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DE102014005815A1 - Mobile robot - Google Patents

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DE102014005815A1
DE102014005815A1 DE102014005815.8A DE102014005815A DE102014005815A1 DE 102014005815 A1 DE102014005815 A1 DE 102014005815A1 DE 102014005815 A DE102014005815 A DE 102014005815A DE 102014005815 A1 DE102014005815 A1 DE 102014005815A1
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    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • AHUMAN NECESSITIES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Roboter, welcher zumindest eine von unterschiedlichen Funktionalitäten erfüllen kann. Diese unterschiedlichen Funktionalitäten betreffen insbesondere das Reinigen von Fußböden und deren Beläge, dabei insbesondere durch Saugen, Klopfen und/oder dgl. alternativ oder zusätzlich können solche Roboter zum Kehren, Rasenmähen und evtl. Vertikutieren, zur Objektsuche oder Objektüberwachung in üblicher Art und Weise eingesetzt werden.The invention relates to a mobile robot, which can fulfill at least one of different functionalities. These different functionalities relate in particular to the cleaning of floors and their coverings, in particular by suction, knocking and / or the like. Alternatively or additionally, such robots can be used for sweeping, lawn mowing and possibly scarifying, for object search or object monitoring in a conventional manner ,

Description

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Roboter, welcher zumindest eine von unterschiedlichen Funktionalitäten erfüllen kann. Diese unterschiedlichen Funktionalitäten betreffen insbesondere das Reinigen von Fußböden und deren Beläge, dabei insbesondere durch Saugen, Klopfen und/oder dgl. alternativ oder zusätzlich können solche Roboter zum Kehren, Rasenmähen und evtl. Vertikutieren, zur Objektsuche oder Objektüberwachung in üblicher Art und Weise eingesetzt werden.The invention relates to a mobile robot, which can fulfill at least one of different functionalities. These different functionalities relate in particular to the cleaning of floors and their coverings, in particular by suction, knocking and / or the like. Alternatively or additionally, such robots can be used for sweeping, lawn mowing and possibly scarifying, for object search or object monitoring in a conventional manner ,

Ein solcher fahrbarer Roboter, welcher zum Reinigen von Fußböden und deren Beläge einsetzbar ist, wird beispielsweise in der DE 100 00 407 A1 beschrieben und dort als Haushaltsroboter zum automatischen Staubsaugen bezeichnet. Der Roboter wird durch elektrische Motoren angetrieben, welche durch Akkumulatoren gespeist werden.Such a mobile robot, which is used for cleaning floors and their coverings, is used for example in the DE 100 00 407 A1 described and referred to there as a household robot for automatic vacuuming. The robot is powered by electric motors powered by accumulators.

Aus der Praxis ergeben sich Anforderungen, welche ein Roboter in Bezug auf sein Reinigungsvermögen insbesondere erfüllen sollte:
Der Roboter muss sich auf einer Stufe frei bewegen können,
wobei die Reinigungseinheit so nah wie möglich an alle Randbereiche der Stufe gelangen bzw. dort einwirken sollte. Die Gesamthöhe des Roboters sollte möglichst gering sein, um Objekte, wie beispielsweise Schränke, unterfahren zu können. Der Roboter soll in alle Richtungen frei beweglich bzw. fahrbar sein. Die Reinigungsfläche sollte so breit wie möglich sein. Der Staubbehälter sollte ausfahrbar sein.
In practice, there are requirements which a robot should fulfill in particular with respect to its cleaning capacity:
The robot must be able to move freely on one level,
wherein the cleaning unit should come as close as possible to all edge regions of the step or should act there. The overall height of the robot should be as low as possible in order to drive under objects such as cabinets. The robot should be freely movable or mobile in all directions. The cleaning surface should be as wide as possible. The dust container should be extendable.

Auch besteht seit längerer Zeit ein Bedarf nach einem Roboter, welcher zusätzlich Hindernisse, wie beispielsweise Treppen oder Treppenstufen, ersteigen oder übersteigen kann.Also, there has long been a need for a robot that can climb or exceed obstacles, such as stairs or stairs.

Aufgabe der Erfindung ist, diese Anforderungen der Praxis zu erfüllen, insbesondere Hindernisse zu übersteigen und/ersteigen, und die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Der Aufbau des Roboters soll technisch möglichst einfach sein.The object of the invention is to meet these requirements of the practice, in particular to overcome and / or overcome obstacles, and to overcome the disadvantages of the prior art. The structure of the robot should be technically as simple as possible.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is solved by the features of claim 1.

Erfindungswesentlich ist, dass der Basiskörper zumindest eine Steigeinheit zur Überwindung von Niveauunterschieden besitzt.Essential to the invention is that the base body has at least one riser unit to overcome differences in level.

Wesentlich im Sinne der Erfindung ist auch, dass der Basiskörper des Roboters in der Horizontalen, d. h. von oben betrachtet, zumindest eine u-förmige äußere Teilkontur besitzt. Damit ist grundsätzlich ermöglicht, dass der Roboter auf der Treppenstufe drehbar ist, eine breite Reinigungsfläche besitzt, welche größer ist als bei einer Kreisform(wenig Platz für Treppenvorschubmechanik und schmalere Reinigungsfläche) oder einer Rechteckform(Probleme beim Drehen auf der Treppenstufe) oder Dreieckform (wenig Platz für Treppenvorschubmechanik).Essential in the sense of the invention is also that the base body of the robot in the horizontal, d. H. viewed from above, has at least one U-shaped outer partial contour. This basically makes it possible for the robot to be rotatable on the step, to have a wide cleaning surface which is larger than in a circular shape (little space for stair-feed mechanism and narrower cleaning surface) or a rectangular shape (problems when turning on the step) or triangular shape (little Space for stair feed mechanism).

Aufbau Allgemein:Structure General:

Der Roboter ist, in einer Draufsicht gesehen, in einer U-Form aufgebaut. Seine idealen Abmessungen sind ca. 20 cm in der Breite und ca. 20 cm in der Länge, wobei die äußere Kontur des halbkreisförmigen Hinterteils durch einen Radius von ca. 10 cm gebildet wird. Der Grundkörper des Roboters hat, auf seinen beiden Antriebsrädern stehend, eine Bodenfreiheit von ca. 2 cm. In der Gerätevorderseite sind die Saugeinheit 4, der Saugmotor 10 und der Staubbehälter 9 angebracht. Der Staubbehälter 9 ist, beispielsweise zum Entleeren zur Gerätevorderseite hin verschiebbar. Außerdem ist die ganze Saugeinheit, bestehend den Teilen Saugeinheit 4, Staubbehälter 9 und Saugmotor 10 durch den Treppenvorschub 7 ausfahrbar.The robot is, seen in a plan view, constructed in a U-shape. Its ideal dimensions are about 20 cm in width and about 20 cm in length, with the outer contour of the semicircular rear part is formed by a radius of about 10 cm. The main body of the robot has, standing on its two drive wheels, a ground clearance of about 2 cm. In the front of the unit are the suction unit 4 , the suction motor 10 and the dust container 9 appropriate. The dust container 9 is, for example, for emptying the front of the device displaced. In addition, the whole suction unit, consisting of the parts suction unit 4 , Dust container 9 and suction motor 10 through the staircase feed 7 extendable.

