面可以采用機械作用的接觸開關(guān)，但也可以采用紅外開關(guān)傳感器或超聲波傳感器。優(yōu)選地考慮使用微型開關(guān)。
碰撞到障礙物上導(dǎo)致鑲在底盤上的護罩3輕微移動，該移動可由所述對應(yīng)配設(shè)的傳感器19檢測到。儲存在圖中僅示意表示的邏輯單元20內(nèi)的運動管理系統(tǒng)，在識別一個障礙物時促使集塵器1回駛以及將集塵器1旋轉(zhuǎn)到一新的方向上。在這里，所述回駛只經(jīng)過一短的路程，所以不需要向后、亦即與通常移動方向r相反的控制。集塵器1的旋轉(zhuǎn)通過不同地控制所述行駛輪16來實現(xiàn)。在這里業(yè)已證實特別有利的是，在回駛和旋轉(zhuǎn)時，為了節(jié)能所述用于刷子9的電動機10被關(guān)閉。
為了識別臺階或類似物，所述集塵器1還設(shè)有一些超聲波傳感器21，在圖示的實施例中它們設(shè)在集塵器底部8窗形缺口12的側(cè)面，向下指向地板41的方向設(shè)置。在這里重要的是，所述超聲波傳感器21沿移動方向r位于集塵器1的重心前。借助這些超聲波傳感器21在行駛過程中掃描所述地板41。有關(guān)超聲波傳感器21的布置和工作狀況可參閱未在先公開的文件登記號為10113105.4的德國專利申請。此專利申請的內(nèi)容特此全部被囊括在本發(fā)明的公開內(nèi)容中，為此目的，此申請的特征也被收錄在本發(fā)明的權(quán)利要求中。
為了也能清潔角落或沿踢腳板等清掃，設(shè)有兩個分別為一個角部區(qū)域6配設(shè)的清掃刷22。這兩個清掃刷分別由一個可驅(qū)動的具有基本上圓形輪廓的刷體23和三個沿圓周等距分布地裝在該刷體23上的刷毛束24組成。
在這里清掃刷22的布局選擇為，使刷體23處于所述集塵器1的輪廓之的內(nèi)部，而刷毛束24則相反從通過護罩3規(guī)定的邊界輪廓伸出，并由此沿踢腳板或在角部區(qū)域內(nèi)清掃式地輸送地板灰塵。由此也能清掃到在集塵器輪廓以外的垃圾，以及由于所選擇的逆時針方向的旋轉(zhuǎn)方向(見圖2中箭頭d)，所以沿朝向所述繞水平軸線x旋轉(zhuǎn)的刷子9的方向?qū)⒗斔偷郊瘔m器1的中央。因為在這里軟的刷毛從集塵器的輪廓伸出，所以不會對集塵器1的靈活性和機動性造成不利的影響。
供給水平刷子9的清掃刷22定位在一垂直軸線y上。為了能達到更好的清潔效果，每一個清掃刷22的旋轉(zhuǎn)軸線z相對于垂直軸線y朝移動方向r傾斜，例如傾斜一個5°至15°的角度(見圖4)。
基于所述刷毛束24相對于集塵器外輪廓所選擇的這種超長度設(shè)計，通過刷毛束24的彎曲和伸展，可達到與角落和棱邊相適應(yīng)(見圖4和5)。
所述清掃刷22的驅(qū)動間接地借助于所述電動機10實現(xiàn)。如已提及的那樣，該電動機10驅(qū)動所述繞水平軸線x旋轉(zhuǎn)的刷子9。通過該刷子借助傳動皮帶25來驅(qū)動所述清掃刷22，在這里所述刷子9與清掃刷22的傳動比例如選擇3比1至15比1。
如圖6示意表示的那樣，前面描述的具有一個繞水平軸線x旋轉(zhuǎn)的刷子9和兩個定位在垂直軸線y上的旋轉(zhuǎn)清掃刷22的設(shè)計結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用于一種總體上為圓形輪廓的集塵器1中。
如已提及的，通過碰撞和由此引起的傳感器檢測來識別障礙物。為此希望所述護罩3輕微地位移(傾斜)。為了使該護罩3恢復(fù)到其原始的靜止位置并能保持在那里，該護罩3彈性地固定在所述底盤2上。按前面說明的第一種實施方式，該護罩3的這種彈簧減振裝置可設(shè)在上部區(qū)域的中央(中央彈簧42)。按照本發(fā)明的另一種方案在圖7至11所示的另一種實施方式中描述?？梢钥闯觯渲兴鲎o罩3通過三個偏心布置的彈簧26支承在所述底盤2上，在此這三個彈簧26沿周邊等距分布。
所述護罩3在內(nèi)壁上具有為每個彈簧26配設(shè)的安裝一個彈簧端部的支承座27。所述垂直延伸的彈簧26以其另一端支承在集塵器底部8的上側(cè)面上。