Der Treppenvorschub 7 befindet sich auf der Geräteoberseite. Am Treppenvorschub 7 sind die zwei Teleskoparme 1 und 1a) befestigt, an denen die Stabilisatoren 6 und 6a befestigt sind. Mittig auf der Unterseite sind die zwei motorisch angetriebenen Antriebsräder 2 und 2a angeordnet. Dahinter ist eine Stabilisierungskugel 5. Darüber befindet sich der Akku 8 und der Prozessor 47. An der Geräteober- und -unterkante befinden sich übliche Sensoren, die den seitlichen Abstand detektieren. Sowie weitere Sensoren, die den Abstand nach oben und unten erkennen. Frontseitig sind eine Kamera und ein Laser 11 zur Navigation angebracht. Durch zwei gegenüberliegende Antriebsräder ist der Roboter auf der Stelle drehbar und somit in jede Richtung fahrbar. Der Staubbehälter ist durch obenliegenden Treppenvorschub ausfahrbar.The stair feed 7 is located on the top of the device. At the staircase feed 7 are the two telescopic arms 1 and 1a ) attached to which the stabilizers 6 and 6a are attached. Centered on the bottom are the two motor-driven drive wheels 2 and 2a arranged. Behind it is a stabilization ball 5 , Above it is the battery 8th and the processor 47 , At the upper and lower edge of the device there are common sensors which detect the lateral distance. As well as other sensors that detect the distance up and down. Front are a camera and a laser 11 attached to the navigation. By two opposite drive wheels, the robot is rotatable on the spot and thus mobile in any direction. The dust container can be extended by overhead stair feed.

An die einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Roboters sollten insbesondere folgende Anforderungen erfüllen:In particular, the following requirements should be met for the individual parts of the robot according to the invention:

Treppenvorschubmechanik 7:Stairs feed mechanism 7 :

  • – Geringe Aufbauhöhe- Low construction height
  • – Stabil/günstig- stable / cheap
  • – sollte Teleskoparme seitlich ausfahren können- Telescope arms should be able to extend laterally
  • – sollte Teleskoparme min. 20 cm nach hinten fahren können- Telescopic arms should be min. 20 cm can drive to the rear
  • – sollte Teleskoparme bis zum Gerätemittelpunkt fahren können- Telescopic arms should be able to drive to the middle of the device

Anforderungen gelöst durch: Requirements solved by:

  • – teleskopartig ausfahrbare Profile in denen sich die Teleskoparmhaltergewindehülsen zusätzlich linear bewegen können- Telescopically extendable profiles in which the Teleskoparmhaltergewindehülsen can also move linearly
  • – Teleskophalterhülsen, die sich zusätzlich linear auf dem Teleskoparmhalter bewegen können- Telescope holder sleeves, which can also move linearly on the Teleskoparmhalter

Durch Einfahren der Teleskoparme in den Rahmen ist die U-Form gewährleistet; zusätzlich ist der Abstand der Reinigungseinheit zu Hindernissen, wie z. B. einer Wand, der er entlang fahren muss, geringer. Der Roboter kann auf Ecktreppen weiter auf der schmaler werdenden Stufe fahren und somit mehr mit der Reinigungseinheit säubern. Die Vorschubmechanik kann sich innerhalb der Profile frei bewegen. Durch die Konstruktion werden nur vier Motoren benötigt.By retracting the telescopic arms in the frame, the U-shape is guaranteed; In addition, the distance between the cleaning unit to obstacles, such. B. a wall, which he has to drive along, lower. The robot can continue on corner steps on the narrowing step and thus clean more with the cleaning unit. The feed mechanism can move freely within the profiles. The design requires only four motors.

Zusätzlich kann durch das Ausfahren nach vorn der Staubbehälter oder Staubbehälter oder sogar die ganze Einheit ausgefahren und gereinigt oder gewechselt werden.In addition, by extending the front of the dust container or dust container or even the whole unit can be extended and cleaned or replaced.

Der Treppenvorschub könnte alternativ auch mit Hydraulikzylindern gebaut werden, wobei dann ein zusätzlicher Fluidtank gebraucht werden würde.The stair feed could alternatively be built with hydraulic cylinders, in which case an additional fluid tank would be needed.

Der Treppenvorschub könnte alternativ auch mit Linearmotoren gebaut werden. Der Nachteil hieran ist das Linearmotoren sehr teuer sind.The stair feed could alternatively be built with linear motors. The disadvantage of this is that linear motors are very expensive.

Treppenvorschub Aufbau:Stairfeed construction:

Der vertikale Treppenvorschub ist aus zwei Profilen 12 und 13 aufgebaut, wobei Profil 13 formschlüssig in Profil 12 passen. Beidseitig haben die Profile 12 und 13 Aussparungen 25, 25a und 26, 26a für die Teleskophaltergewindehülsen 20 und 20a. Profil 12 ist fest mit dem Roboter verbunden und hat beidseitig zusätzliche Aussparungen 24 und 24a für die Zahnräder 23 und 23a die in die Zahnstangenprofile 27 und 27a von Profil 13 greifen und von den Motoren 22 und 22a angetrieben werden. Somit kann Profil 13 linear aus dem Profil 12 gefahren werden.The vertical stairfeed is made up of two profiles 12 and 13 built up, taking profile 13 positively in profile 12 fit. Both sides have the profiles 12 and 13 recesses 25 . 25a and 26 . 26a for the telescopic holder threaded sleeves 20 and 20a , profile 12 is firmly connected to the robot and has additional recesses on both sides 24 and 24a for the gears 23 and 23a the in the rack profiles 27 and 27a from profile 13 grab and off the engines 22 and 22a are driven. Thus, profile can 13 linear from the profile 12 be driven.

Teleskoparm:telescopic arm:

Höhen von mindestens 22 cm; sollte mit nur einem Elektromotor steuerbar sein; stabil; muss die Last des Roboters tragen.Heights of at least 22 cm; should be controllable with only one electric motor; stable; must carry the load of the robot.

Lösung:Solution:

Der Teleskoparm besteht aus rechteckigen Aluminiumprofilen, die formschlüssig miteinander so verbunden sind, dass sie ausfahren können jedoch am maximalen Ausfahrpunkt stoppen. Innen ist eine Gewindekonstruktion, die mit einem Elektromotor verbunden ist. Somit ist der der Teleskoparm beliebig ausfahrbar.The telescopic arm consists of rectangular aluminum profiles, which are positively connected with each other so that they can extend but stop at the maximum extension point. Inside is a threaded construction, which is connected to an electric motor. Thus, the telescopic arm is arbitrarily extendable.

Besondere Form der Gewindekonstruktion:Special form of thread construction:

Durch diese gewählte Form fahren die rohrförmigen Teile des Teleskoparms nicht komplett aus, sondern stoppen am Endpunkt und versetzen das nächste Rohr in Rotation.Due to this selected shape, the tubular parts of the telescopic arm do not travel completely, but stop at the end point and set the next tube in rotation.

Rechteckform der Profile:Rectangular shape of the profiles:

Durch diese Form kann sich das letzte Rohr, welches fest mit dem letzten Profil verbunden ist, nicht verdrehen.Due to this shape, the last tube, which is firmly connected to the last profile, can not twist.

Vorteileadvantages

Günstig herzustellen, zu jeden beliebigen Punkt ein- und ausfahrbarConvenient to manufacture, extendable and retractable to any point

Pneumatik:pneumatic:

Der Teleskoparm könnte alternativ auch mit einem Pneumatik-Teleskopzylinder gebaut werden. Jedoch sind Pneumatik-Teleskopzylinder sehr teuer und brauchen einen zusätzlichen Drucklufttank und entsprechende Leitungen.The telescopic arm could alternatively be built with a pneumatic telescopic cylinder. However, pneumatic telescopic cylinders are very expensive and need an additional compressed air tank and corresponding lines.

Hydraulik:hydraulics:

Der Teleskoparm könnte alternativ auch mit einem Hydraulik-Teleskopzylinder gebaut werden. Jedoch sind Teleskopzylinder sehr teuer und brauchen einen zusätzlichen Fluidtank und Leitungen.The telescopic arm could alternatively be built with a hydraulic telescopic cylinder. However, telescopic cylinders are very expensive and need an additional fluid tank and pipes.