所述護罩3因此借助這些彈簧26支承在集塵器底部8上，其中該護罩3的垂直向上的止擋邊界是通過該護罩3的一個支托所述集塵器底部8的徑向托臂28構(gòu)成(見圖9)。
所述支承座27在高度上這樣布置，即當(dāng)該護罩3被垂直加載時它克服彈力下沉(箭頭c)并以其環(huán)形邊支承在地板41上，這時，所述支承座27的下側(cè)面仍保持與集塵器底部8的上側(cè)面有間距。因此作用在護罩3上的垂直力不會傳入所述底盤2內(nèi)，確切地說通過該護罩3傳給地板41(見圖10)。
所述護罩3在與障礙物碰撞時的側(cè)向偏移(箭頭c′)也可以通過所選擇的彈簧26的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。為防止瞬變振蕩以及因而多次發(fā)出傳感器信號，可在所述護罩3與集塵器底部8的環(huán)形邊之間設(shè)一減振器29。
圖12至15所示的集塵器1的實施方式具有一圓形的輪廓。為保證適應(yīng)于例如在從硬質(zhì)地板到地毯的過渡中不同的地面條件，設(shè)一個帶有可繞水平軸線x旋轉(zhuǎn)的刷子9的底部部件30的軸支座，它可繞水平指向的軸線v回轉(zhuǎn)地安置在所述底盤2上。集塵器底部8有一個與底部部件30的輪廓形狀相適配的缺口31。
由于這種設(shè)計結(jié)構(gòu)，始終可達到重要區(qū)域、亦即刷子區(qū)域最佳的高度調(diào)整。一個一端與底盤2錨固以及另一端通過所述電動機10的一個支架與所述可運動的底部部件30連接的復(fù)位彈簧40，用于將該底部部件30定位在一基本位置上。
此外，由圖15中的剖視圖可以看出設(shè)有一裝卸坡臺32，它垃圾鏟狀地沿移動方向r設(shè)置在刷子9后面，以及用于將掃進的地板灰塵有目的地投擲到儲塵容器14內(nèi)。此裝卸坡臺32朝向刷子9的方向從底部部件30伸出，以及在工作時以其自由的端部棱邊在要保養(yǎng)的地板上滑動。
裝卸坡臺所述32在高度上不僅可相對于底部部件30而且也可相對于刷于9運動(箭頭a)，由此達到獨立地調(diào)整該裝卸坡臺32的高度，此外，該裝卸坡臺32是向前封閉了所述儲塵容器14。
由圖14所示的底視圖還可以看出，在此實施方式中在后部區(qū)域內(nèi)設(shè)有一支撐輪18。
除此之外，所述高度可移動的底部部件30和裝卸坡臺32也可與設(shè)在角部區(qū)域6內(nèi)的清掃刷22結(jié)合使用。
此自主工作的集塵器1按發(fā)射器/接收器原理與一基站33耦合，該基站既用作集塵器1的停放場和充電站，也用作卸空站。為此，該基站33具有一個可單獨使用的吸塵器34(見圖16)。在這里它涉及一種普通的家用吸塵器，該吸塵器通過一轉(zhuǎn)接器35與所述基站33連接。尋找到基站33的集塵器1在停放位置上觸發(fā)一個觸點，隨后，例如保持處于備用操作狀態(tài)的吸塵器34就將儲存在儲塵容器14內(nèi)的灰塵吸出。與此同時對例如形式上設(shè)計為蓄電池組11的載能體充電。在這方面還可以設(shè)想采用燃料電池。
為了自動尋找基站33，所述集塵器1具有一個或兩個接收天線36，借助它們測定通過一個設(shè)在該基站33內(nèi)的發(fā)射器產(chǎn)生的電磁場的場力線的指向。借助一振蕩回路產(chǎn)生的并通過一發(fā)射天線37發(fā)射的電波38能穿透大多數(shù)障礙物，并因而在最大程度上防止遮蔽。
圖17示意性地表示出了工作原理。所述集塵器1在向基站33回駛時依據(jù)場力線定向，此時或遵循場力線并在這里沿最強信號的方向行駛，或垂直于場力線行駛(箭頭b)。此外，也可以使用一種混合的、尋找基站33的對策。若集塵器1遭遇一障礙物，則采取一傳感器支持的行動對策，這種對策可以實現(xiàn)繞過障礙物行駛，隨后繼續(xù)去往基站33的行程。