Der Telskoparm:The Telskoparm:

Der Teleskoparm besteht beispielsweise, wie in 9 dargestellt, aus drei rechteckigen Profilen 28, 28a, 28d die formschlüssig durch die Aussparung 29, 29c und den Ausfahrhinderern 30, 30a so verbunden sind, dass sie nicht komplett ausfahren können. Das letzte Profil 28d hat eine feste Verbindung mit der Gewindehülse 32c. Gewindehülse 32c hat kein durchgängiges Gewinde. An der Unterseite ist das Gewinde außen nicht durchgeschnitten. In der Gewindehülse 32c ist die Gewindehülse 32 die außen dasselbe nicht durchgängig geschnittene Gewinde hat und innen nur an der Oberseite ein Gewinde besitzt. In Gewindehülse 32 ist die Gewindestange 31 deren Gewinde an der Unterseite nicht durchgeschnitten ist. Die Gewindestange 31 ist mit dem Motor 33 verbunden der die ganze Konstruktion durch die Gewindestange 31 und Hülsen 32, 32c Linear ausfahren kann.The telescopic arm is, for example, as in 9 represented, from three rectangular profiles 28 . 28a . 28d the form-fitting through the recess 29 . 29c and the exit guards 30 . 30a are so connected that they can not fully extend. The last profile 28d has a firm connection with the threaded sleeve 32c , threaded sleeve 32c has no continuous thread. At the bottom, the thread is not cut through the outside. In the threaded sleeve 32c is the threaded sleeve 32 the outside has the same not consistently cut thread and inside only at the top has a thread. In threaded sleeve 32 is the threaded rod 31 whose thread is not cut through at the bottom. The threaded rod 31 is with the engine 33 connected the whole construction by the threaded rod 31 and pods 32 . 32c Can extend linearly.

Funktion: Function:

Um die Teleskopstangen bzw. die rohrförmigen Teile des Teleskoparms auszufahren dreht der Motor 33 die Gewindestange 31 die mit einem Gewinde versehen ist, welches am oberen Ende nicht komplett durchgeschnitten ist. (Die Gewindehülsen 32, 32a, 32b, 32c bewegen sich durch Rotation linear). Dadurch dass die Hülse 32 innen kein durchgängiges Gewinde hat stoppt sie an dem Punkt, wo das Gewinde von der Gewindestange 31 endet und versetzt sich selbst in Rotation. Dadurch dass die Hülse 32 auf dieselbe weise mit Hülse 32a verbunden ist fährt Hülse 32a erst linear bis zum Endpunkt aus und versetzt sich dann auch in Rotation. Hülse 32b ist auf dieselbe Weise mit Hülse 32c verbunden. Diese jedoch ist fest mit dem Profil 28a verbunden, sodass diese nur linear ausgefahren werden kann, jedoch am Ende stoppt, weil keine Eigenrotation möglich ist. Der maximale Ausfahrpunkt ist erreicht. Alle Profile sind formschlüssig miteinander verbunden, sodass alle Profile ausfahren. Durch die Schwerkraft werden erst die inneren vier Profile 28c, 28b, 28a, 28 ausfahren. Dann die nächsten drei Profile 28b, 28a, 28 dann 2 Profile 28a, 28 dann das letzte Profil 28.To extend the telescopic rods or the tubular parts of the telescopic arm turns the engine 33 the threaded rod 31 which is threaded, which is not completely cut through at the top. (The threaded sleeves 32 . 32a . 32b . 32c move through rotation linearly). By doing that the sleeve 32 Inside, no continuous thread has stopped at the point where the thread from the threaded rod 31 ends and puts itself in rotation. By doing that the sleeve 32 in the same way with sleeve 32a connected sleeve drives 32a first linear to the end point and then puts in rotation. shell 32b is in the same way with sleeve 32c connected. However, this is fixed to the profile 28a connected so that it can be extended only linear, but stops at the end, because no self-rotation is possible. The maximum extension point has been reached. All profiles are positively connected so that all profiles extend. By gravity, only the inner four profiles 28c . 28b . 28a . 28 exit. Then the next three profiles 28b . 28a . 28 then 2 profiles 28a . 28 then the last profile 28 ,

Teile des erfindungsgemäßen Roboters/HinweiseParts of the robot according to the invention / instructions

  • 1, 1a Teleskoparm 1 . 1a telescopic arm
  • 2, 2a Antriebsräder 2 . 2a drive wheels
  • 3, 3a Motoren für Antriebsräder 3 . 3a Motors for drive wheels

Die Motoren sollten drehzahlüberwachend und selbststoppend/-verriegelnd sein.

  • 4 Saugeinheit
The motors should be speed monitoring and self-locking / locking.
  • 4 suction unit

Die Saugeinheit sollte mit möglichst geringer Leistungsaufnahme des Motors die größtmögliche Saugleistung erreichen.

  • 5 Stützkugel
The suction unit should achieve the highest possible suction power with the lowest possible power consumption of the motor.
  • 5 support ball

Die Stützkugel stabilisiert den Roboter und sollte in jede Richtung rollen können.

  • 6, 6a Stabilisator
The support ball stabilizes the robot and should be able to roll in any direction.
  • 6 . 6a stabilizer

Der Stabilisator muss beim Treppensteigvorgang die ganze Last des Roboters tragen und sollte deswegen diesbezüglich sehr stabil ausgeführt sein.

  • 7 Treppenvorschubmechanik
  • 8 Akku
The stabilizer must carry the whole load of the robot during the stair climbing process and should therefore be very stable in this respect.
  • 7 Stairs feed mechanism
  • 8th battery pack

Sollte so dimensioniert sein, dass er mindestens eine Betriebsstunde des Roboters ermöglicht.

  • 9 Staubbehälter
  • 10 Saugmotor
Should be dimensioned to allow at least one hour of operation of the robot.
  • 9 dust container
  • 10 naturally aspirated

Sollte möglichst geringe Geräusche und Wärme erzeugen sowie effizient sein.

  • 11 Lasersystem Kamera
  • 12 Profil 1
Should generate as little noise and heat as possible and be efficient.
  • 11 Laser system camera
  • 12 Profile 1

Sollte möglichst stabil sein.

  • 13 Profil 2
Should be as stable as possible.
  • 13 Profile 2

Sollte möglichst stabil sein

  • 14 Motor für Gewinde 15
Should be as stable as possible
  • 14 Motor for thread 15

Der Motor sollte axial gelagert drehzahlüberwachend und selbststoppend/-verriegelnd sein.

  • 15 Gewindestange
The motor should be axially supported for speed monitoring and self-locking / locking.
  • 15 threaded rod

Sollte stabil und mit einem Feingewinde versehen sein.Should be stable and provided with a fine thread.

  • 16 Vorschubgewindehülse 16 Feed threaded sleeve

Sollte stabil und mit einem Feingewinde versehen sein. Sollte von der Höhe her passgenau in Profil 13 passen, damit ein Verrutschen/Verdrehen nicht möglich ist.

  • 17 Stabilisatoren der Vorschubgewindehülse
Should be stable and provided with a fine thread. Should fit from the height her profile 13 fit, so that slipping / twisting is not possible.
  • 17 Stabilizers of the feed thread sleeve

Sollten stabil sein und die Vorschubgewindehülse so führen, dass kein Verrutschen/Verdrehen möglich ist.

  • 18 Motor 2 für Gewinde 19, 19a
Should be stable and guide the feed thread sleeve so that no slipping / twisting is possible.
  • 18 Motor 2 for thread 19 . 19a

Der Motor sollte axial gelagert drehzahlüberwachend und selbststoppend/-verriegelnd sein.

  • 19, 19a Gewindestangen
The motor should be axially supported for speed monitoring and self-locking / locking.
  • 19 . 19a threaded rods

Sollten stabil und mit einem Feingewinde versehen sein, wobei eine der beiden ein links sowie die andere ein Rechtsgewinde besitzen sollte.

  • 20, 20a Teleskophaltergewindehülsen
Should be stable and provided with a fine thread, one of the two should have a left and the other a right-hand thread.
  • 20 . 20a Telescopic holder threaded sleeves

Sollten stabil und mit einem Feingewinde versehen sein, wobei eine der Hülsen ein links- sowie die andere ein Rechtsgewinde besitzen sollte. Sodass beim Drehen des Motors beide gleichmäßig ein- und ausfahren. Sollten von der Höhe her passgenau in Profil 13 passen, damit ein Verrutschen/Verdrehen nicht möglich ist.

  • 21 Stabilisator für Teleskophaltergewindehülsen
Should be stable and provided with a fine thread, one of the sleeves should have a left-hand and the other a right-hand thread. So that when turning the motor, both move in and out evenly. Should fit from the height her profile 13 fit, so that slipping / twisting is not possible.
  • 21 Stabilizer for telescopic holder threaded sleeves

Sollte stabil sein und die Teleskophaltergewindehülsen so führen, dass kein Verrutschen/Verdrehen möglich ist.

  • 22, 22a Motoren für Treppenvorschub
Should be stable and guide the telescopic holder threaded sleeves so that no slipping / twisting is possible.
  • 22 . 22a Motors for stair feed

Die Motoren sollten drehzahlüberwachend und selbststoppend/-verriegelnd sein.

  • 23, 23a Zahnräder für Treppenvorschub
  • 24, 24a Aussparung für Zahnräder am Profil 2
  • 25, 25a Aussparungen für Gewindehülsen am Profil 2
  • 26, 26a Aussparungen für Gewindehülsen am Profil 1
  • 27, 27a Zahnprofil für Zahnräder 23, 23a
  • 28, 28a, 28b, 28c, 28d Teleskoparmprofil, Sollten möglichst leichte und stabile Profile sein.
  • 29, 29a, 29b, 29c Aussparung 1, 2, 3, 4
The motors should be speed monitoring and self-locking / locking.
  • 23 . 23a Gear wheels for stair feed
  • 24 . 24a Recess for gears on profile 2
  • 25 . 25a Recesses for threaded sleeves on profile 2
  • 26 . 26a Openings for threaded sleeves on profile 1
  • 27 . 27a Tooth profile for gears 23 . 23a
  • 28 . 28a . 28b . 28c . 28d Telescopic arm profile, Should be as light and stable profiles.
  • 29 . 29a . 29b . 29c recess 1 . 2 . 3 . 4

Sollten so gefertigt sein, dass sie zusammen mit den Endstellungshaltern eine Überlappung der Profile in Endstellung garantieren.

  • 30, 30a, 30b, 30c Endstellungshalter 1, 2, 3, 4
Should be manufactured in such a way that they guarantee an overlap of the profiles in the end position together with the end position holders.
  • 30 . 30a . 30b . 30c Endstellungshalter 1 . 2 . 3 . 4

Sollten so gefertigt sein, dass sie zusammen mit den Aussparungen eine Überlappung der Profile in Endstellung garantieren.

  • 31 Gewindestange
Should be manufactured in such a way that together with the recesses they guarantee an overlap of the profiles in the final position.
  • 31 threaded rod

Sollte stabil und mit einem Feingewinde versehen sein.

  • 32, 32a, 32b, 32c Gewindehülse
Should be stable and provided with a fine thread.
  • 32 . 32a . 32b . 32c threaded sleeve

Sollten Stabil und mit einem Feingewinde versehen sein.

  • 33 Motor für Gewindestange
Should be stable and provided with a fine thread.
  • 33 Motor for threaded rod

Der Motor für den Teleskoparm sollte axial gelagert sein sowie drehzahlüberwachend und selbststoppend/-verriegelnd sein.

  • 34 Sensor für Frontabstand (Oberseite)
The motor for the telescopic arm should be mounted axially as well as speed monitoring and self-stopping / locking.
  • 34 Sensor for front distance (top side)

Sollte zumindest Abstand zwischen 1–10 cm erkennen.

  • 35, 35a Sensor für Frontabstand (Oberseite)
Should at least detect a distance between 1-10 cm.
  • 35 . 35a Sensor for front distance (top side)

Sollte Abstand zwischen 1–10 cm erkennen.

  • 36, 36a Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite)
Should recognize distance between 1-10 cm.
  • 36 . 36a Lateral distance sensor (top side)

Sollte Abstand zwischen 1–10 cm erkennen.

  • 37, 37a Sensor für Abstand nach oben (Oberseite)
Should recognize distance between 1-10 cm.
  • 37 . 37a Sensor for distance upwards (top side)

Sollte Abstand zwischen 1–20 cm erkennen

  • 38, 38a Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite)
Should recognize distance between 1-20 cm
  • 38 . 38a Lateral distance sensor (top side)

Sollte Abstand zwischen 1–10 cm erkennen.

  • 39, 39a Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite)
Should recognize distance between 1-10 cm.
  • 39 . 39a Rear Distance Sensor (Top)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 20 cm erkennen.

  • 40, 40a Sensor für Abstand nach oben (Oberseite)
Should recognize distance between 1 to 20 cm.
  • 40 . 40a Sensor for distance upwards (top side)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 20 cm erkennen.

  • 41 Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite)
Should recognize distance between 1 to 20 cm.
  • 41 Rear Distance Sensor (Top)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 42, 42a Sensor für Frontabstand (Unterseite)
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 42 . 42a Sensor for front distance (underside)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 43, 43a Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite)
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 43 . 43a Side distance sensor (underside)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 44, 44a Sensor für Abstand nach unten (Unterseite)
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 44 . 44a Distance Down Sensor (Bottom)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 45, 45a Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite)
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 45 . 45a Side distance sensor (underside)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 46 Sensor für Abstand nach unten (Unterseite)
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 46 Distance Down Sensor (Bottom)

Sollte Abstand zwischen 1 bis 10 cm erkennen.

  • 47 Prozessor
Should recognize distance between 1 to 10 cm.
  • 47 processor

Sollte möglichst leistungsstark sein und wenig Raum benötigen.Should be as powerful as possible and need little space.

Abfolge der Schritte, nämlich Schritte a bis k, beim Ersteigen einer Treppenstufe durch den Roboter sind grundsätzlich:

  • a) Sobald der Roboter eine Treppenstufe steigen soll, wird dieser in eine definierte Ausgangsposition auf dem Absatz(Höhenniveau) unterhalb der zu ersteigenden Treppenstufe gebracht, d. h. insbesondere, dass dieser zur Treppenstufe ausgerichtet und angenähert wird. Dabei ist das Vorderteil des Roboters nahe der vertikalen Treppenwange positioniert und die Mittellinie verläuft etwa senkrecht Treppenwange.
  • b) Der Vorgang des Aufsteigens beginnt damit, dass die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a etwas (ca. 5 mm) vertikal nach unten ausfahren.
  • c) Dann fährt der Motor 18 die Teleskoparmgewindehülsen 20 und 20a gleichzeitig vertikal auf Endstellung, wobei die beiden Teile vom Basiskörper beabstandet sind.
  • d) Danach fahren die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a vertikal nach unten aus und heben damit den Basiskörper insgesamt auf ein anderes Höhenniveau, so dass die Unterkante der Räder 3 und 3a und der Stützkugel 5 etwas oberhalb des Absatzes der zu erreichenden Treppenstufe positioniert ist.
  • e) Wenn der Roboter in dieser gewünschten Position ist, fahren die Motoren 22 und 22a das Profil 13 der Treppenvorschubmechanik bis zur Endstellung aus. Jetzt ist der Roboter zumindest bis zur Hälfte auf dem Absatz der nächsten Treppenstufe positioniert.
  • f) Nun fährt der Motor 14 die Vorschubgewindehülse 16 bis zur Endstellung aus.
  • g) Der Roboter ist nun auf der nächsten Stufe, jetzt werden die Teleskoparme 1 und 1a vertikal eingezogen bis sie (ca. 5 mm) unter dem Roboter sind.
  • h) Die Motoren 22 und 22a fahren das Profil 13 wieder ein.
  • i) Dann fährt der Motor 14 die Teleskoparmhaltergewindehülsen 20 und 20a wieder in die Mitte des Roboters.
  • j) Nun fährt der Motor 18 die Teleskophaltergewindehülsen 20 und 20a und somit die Teleskoparme 1 und 1a wieder ein.
  • k) Zum Schluss fahren die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a komplett ein. Der Roboter befindet sich wieder in einer Ausgangslage, in welche er beispielsweise den Absatz dieser Treppenstufe reinigen kann oder ist zum erneuten Steigen bereit.
Sequence of steps, namely steps a to k, when climbing a step by the robot are basically:
  • a) As soon as the robot is to climb a step, this is brought to a defined starting position on the heel (height level) below the step to be graduated, ie in particular that this is aligned and approximated to the step. In this case, the front part of the robot is positioned near the vertical stair string and the center line runs approximately vertically stair string.
  • b) The process of ascending begins with the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a extend vertically downwards (about 5 mm).
  • c) Then the engine is running 18 the telescopic arm threaded sleeves 20 and 20a simultaneously vertical to the end position, wherein the two parts are spaced from the base body.
  • d) Then drive the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a vertically downwards, thus lifting the base body altogether to a different height level, leaving the lower edge of the wheels 3 and 3a and the support ball 5 positioned slightly above the heel of the stair step to be reached.
  • e) When the robot is in this desired position, the motors are running 22 and 22a the profile 13 the staircase feed mechanism to the end position. Now the robot is at least halfway positioned on the landing of the next step.
  • f) Now the engine is running 14 the feed thread sleeve 16 out to the end position.
  • g) The robot is now on the next level, now the telescopic arms are 1 and 1a pulled vertically until they are (about 5 mm) under the robot.
  • h) The engines 22 and 22a drive the profile 13 again.
  • i) Then the engine is running 14 the telescopic arm holder threaded sleeves 20 and 20a back to the middle of the robot.
  • j) Now the engine is running 18 the telescopic holder threaded sleeves 20 and 20a and thus the telescopic arms 1 and 1a again.
  • k) Finally drive the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a completely. The robot is again in a starting position, in which he can clean, for example, the heel of this step or is ready for re-climbing.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne damit alle Einsatzmöglichkeiten der Erfindung abschließend dargestellt zu haben.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments without having conclusively illustrated all possible uses of the invention.

Die Figuren zeigen:The figures show:

1 die schematische Darstellung der Geräteunterseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters, 1 the schematic representation of the underside of the device base body of the robot according to the invention,

2 den erfindungsgemäßen Roboter in einer Seitenansicht, 2 the robot according to the invention in a side view,

3 eine Draufansicht des erfindungsgemäßen Roboters mit Treppenvorschub in Normalstellung, 3 a top view of the robot according to the invention with Stair feed in normal position,

4 eine Draufansicht des erfindungsgemäßen Roboters mit Treppenvorschub in einer ersten ausgefahrenen Stellung, 4 1 is a top view of the inventive robot with stair feed in a first extended position,

5 eine Draufansicht des erfindungsgemäßen Roboters mit Treppenvorschub in einer zweiten ausgefahrenen Stellung, 5 a top view of the inventive robot with stair feed in a second extended position,

6 die schematische Seitenansicht des Teils 12, 6 the schematic side view of the part 12 .

7 die schematische Seitenansicht des Teils 13, 7 the schematic side view of the part 13 .

8 der Teleskoparm (1, 1a) in einer Draufsicht, 8th the telescopic arm ( 1 . 1a ) in a plan view,

9 der Teleskoparm im ausgefahren Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung, 9 the telescopic arm in the extended state in a lateral sectional view,

10 ein vereinfachtes Schema des Teleskoparms im einfahren Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung, 10 a simplified scheme of the telescopic arm in retracting state in a side sectional view,

11 die schematische Darstellung der Geräteunterseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters mit der Anordnung der Sensoren, 11 the schematic representation of the underside of the base body of the robot according to the invention with the arrangement of the sensors,

12 die schematische Darstellung der Geräteoberseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters mit der Anordnung der Sensoren und 12 the schematic representation of the top of the device of the base body of the robot according to the invention with the arrangement of the sensors and

13 in einer schematischen Darstellung die Abfolge der Schritte, nämlich Schritte a bis k, beim Ersteigen einer Treppenstufe durch den Roboter. 13 in a schematic representation of the sequence of steps, namely steps a to k, when climbing a step by the robot.

In 1 ist die Geräteunterseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters dargestellt. Der Roboter besitzt eine übliche Staubsaugereinheit mit einer Saugeinheit 4, welche an der Gerätevorderseite angeordnet ist. In 1 sind die zwei gegeneinander drehenden Bürsten/Rollen der Saugeinheit 4 zu sehen. Außerdem sind im Mittelteil des Basiskörpers die beiden Antriebsräder 2, 2a und die diese antreibenden Motoren 3, 3a dargestellt. Am Rand sind die beiden Stabilisatoren 6, 6a, deren Form formschlüssig an die u-förmige Form der Geräteunterseite anpasst sind angeordnet. An den Stabilisatoren 6, 6a ist jeweils ein der beiden Teleskopantrieben 1, 1a befestigt. Zusätzlich ist die Stützkugel 5 an der Geräteunterseite, dort im Bereich der Geräterückseite, nämlich dem Teils des Basiskörpers, welcher den halbkreisförmigen Teil der u-förmige äußere Kontur besitzt, angebracht. Mit dieser Anordnung der Stützkugel 5 ist gesichert, dass der Roboter nicht nach hinten kippen kann.In 1 the device underside of the base body of the robot according to the invention is shown. The robot has a conventional vacuum cleaner unit with a suction unit 4 , which is located on the front of the device. In 1 are the two counter rotating brushes / rollers of the suction unit 4 to see. In addition, the two drive wheels are in the middle part of the base body 2 . 2a and the driving engines 3 . 3a shown. At the edge are the two stabilizers 6 . 6a , whose form fits positively to the U-shaped shape of the bottom of the device are arranged. On the stabilizers 6 . 6a is one of the two telescopic drives 1 . 1a attached. In addition, the support ball 5 on the underside of the device, there in the region of the rear of the device, namely the part of the base body which has the semicircular part of the U-shaped outer contour. With this arrangement of the support ball 5 is ensured that the robot can not tilt backwards.