如圖18所示，在所述集塵器1的圓形輪廓中，可在沿移動方向觀察的前部區(qū)域內(nèi)設(shè)置所述支撐輪18，而為該集塵器1的后部配設(shè)所述行駛輪16。其中所述刷子9大體在集塵器底部8的中央橫向于移動方向地延伸。
在此設(shè)計中沉坑的識別例如通過紅外傳感器50實現(xiàn)，其中，選擇將紅外傳感器在沿移動方向設(shè)置在所述刷子9的前面。用于障礙識別的傳感器19在圖示的實施例中同樣是紅外傳感器。
借此識別的障礙物通過一分析器件使集塵器1制動，由此減小碰撞時的沖擊力或除此之外避免碰撞。通過一微處理器可將所述分析結(jié)果用于在識別有障礙時選擇集塵器1具有一個低速度，以及在不存在障礙時選擇集塵器1具有一個高速度。
圖19表示另一種實施方式的集塵器1的示意剖視圖，在此實施方式中集塵器1具有一個按圖16所示實施方式的支撐輪-行駛輪配置結(jié)構(gòu)。所述刷子9高度可變地安裝在一搖架51上，該搖架51可在底盤2內(nèi)繞一旋轉(zhuǎn)軸線w擺動。該擺動的旋轉(zhuǎn)軸線w與所述驅(qū)動刷子9的電動機10的水平設(shè)置的軸線u重合，在這里，所述電動機10沿移動方向r設(shè)在刷子9后面。
此外，在圖示的此實施例中，在所述搖架51上還裝有一個在這里僅示意性示出的清掃刷22。
由于這種擴展設(shè)計，實現(xiàn)了在摩擦力增大時也能自動卸載。若在刷子9處存在大的阻力，則克服重力使刷子9和也可能存在的清掃刷22抬起。因此在集塵器處于滿負載狀態(tài)時保護電動機10和傳力裝置免受損壞。此外，所述電動機10的功率要保持恒定。
如圖21和22示意表示的那樣，還存在這種可能性，即利用所述驅(qū)動刷子9的電動機的電流來進行分析。借助一分析電子電路52根據(jù)所述電動機電流來改變地板集塵器1的行駛程序，使得例如在電動機電流升高到不允許的程度時令集塵器1回駛。這種不允許的電動機大電流可能例如發(fā)生有穗子或電纜被扯入到刷子9中時。此外，所述分析電子電路52從檢測到電動機電流的閾值開始起動一個時窗，在該時窗內(nèi)利用所述電動機電流的進一步提高作為集塵器1回駛的觸發(fā)事件。
由圖19還可看出，在通向儲塵容器14的灰塵輸送通道53中設(shè)有一個紅外光柵形式的灰塵流量監(jiān)控器54，用于測定在一預(yù)先規(guī)定的時窗內(nèi)由刷子9朝向儲塵容器14的方向投出的灰塵量。通過所測定的灰塵流量必要時調(diào)整集塵器1的行駛對策。因此在檢測出大的灰塵流量時促使重復(fù)駛過所述提供大灰塵流量的行駛路段。
依據(jù)投擲方向定向的裝卸坡臺32可沿投擲方向避讓地設(shè)置，此時該裝卸坡臺可繞所述刷子軸線x回轉(zhuǎn)。該裝卸坡臺32可克服彈性力地避讓，為此該裝卸坡臺32設(shè)計為構(gòu)成一帶狀元件55的塑料薄膜。在前部區(qū)，亦即在配設(shè)刷子9的區(qū)域內(nèi)，所述帶狀元件55側(cè)面固定在滑座56上，該滑座可繞所述刷子軸線x旋轉(zhuǎn)地支承。因此，所述薄膜式帶狀元件55在所述裝卸坡臺32的前部區(qū)域內(nèi)在一規(guī)定的軌道上導(dǎo)引，由此避免與刷子9相撞。支靠在待清潔的地板上的前自由棱邊57設(shè)計為耐磨的金屬或塑料棱邊的形式。
裝卸坡臺32通過預(yù)緊力將棱邊57始終壓靠在待清潔的地板上。若裝卸坡臺32碰到一障礙物上，它就避讓開，為此它繞刷子軸線x向上轉(zhuǎn)動，其中帶狀元件55通過端部固定在儲塵容器17的壁上受限制地發(fā)生彈性變形。所述帶狀元件在儲塵容器14區(qū)域內(nèi)的固定點用附圖標(biāo)記58表示。
裝卸坡臺32可適應(yīng)于不同的地板高度，其中裝卸坡臺32的彈力選擇設(shè)計為，使所述集塵器1不會卡住。
為了使作用在護罩3上的垂直力不傳入到底盤2內(nèi)，確切地說通過護罩3傳導(dǎo)到地板41，在按照圖21和22的另一種實施方式中，包括所述行駛輪16和對應(yīng)配設(shè)的電動機17的走行機構(gòu)59采用彈性懸掛結(jié)構(gòu)。為此，所述行駛輪16和電動機17設(shè)置在一塊與集塵器底部8分開的走行機構(gòu)安裝板60上，該安裝板60在圖21所示的未承受載荷的基本位置上在集塵器底部8的一個與安裝板60輪廓相適配的窗形缺口61中在集塵器底部8的平面內(nèi)延伸。