In 2 ist der Roboter in einer Seitenansicht dargestellt. An der Vorderseite des Basiskörpers befinden sich die Saugeinheit 4, der Staubbehälter 9 der elektrische Saugmotor 10 und das Lasersystem/Kamera 11, die übereinander angeordnet sind. An der Oberseite des Basiskörpers ist der Treppenvorschub 7 angeordnet, wobei an ihm der Teleskoparm 1 befestigt ist, Das untere Ende des Teleskoparm 1 ist mit dem Stabilisator 6 fest verbunden. Mittig auf der Unterseite ist ein Antriebsrad 2 dargestellt. Am Basiskörper ist die Stützkugel 5, welche nicht motorisch angetrieben ist, angeordnet. Im Bereich der Geräterückseite befinden sich außerdem der Akku 8 und der Prozessor 47.In 2 the robot is shown in a side view. At the front of the base body are the suction unit 4 , the dust container 9 the electric vacuum motor 10 and the laser system / camera 11 which are arranged one above the other. At the top of the base body is the stair feed 7 arranged, with him the telescopic arm 1 is attached, the lower end of the telescopic arm 1 is with the stabilizer 6 firmly connected. Centered on the bottom is a drive wheel 2 shown. At the base body is the support ball 5 , which is not powered by motor arranged. In the area of the rear of the device are also the battery 8th and the processor 47 ,

In 3 ist der Roboter in einer Draufsicht dargestellt, wobei der Treppenvorschub sich in der Normalstellung, d. h der Treppenvorschub ist nicht ausgefahren, befindet. Der Treppenvorschub besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Profilpaaren 12, 13. Profilpaar 13 ist in Profilpaar 12, welches fest mit dem Basiskörper des Roboters verbunden ist, beweglich und kann durch die Motoren 22, 22a mit den Zahnrädern 23, 23a aus- bzw. eingefahren werden. Im Profilpaar 13 befindet sich die Treppenvorschubmechanik. Motor 14 ist mit der Gewindestange 15 verbunden. An der Gewindestange 15 ist die Gewindehülse 16, die dadurch durch den Motor 14 linear ein- und ausfahrbar ist, angeordnet. Zur Stabilisierung dienen die zwei Stabilisierungsbleche 17. An der Gewindehülse 16 ist Motor 17 befestigt, der die Gewindestangen 19, 19a, wobei die Gewindestange 19 ein Linksgewinde besitzt, antreibt und somit die Gewindehülsen 20, 20a und die daran befestigten Teleskoparme 1, 1a gleichmäßig ein- und ausfahren kann. Stabilisiert werden diese durch die Stabilisierungshülse 21, die an der Gewindehülse 16 befestigt ist.In 3 the robot is shown in a plan view, the stair feed is in the normal position, d. h the stair feed is not extended. The stair feed consists of two parallel pairs of profiles 12 . 13 , profile couple 13 is in profile pair 12 , which is firmly connected to the base body of the robot, movable and can by the motors 22 . 22a with the gears 23 . 23a be retracted or retracted. In the profile pair 13 is the staircase feed mechanism. engine 14 is with the threaded rod 15 connected. At the threaded rod 15 is the threaded sleeve 16 that caused by the engine 14 linear retractable and extendable arranged. To stabilize serve the two stabilizing plates 17 , At the threaded sleeve 16 is engine 17 attached, the the threaded rods 19 . 19a where the threaded rod 19 has a left-hand thread, drives and thus the threaded sleeves 20 . 20a and the attached telescopic arms 1 . 1a can move in and out evenly. These are stabilized by the stabilization sleeve 21 attached to the threaded sleeve 16 is attached.

In 4 ist der Roboter in einer Draufsicht dargestellt, wobei der Treppenvorschub sich in einer der ausgefahrenen Stellung, hier Stellung e) gemäß 13, befindet. 4 Treppenvorschub von oben Profil 1 ausgefahren.In 4 the robot is shown in a plan view, wherein the stair feed is in one of the extended position, here position e) according to 13 , is located. 4 Stair feed advanced from above profile 1.

5 Treppenvorschub von oben Profil 1 und Gewindehülse ausgefahren hier Stellung f) gemäß 13) In 5 ist der Treppenvorschub von oben zu sehen wenn Profil 1 13 und Gewindehülse 16 ausgefahren ist (Treppensteigfunktion f). 5 Stair feed from above profile 1 and threaded sleeve extended here position f) according to 13 ) In 5 you can see the stair feed from above when profile 1 13 and threaded sleeve 16 is extended (stair climbing function f).

In 6 ist das Profil 1 in einer Seitenansicht zu sehen. Im Profil 2 (12) ist eine Aussparung 25) für die Gewindehülse 20 und eine Aussparung 24 für das Zahnrad 23.In 6 is the profile 1 seen in a side view. In profile 2 ( 12 ) is a recess 25 ) for the threaded sleeve 20 and a recess 24 for the gear 23 ,

In 7 ist Profil 1 (13) in einer Seitenansicht zu sehen. Im Profil 1 (13) ist ebenfalls eine Aussparung 26 für die Gewindehülse 20 sowie ein Zahnstangenprofil 27 sodass Zahnrad 23, Profil 1 (13) innerhalb von Profil 2 (12) ein- und ausfahren kann.In 7 is profile 1 ( 13 ) in a side view. In profile 1 ( 13 ) is also a recess 26 for the threaded sleeve 20 and a rack profile 27 so gearwheel 23 , Profile 1 ( 13 ) within Profile 2 ( 12 ) can move in and out.

In 8 ist der Teleskoparm 1, 1a von oben bzw. in einer Draufsicht zu sehen. Der Teleskoparm 1, 1a besteht aus 5 rechteckigen Profilen 28, 28a, 28b, 28c, 28d die formschlüssig durch die Aussparung 29, 29a, 29b, 29c und den Ausfahrhinderern 30, 30a, 30b, 30c so verbunden sind das sie nicht komplett ausfahren können. Das letzte Profil 28 hat eine feste Verbindung mit der Gewindehülse 32d. Gewindehülse 32d hat kein durchgängiges Gewinde. An der Unterseite ist das Gewinde außen nicht durchgeschnitten. In der Gewindehülse 32d sind die Gewindehülsen 32, 32a, 32b die außen das Selbe nicht durchgängig geschnittene Gewinde haben und Innen nur an der Oberseite ein Gewinde haben. In Gewindehülse 32 ist die Gewindestange 31 deren Gewinde an der Unterseite nicht durchgeschnitten ist. Die Gewindestange 31 ist mit dem Motor 33 verbunden der die ganze Konstruktion durch die Gewindestange 31 und Hülsen 32, 32a, 32b, 32c Linear ausfahren kann. Um die Teleskopstangen auszufahren dreht der Motor 33 die Gewindestange 31 die mit einem Gewinde versehen ist das am oberen Ende nicht komplett durchgeschnitten ist. (Die Gewindehülsen 32, 32a, 32b, 32c bewegen sich durch Rotation linear). Dadurch dass die Hülse 32 innen kein durchgängiges Gewinde hat stoppt sie an diesem Punkt, wo das Gewinde der Gewindestange 31 endet und versetzt sich selbst in Rotation. Dadurch dass, die Hülse 32 auf dieselbe weise mit der Hülse 32a verbunden ist, fährt die Hülse 32a erst linear bis zum Endpunkt aus und versetzt sich dann auch in Rotation. Hülse 32b ist auf dieselbe Weise mit der Hülse 32c verbunden. Diese ist jedoch fest mit dem Profil 28 verbunden, sodass diese nur linear ausfahren kann, jedoch am Ende stoppt, weil keine Eigenrotation möglich ist. Der maximale Ausfahrpunkt ist damit erreicht. Alle Profile sind formschlüssig miteinander verbunden, sodass gewährleistet ist, dass alle Profile funktionsbedingt aus fahren. Durch die Schwerkraft werden erst die inneren vier Profile 28c, 28b, 28a, 28 ausfahren; anschließend die nächsten drei Profile 28b, 28a, 28; dann zwei Profile 28a, 28 und nachfolgend das letzte Profil 28.In 8th is the telescopic arm 1 . 1a seen from above or in a plan view. The telescopic arm 1 . 1a consists of 5 rectangular profiles 28 . 28a . 28b . 28c . 28d the form-fitting through the recess 29 . 29a . 29b . 29c and the exit guards 30 . 30a . 30b . 30c connected so that they can not fully extend. The last profile 28 has a firm connection with the threaded sleeve 32d , threaded sleeve 32d has no continuous thread. At the bottom, the thread is not cut through the outside. In the threaded sleeve 32d are the threaded sleeves 32 . 32a . 32b the outside have the same not consistently cut thread and inside only at the top have a thread. In threaded sleeve 32 is the threaded rod 31 whose thread is not cut through at the bottom. The threaded rod 31 is with the engine 33 connected the whole construction by the threaded rod 31 and pods 32 . 32a . 32b . 32c Can extend linearly. To extend the telescopic poles, the engine turns 33 the threaded rod 31 which is threaded on the upper end is not completely cut through. (The threaded sleeves 32 . 32a . 32b . 32c move through rotation linearly). By doing that the sleeve 32 inside has no continuous thread, it stops at this point, where the thread of the threaded rod 31 ends and puts itself in rotation. By doing that, the sleeve 32 in the same way with the sleeve 32a connected, the sleeve moves 32a first linear to the end point and then puts in rotation. shell 32b is in the same way with the sleeve 32c connected. However, this is fixed to the profile 28 connected so that it can extend only linear, but stops at the end, because no self-rotation is possible. The maximum extension point is reached. All profiles are positively connected with each other, so that it is ensured that all profiles function. By gravity, only the inner four profiles 28c . 28b . 28a . 28 exit; then the next three profiles 28b . 28a . 28 ; then two profiles 28a . 28 and then the last profile 28 ,