承載所述走行機構(gòu)59的安裝板60相對于所述底盤2和護罩3彈性地懸掛。這種彈性懸掛通過一些將安裝板60連接到集塵器底部8上的彈性帶62來實現(xiàn)，如圖23所示，所述彈性帶的橫截面具有球形拱起。因此，彈性帶62構(gòu)成為喀嚦彈簧(Knackfedern)，其中每個彈性帶62優(yōu)選通過截取成形拱曲的薄金屬板或鋼板制成。
在此實施例中，護罩3至少沿垂直方向與底盤2剛性連接。當(dāng)護罩3所承受的垂直載荷超過閾值時，該載荷通過底盤2和集塵器底部8導(dǎo)致彈性帶62彎曲，其結(jié)果是減小護罩3與地板41之間的間距。通過這種喀嚦彈簧設(shè)計，在超過閾值時造成走行機構(gòu)59的突然失穩(wěn)，因此，護罩3為了導(dǎo)入垂直作用的力支承在地板41上(圖22)。
若護罩3所承受的垂直載荷低于垂直導(dǎo)入力的閾值，則走行機構(gòu)59基于彈性帶62的彈性預(yù)緊力處于圖21所示的原始位置，與此同時抬起護罩3和底盤2。
取代彈性帶62，也可以設(shè)置一些作用在安裝板60與集塵器底部8之間的壓簧，將它們的彈性設(shè)計為，使它們只是在超過閾值時才動作。
用于在未知表面上行駛的行為對策涉及偽隨機行為的原理。這樣就要為優(yōu)選三個在前面區(qū)域內(nèi)的障礙物傳感器19的每一個計算出最佳旋轉(zhuǎn)角。此旋轉(zhuǎn)角由一個固定的轉(zhuǎn)角分量和一個圍繞此固定轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角區(qū)值組成，工作中從該轉(zhuǎn)角范圍中計算出隨機角。向著基站33的回駛借助一電磁場實現(xiàn)，在此圖示的實施例中所述接收天線36橫向地設(shè)置在集塵器1上，而發(fā)射天線37縱向地設(shè)置在基站33上。
圖24示意性地表示出集塵器1的回駛行為。首先在點A處通過集塵器1的360°旋轉(zhuǎn)通過測量最大值和最小值進行依據(jù)磁場的定向。儲存檢測到的最大值，據(jù)此通過量程變換進行判定。接著集塵器1根據(jù)兩個最小值之一定向，以及向前行駛一預(yù)定距離例如40cm直至點A′，在點A′處通過360°的旋轉(zhuǎn)進行重新測量。
若在點A′處測得的最大值小于行駛前在點A處測得的最大值，則表示選取的是正確的方向，據(jù)此繼續(xù)行駛。但若在第一次行駛到點A′處測得的最大值大于在原點A處測得的最大值，則所選擇的是錯誤的方向。作為對此的反應(yīng)集塵器1向著與先前所選擇的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。圖24中表示了這一情況。
集塵器1始終筆直地沿最小值的方向行駛，其中，行駛路徑的長度與量程相對應(yīng)。這意味著，集塵器1越靠近基站33以及因而信號越強，則兩個定向點B之間的行駛路程越短。
在每個行駛路段后，通過集塵器1向行駛方向的左側(cè)和右側(cè)旋轉(zhuǎn)，依據(jù)最小值對集塵器1的行駛方向進行精確調(diào)整，這一過程必要時也可以在向前行駛的同時進行。通過測定最小值確定下一步的行駛方向。在一測量值超過極限值，進行量程變換。重復(fù)進行這種精調(diào)過程(見圖24中的點B、B′和B″)，直至集塵器1直接處于基站33前，之后集塵器1進行180°的旋動，并且為了與基站33對接向后行駛，直至操作一終端開關(guān)或一個用于充電插頭的觸點。集塵器1在此時到達的停放位置上被充電和可能通過一吸塵器34被卸空。
此外，基站33也可設(shè)計為具有一個集塵器1對接離合器的室內(nèi)空氣凈化器。此外還存在這種可能性，即，基站33作為充電站具有另一些用于其他器件例如手持蓄電池吸塵器的對接離合器。
圖25表示在向基站33回駛過程中碰到障礙時集塵器1作適應(yīng)性調(diào)整的行為。一次碰撞或借助于傳感器19的光學(xué)障礙識別，導(dǎo)致所述障礙行為模式(見圖25中點C、C′和C″)。在集塵器1遭遇一障礙物63時，首先與原始移動方向反向地回駛，之后回轉(zhuǎn)一個預(yù)選的小角度離開障礙物63，在這里所選擇的角度也可以是一個隨機角。接著重新向前行駛并重復(fù)上述步驟，直至不再接觸到障礙物。儲存并累加為繞過障礙物63已經(jīng)歷的轉(zhuǎn)角，并同時計算碰撞事件發(fā)生的次數(shù)。
在繞過障礙物63后，集塵器1按正常模式行駛一個預(yù)定的距離例如40cm，或一直行駛到重新接觸到障礙物。若算得的碰撞次數(shù)超過一極限值，或總的旋轉(zhuǎn)角度超過一極限值，則集塵器1在接觸障礙時通過旋轉(zhuǎn)一個隨機角從經(jīng)適應(yīng)性調(diào)整的行駛方向滑向一邊，并根據(jù)磁場開始重新定向。在圖25中表示了這一反應(yīng)。在一房間角落區(qū)域內(nèi)在點C和C′處碰撞的次數(shù)或總的旋轉(zhuǎn)角度超過一極限值，使得從點C′起擺脫在接觸障礙時經(jīng)調(diào)整的行為，以及在點A″處依據(jù)磁場進行重新定向。
反之在點C″處集塵器1成功地繞過障礙物63，之后首先行駛一預(yù)定的路程直至到達點B′。在這里集塵器1反轉(zhuǎn)一個為繞過障礙物63所需的角度量，然后用于轉(zhuǎn)角和碰撞事件的計數(shù)器被置零。從點B′起，在圖示的實施例中向基站33的行駛無障礙地并因此相當(dāng)于圖24所示的實施方式地進行。
所有公開的特征均為本發(fā)明的要點。在本申請的公開內(nèi)容中還全面吸收了相關(guān)的/所附上的優(yōu)先權(quán)文件(在先申請文本)所公開的內(nèi)容，為此目的，將這些文件中的技術(shù)特征也收錄到了本申請的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種可自動移動的地板集塵器(1)，其包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器(14)和一護罩(3)，其中，該集塵器(1)具有一種不同于圓形的輪廓，其特征在于所述輪廓由一個圓形部段(4)和一個趨于為矩形的形狀部段(5)組成，其中所述矩形部段(5)沿移動方向(r)在前面。
2.按照權(quán)利要求1所述的地板集塵器，其特征在于所述集塵器(1)具有一個可繞一水平軸線(x)旋轉(zhuǎn)的刷子(9)并且該刷子(9)安裝在所述輪廓的矩形部段(5)內(nèi)。
3.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述集塵器(1)還具有兩個趨于按一垂直軸線(y)定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷(22)。
4.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述清掃刷(22)配置在所述輪廓的矩形部段(5)的前角部區(qū)域(6)內(nèi)。
5.一種地板集塵器(1)，優(yōu)選可自動移動的地板集塵器(1)，其包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器(14)和一護罩(3)，以及包括一刷子(9)，該刷子由于其旋轉(zhuǎn)將灰塵沿規(guī)定的投擲方向送入到所述儲塵容器(14)內(nèi)，其中，為所述刷子(9)對應(yīng)配設(shè)一個沿投擲方向定向設(shè)置的裝卸坡臺(32)，其特征在于所述裝卸坡臺(32)設(shè)置為可沿投擲方向避讓。
6.一種可自動移動的地板集塵器(1)，其包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器(14)和一護罩(3)，其特征在于所述集塵器(1)設(shè)計為具有一個可繞一水平軸線(x)旋轉(zhuǎn)的刷子(9)的清掃裝置，它配備有兩個趨于按一垂直軸線(y)定向的旋轉(zhuǎn)清掃刷(22)。