9 zeigt ein vereinfachtes Schema des Teleskoparms im ausgefahren Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung. 9 zeigt ein vereinfachtes Schema des Teleskoparms in einer Schnittdarstellung mit nur drei Teleskoparmprofilen 28, 28a, 28d im ausgefahrenen Zustand. Demzufolge sind nur zwei Aussparung 29, 29c, zwei Endstellungshalter 30, 30a und zwei Gewindehülsen 32, 32c zu sehen. 9 shows a simplified schematic of the telescopic arm in the extended state in a side sectional view. 9 shows a simplified diagram of the telescopic arm in a sectional view with only three Teleskoparmprofilen 28 . 28a . 28d in the extended state. As a result, there are only two recesses 29 . 29c , two end position holders 30 . 30a and two threaded sleeves 32 . 32c to see.

10 zeigt ein vereinfachtes Schema des Teleskoparms im einfahren Zustand in einer seitlichen Schnittdarstellung. 10 shows a simplified schematic of the telescopic arm in retracting state in a side sectional view.

11 zeigt die schematische Darstellung der Geräteunterseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters mit der Anordnung der Sensoren, nämlich

  • 40, 40a Sensor für Frontabstand (Unterseite),
  • 41, 41a Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite).
  • 42, 42a Sensor für Abstand nach unten (Unterseite),
  • 43, 43a Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite) und
  • 44 Sensor für Abstand nach unten (Unterseite).
11 shows the schematic representation of the underside of the device body of the base of the robot according to the invention with the arrangement of the sensors, namely
  • 40 . 40a Sensor for front clearance (underside),
  • 41 . 41a Sensor for lateral clearance (underside).
  • 42 . 42a Distance down sensor (bottom),
  • 43 . 43a Sensor for lateral distance (underside) and
  • 44 Distance down sensor (bottom).

12 zeigt die schematische Darstellung der Geräteoberseite des Basiskörpers des erfindungsgemäßen Roboters mit der Anordnung der Sensoren, nämlich

  • 32 Sensor für Frontabstand (Oberseite),
  • 33, 33a Sensor für Frontabstand (Oberseite),
  • 34, 34a Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite),
  • 35, 35a Sensor für Abstand nach oben (Oberseite),
  • 36, 36a Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite),
  • 37, 37a Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite),
  • 38, 38a Sensor für Abstand nach oben (Oberseite) und
  • 39 Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite).
12 shows the schematic representation of the top of the device of the base body of the robot according to the invention with the arrangement of the sensors, namely
  • 32 Sensor for front distance (top side),
  • 33 . 33a Sensor for front distance (top side),
  • 34 . 34a Lateral distance sensor (top),
  • 35 . 35a Sensor for distance upwards (top side),
  • 36 . 36a Lateral distance sensor (top),
  • 37 . 37a Sensor for distance to the rear (upper side),
  • 38 . 38a Sensor for distance upwards (top side) and
  • 39 Rear Distance Sensor (Top).

13 zeigt in einer schematischen Darstellung die Abfolge der Schritte, nämlich Schritte a bis k, beim Ersteigen einer Treppenstufe durch den Roboter. Schritt:

  • a) Sobald der Roboter eine Treppenstufe steigen soll, wird dieser in eine definierte Ausgangsposition auf dem Absatz(Höhenniveau) unterhalb der zu ersteigenden Treppenstufe gebracht, d. h. insbesondere, dass dieser zur Treppenstufe ausgerichtet und angenähert wird. Dabei ist das Vorderteil des Roboters nahe der vertikalen Treppenwange positioniert und die Mittellinie verläuft etwa senkrecht Treppenwange.
  • b) Der Vorgang des Aufsteigens beginnt damit, dass die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a etwas (ca. 5 mm) vertikal nach unten ausfahren.
  • c) Dann fährt der Motor 18 die Teleskoparmgewindehülsen 20 und 20a gleichzeitig vertikal auf Endstellung, wobei die beiden Teile vom Basiskörper beabstandet sind.
  • d) Danach fahren die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a vertikal nach unten aus und heben damit den Basiskörper insgesamt auf ein anderes Höhenniveau, so dass die Unterkante der Räder 3 und 3a und der Stützkugel 5 etwas oberhalb des Absatzes der zu erreichenden Treppenstufe positioniert ist.
  • e) Wenn der Roboter in dieser gewünschten Position ist, fahren die Motoren 22 und 22a das Profil 13 der Treppenvorschubmechanik bis zur Endstellung aus. Jetzt ist der Roboter zumindest bis zur Hälfte auf dem Absatz der nächsten Treppenstufe positioniert.
  • f) Nun fährt der Motor 14 die Vorschubgewindehülse 16 bis zur Endstellung aus.
  • g) Der Roboter ist nun auf der nächsten Stufe, jetzt werden die Teleskoparme 1 und 1a vertikal eingezogen bis sie (ca. 5 mm) unter dem Roboter sind.
  • h) Die Motoren 22 und 22a fahren das Profil 13 wieder ein.
  • i) Dann fährt der Motor 14 die Teleskoparmhaltergewindehülsen 20 und 20a wieder in die Mitte des Roboters.
  • j) Nun fährt der Motor 18 die Teleskophaltergewindehülsen 20 und 20a und somit die Teleskoparme 1 und 1a wieder ein.
  • k) Zum Schluss fahren die Motoren 33 und 33a die Teleskoparme 1 und 1a komplett ein.
  • Der Roboter befindet sich wieder in einer Ausgangslage, in welche er beispielsweise den Absatz dieser Treppenstufe reinigen kann oder ist zum erneuten Steigen bereit.
13 shows a schematic representation of the sequence of steps, namely steps a to k, when climbing a step by the robot. Step:
  • a) As soon as the robot is to climb a step, this is brought to a defined starting position on the heel (height level) below the step to be graduated, ie in particular that this is aligned and approximated to the step. In this case, the front part of the robot is positioned near the vertical stair string and the center line runs approximately vertically stair string.
  • b) The process of ascending begins with the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a extend vertically downwards (about 5 mm).
  • c) Then the engine is running 18 the telescopic arm threaded sleeves 20 and 20a simultaneously vertical to the end position, wherein the two parts are spaced from the base body.
  • d) Then drive the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a vertically downwards, thus lifting the base body altogether to a different height level, leaving the lower edge of the wheels 3 and 3a and the support ball 5 positioned slightly above the heel of the stair step to be reached.
  • e) When the robot is in this desired position, the motors are running 22 and 22a the profile 13 the staircase feed mechanism to the end position. Now the robot is at least halfway positioned on the landing of the next step.
  • f) Now the engine is running 14 the feed thread sleeve 16 out to the end position.
  • g) The robot is now on the next level, now the telescopic arms are 1 and 1a pulled vertically until they are (about 5 mm) under the robot.
  • h) The engines 22 and 22a drive the profile 13 again.
  • i) Then the engine is running 14 the telescopic arm holder threaded sleeves 20 and 20a back to the middle of the robot.
  • j) Now the engine is running 18 the telescopic holder threaded sleeves 20 and 20a and thus the telescopic arms 1 and 1a again.
  • k) Finally drive the engines 33 and 33a the telescopic arms 1 and 1a completely.
  • The robot is again in a starting position, in which he can clean, for example, the heel of this step or is ready for re-climbing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a1, 1a
Teleskoparmtelescopic arm
2, 2a2, 2a
Antriebsräderdrive wheels
3, 3a3, 3a
Motoren für AntriebsräderMotors for drive wheels
44
Saugeinheitsuction unit
55
Stützkugelsupport ball
6, 6a6, 6a
Stabilisatorstabilizer
77
TreppenvorschubmechanikStairs feed mechanism
88th
Akkubattery pack
99
Staubbehälterdust container
1010
Saugmotornaturally aspirated
1111
Lasersystem KameraLaser system camera
1212
Profilprofile
1313
Profilprofile
1414
Motor für Gewinde 15 Motor for thread 15
1515
Gewindestangethreaded rod
1616
VorschubgewindehülseFeed threaded sleeve
1717
Stabilisatoren der GewindehülseStabilizers of the threaded sleeve
1818
Motor 2 für Gewinde 19, 19a engine 2 for thread 19 . 19a
19, 19a19, 19a
Gewindestangenthreaded rods
20, 20a20, 20a
TeleskophaltergewindehülsenTelescopic holder threaded sleeves
2121
Stabilisator für GewindehülsenStabilizer for threaded sleeves
22, 22a22, 22a
Motoren für TreppenvorschubMotors for stair feed
23, 23a23, 23a
Zahnräder für TreppenvorschubGear wheels for stair feed
24, 24a24, 24a
Aussparung für Zahnräder am Profil 2Recess for gears on profile 2
25, 25a25, 25a
Aussparungen für Gewindehülsen am Profil 2Recesses for threaded sleeves on profile 2
26, 26a26, 26a
Aussparungen für Gewindehülsen am Profil 1Openings for threaded sleeves on profile 1
27, 27a27, 27a
Zahnprofil für Zahnräder 23, 23a Tooth profile for gears 23 . 23a
28, 28a, 28b, 28c, 28d28, 28a, 28b, 28c, 28d
Teleskoparmprofil 1, Teleskoparmprofil 2, Teleskoparmprofil 3, Teleskoparmprofil 4, Teleskoparmprofil 5Telescopic arm profile 1, telescopic arm profile 2, telescopic arm profile 3, telescopic arm profile 4, telescopic arm profile 5
29, 29a, 29b, 29c29, 29a, 29b, 29c
Aussparung 1, 2, 3, 4Recess 1, 2, 3, 4
30, 30a, 30b, 30c30, 30a, 30b, 30c
Endstellungshalter 1, 2, 3, 4End position holder 1, 2, 3, 4
3131
Gewindestangethreaded rod
32, 32a, 32b, 32c32, 32a, 32b, 32c
Gewindehülsethreaded sleeve
3333
Motor für GewindestangeMotor for threaded rod
3434
Sensor für Frontabstand (Oberseite)Sensor for front distance (top side)
35, 35a35, 35a
Sensor für Frontabstand (Oberseite)Sensor for front distance (top side)
36, 36a36, 36a
Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite)Lateral distance sensor (top side)
37, 37a37, 37a
Sensor für Abstand nach oben (Oberseite)Sensor for distance upwards (top side)
38, 38a38, 38a
Sensor für seitlichen Abstand (Oberseite)Lateral distance sensor (top side)
39, 39a 39, 39a
Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite)Rear Distance Sensor (Top)
40, 40a40, 40a
Sensor für Abstand nach oben (Oberseite)Sensor for distance upwards (top side)
4141
Sensor für Abstand nach hinten (Oberseite)Rear Distance Sensor (Top)
42, 42a42, 42a
Sensor für Frontabstand (Unterseite)Sensor for front distance (underside)
43, 43a43, 43a
Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite)Side distance sensor (underside)
44, 44a44, 44a
Sensor für Abstand nach unten (Unterseite)Distance Down Sensor (Bottom)
45, 45a45, 45a
Sensor für seitlichen Abstand (Unterseite)Side distance sensor (underside)
4646
Sensor für Abstand nach unten (Unterseite)Distance Down Sensor (Bottom)
4747
Prozessorprocessor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10000407 A1 [0002] DE 10000407 A1 [0002]

Claims (8)

Fahrbarer Roboter, mit zumindest einem Basiskörper mit zumindest zwei fahrbaren Rädern, mit zumindest zwei motorisch angetriebenen Antriebsräder, welche jeweils um 360° drehbar sind und der Basiskörper des Roboters in der Horizontalen zumindest eine u-förmige äußere Teilkontur besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper zumindest eine Steigeinheit zur Überwindung von Niveauunterschieden besitzt.Mobile robot, with at least one base body with at least two wheels, with at least two motor-driven drive wheels, which are each rotatable through 360 ° and the base body of the robot in the horizontal has at least one U-shaped outer part contour, characterized in that the base body has at least one climbing unit to overcome differences in level. Roboter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigeinheit zumindest einen vertikal ausfahrbaren Teleskoparm (1), bevorzugt zwei Teleskoparme (1), besitzt, an welchem am unteren Ende zumindest ein Stabilisator (6) angeordnet ist.Robot according to claim 1, characterized in that the climbing unit comprises at least one vertically extendable telescopic arm ( 1 ), preferably two telescopic arms ( 1 ), at which at the lower end at least one stabilizer ( 6 ) is arranged. Roboter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigeinheit zumindest einen vertikal ausfahrbaren Treppenvorschub (7) besitzt.Robot according to claim 1, characterized in that the riser unit at least one vertically extendable staircase feed ( 7 ) owns. Roboter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Basiskörper zumindest eine frei bewegliche Stützkugel (5) angeordnet ist.Robot according to claim 1, characterized in that on the base body at least one freely movable support ball ( 5 ) is arranged. Roboter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Basiskörpers, welcher den halbkreisförmigen Teil der u-förmige äußere Kontur besitzt, die Rückseite des Roboters ist.A robot according to claim 1, characterized in that the part of the base body having the semicircular part of the U-shaped outer contour is the back of the robot. Roboter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Basiskörpers, welcher der Rückseite des Roboters gegenüber angeordnet ist, die Vorderseite ist, in welcher zumindest die Saugeinheit (4) angeordnet ist.Robot according to claim 1, characterized in that the part of the base body, which is arranged opposite the back of the robot, is the front side, in which at least the suction unit ( 4 ) is arranged. Verwendung des fahrbaren Roboters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 als Reinigungsroboter für Fußböden und Treppenabsätze.Use of the mobile robot according to one of claims 1 to 6 as a cleaning robot for floors and landings. Verwendung des fahrbaren Roboters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Rasenmähen, zur Objektsuche oder Objektüberwachung.Use of the mobile robot according to one of claims 1 to 6 for lawn mowing, for object search or object monitoring.
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