7.按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其中，所述護罩(3)借助一些偏心設(shè)置的彈簧(26)支承在集塵器的其他構(gòu)件上，其特征在于設(shè)置三個彈簧(26)。
8.按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其特征在于一個繞一水平軸線(x)旋轉(zhuǎn)的刷子(9)，該刷子(9)將收集到的灰塵投擲到一固定在集塵器上的儲塵容器(14)內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求6前序部分的特征所述的地板集塵器，其特征在于在一個通向所述儲塵容器(14)的灰塵輸送通道(53)中設(shè)有一灰塵流量監(jiān)控器(54)。
10.按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，其特征在于采用一紅外光柵用于識別凹坑和/或障礙物。
11.按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的地板集塵器，該地板集塵器包括一個使該地板集塵器(1)與所述護罩(3)一起與地板(41)間隔一定距離的走行機構(gòu)(59)，其中，所述護罩(3)在其所承受的載荷達到一預(yù)定載荷時支座在地板(41)上，其特征在于所述走行機構(gòu)(59)相對于所述護罩(3)這樣彈性地懸掛，使得在超過一閾值時所述彈簧朝減小所述護罩(3)與地板(41)之間的間距的方向動作。
12.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于在達到所述閾值時，所述護罩(3)由于所述彈簧的迅速變形而支座在地板(41)上。
13.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述刷子(9)高度可變地安裝在一搖架(51)上。
14.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于在所述搖架(51)上還高度可變地安裝所述清掃刷(22)。
15.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于驅(qū)動所述刷子(9)的電動機(10)的軸線(u)水平布置并與搖架(51)的旋轉(zhuǎn)軸線(w)重合。
16.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述清掃刷(22)的刷毛部分從所述集塵器(1)的通過所述護罩(3)限定的外輪廓伸出。
17.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述刷子(9)將地板灰塵投擲到一固定在集塵器內(nèi)的儲塵容器(14)內(nèi)。
18.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述刷子(9)和清掃刷(22)共同借助于一電動機(10)被驅(qū)動。
19.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述電動機(10)驅(qū)動所述刷子(9)，以及借助于通過該刷子(9)傳動的傳動皮帶(25)來驅(qū)動所述清掃刷(22)。
20.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述清掃刷(22)以一個與所述刷子(9)不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
21.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于一個清掃刷(22)的旋轉(zhuǎn)軸線(z)朝移動方向(r)傾斜。
22.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述三個彈簧(26)沿圓周等距分布。
23.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述刷子(9)安裝在一可繞一水平軸線(v)轉(zhuǎn)動的底部部件(30)內(nèi)。
24.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述底部部件(30)具有一個相對于該底部部件(30)向下伸出的裝卸坡臺(32)。
25.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)朝向所述刷子(9)的方向從所述底部部件(30)伸出而形成彎曲坡面。
26.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)可相對于所述底部部件(30)運動。
27.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)可相對于所述刷子(9)運動。
28.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)沿移動方向(r)設(shè)置在所述刷子(9)后面。
29.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)可繞一旋轉(zhuǎn)軸線偏轉(zhuǎn)。
30.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)的旋轉(zhuǎn)軸線與刷子軸線(x)重合。
31.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)可克服彈簧彈力地避讓。
32.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)的彈簧一體式地設(shè)置在所述裝卸坡臺面內(nèi)。
33.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述裝卸坡臺(32)無論如何在其彈性部段內(nèi)由一薄膜式的薄的帶狀構(gòu)件(55)構(gòu)成。
34.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述帶狀構(gòu)件(55)是一塑料薄膜。
35.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于所述灰塵流量監(jiān)控器(54)由一紅外光柵構(gòu)成。
36.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于對所檢測到的一個大的灰塵流量進行分析，以重復(fù)駛過這個已提供大灰塵量的行駛路段。
37.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于采集用于驅(qū)動所述刷子(9)的電動機(10)的電流來進行所述分析并根據(jù)該電動機電流來改變所述地板集塵器(1)的行走習(xí)慣。
38.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于當(dāng)所述電動機電流增大到不允許的程度時所述地板集塵器(1)回駛。
39.按照上述任一項權(quán)利要求所述的地板集塵器，其特征在于從檢測到電動機電流達到一閾值起觸發(fā)一時窗，在該時窗內(nèi)將所述電動機電流的進一步增大作為使所述地板集塵器(1)回駛的觸發(fā)事件。
40.一種由可自動移動的地板集塵器(1)與一基站(33)構(gòu)成的組合裝置，所述集塵器包括一電動機驅(qū)動裝置、一儲塵容器(14)和一護罩(3)，該基站(33)與所述集塵器(1)按發(fā)射器/接收器的原理耦連，其特征在于所述基站(33)具有一可單獨使用的吸塵器(34)；以及所述集塵器(1)設(shè)計為清掃機。
41.按照權(quán)利要求40的前序部分特征所述的組合裝置，其特征在于所述基站(33)設(shè)計為具有一個用于所述地板集塵器(1)的對接離合器的室內(nèi)空氣凈化器。
42.按照權(quán)利要求40或41所述的組合裝置，其特征在于所述基站(33)例如作為充電站具有另一個或其他多個用于其他器件的對接離合器。
43.一種用于運行按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的可自動移動的地板集塵器(1)的方法，其特征在于分析對應(yīng)于各行駛路段的灰塵量；并根據(jù)其是否達到或超過一預(yù)定的閾值來確定是否需要再一次駛過對應(yīng)大灰塵量的行駛路段。
44.一種用于實現(xiàn)按照權(quán)利要求6的前序部分特征所述的可自動移動的地板集塵器(1)的回駛行為的方法，其中，所述地板集塵器(1)具有碰撞和/或距離傳感器(19)，以及所述回駛行為以一個預(yù)先編好程序的過程為基礎(chǔ)，此外，借助一個由基站(33)建立的電磁場進行定向，其特征在于首先通過所述地板集塵器(1)的大約360°的旋轉(zhuǎn)來分析通過該地板集塵器(1)的電磁場，接著趨于按測得的最小值定向以及根據(jù)兩個最小值中的一個經(jīng)調(diào)整行駛在一預(yù)定路段上，之后重復(fù)上述步驟。
45.按照權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于在通過一360°的旋轉(zhuǎn)重復(fù)測量的情況下，當(dāng)測得一個比在先前的測量程序中更大的最大場強時，沿逆最小值的方向進行旋轉(zhuǎn)。
46.按照權(quán)利要求44或45所述的方法，其特征在于在所述集塵器(1)遭遇到障礙物的情況下，首先進行回駛，然后沿一規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動一個選擇的角度或一個隨機的角度，然后再次向前行駛以及重復(fù)上述步驟，直至不再發(fā)生與障礙物接觸。
47.按照權(quán)利要求44至46中任一項所述的方法，其特征在于在回駛后根據(jù)一預(yù)定的與障礙物接觸的次數(shù)進行旋轉(zhuǎn)一個隨機的角度。
48.按照權(quán)利要求44至47中任一項所述的方法，其特征在于在回駛后根據(jù)一預(yù)定的與障礙物接觸的次數(shù)重新進行以電磁場為依據(jù)的定向。
49.按照權(quán)利要求44至48中任一項所述的方法，其特征在于在成功繞過一障礙物行駛后，反方向旋轉(zhuǎn)一個為繞過該障礙物所需的角度。
50.按照權(quán)利要求44至49中任一項所述的方法，其特征在于隨著越來越接近所述基站(33)，行進的行駛路程也越來越短了。
51.按照權(quán)利要求44至50中任一項所述的方法，其特征在于無論如何鑒于較小的方向變化也可在行駛期間以場強為依據(jù)進行方向調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可自動移動的地板集塵器(1)，其包括一電動器驅(qū)動裝置、一儲塵容器(14)和一護罩(3)，其中，所述集塵器(1)具有一種不同于圓形的輪廓形狀。為了改進所述類型的地板集塵器，尤其為改善其能達到的清潔效果，按照本發(fā)明，所述輪廓由一個圓形部段(4)和一個趨向為矩形的形狀部段(5)組成，其中該矩形部段(5)沿移動方向(r)在前面。
文檔編號A47L9/19GK1568156SQ02820319
公開日2005年1月19日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者馬賽厄斯·科切爾, 喬爾格·薩默, 帕特里克·施利?？? 保羅-格哈德·米歇爾, 奧拉夫·費希爾 申請人:沃維克股份有限公司