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WO2009027400A1 - Verfahrbare vorrichtung zum durchführen von arbeiten an vorzugsweise ebenen flächen - Google Patents

Verfahrbare vorrichtung zum durchführen von arbeiten an vorzugsweise ebenen flächen Download PDF

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WO2009027400A1
WO2009027400A1 PCT/EP2008/061152 EP2008061152W WO2009027400A1 WO 2009027400 A1 WO2009027400 A1 WO 2009027400A1 EP 2008061152 W EP2008061152 W EP 2008061152W WO 2009027400 A1 WO2009027400 A1 WO 2009027400A1
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WO
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control parameter
suction
serves
cleaning
control
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PCT/EP2008/061152
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French (fr)
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Joachim Damrath
Martin Huettner
Gerhard Wetzl
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a movable device for performing work on preferably flat surfaces, in particular for cleaning windows in the form of an autonomous unit provided with a cleaning part, with a suction device for generating a negative pressure between the device and the surface, wherein the suction device of one of the device entrained energy storage is fed.
  • Such devices are known for example from EP 1237456 B1, which generate by the vacuum built up an attraction force to the applied surface and can move in this way along oblique or even vertical surfaces. Such devices are used in particular for performing work on hard to reach areas, so for example when cleaning the outer surfaces of large buildings.
  • the invention has the object, in a device of the type mentioned by appropriate adjustment of the operation to achieve an extension of the maximum achievable running time.
  • a device that solves this object is characterized by a control unit which regulates the suction power of the suction device as a function of control parameters resulting from the current operating or driving state of the device in such a way that the device is held on the surface with minimal energy expenditure with sufficient adhesive force, wherein the control parameters derived from the current operating or driving state itself and / or detected or determined by sensors.
  • the advantage achieved by the invention consists essentially in the fact that the current required for the operation of the suction device according to the current operating or Driving condition is adapted, especially since the suction device is that electrical load of the device, which - measured in terms of total energy requirements - the percentage of the largest share.
  • the invention makes use of the fact that the device can assume different, depending on different factors operating and driving conditions, there are operating conditions in the overall operating sequence, in which even a reduced power of the suction device provides a sufficiently high holding force up to a certain limit with which the device can still move properly on the surface.
  • the device is provided on its surface facing the bottom with a cleaning module that requires a certain contact pressure to the surface for optimum cleaning effect, lowering the contact pressure may indeed lead to a poorer cleaning result; However, if the degree of contamination of the surface is low, then a reduced contact pressure for a high-quality cleaning result can be sufficient.
  • control unit depending on the field of application of the device, very different operating states and operating conditions can be used to derive therefrom control parameters for the control unit.
  • the differential pressure achieved by the suction device serves as a control parameter.
  • This differential pressure can be determined directly by measurement and can immediately conclusions on the given contact pressure of the device to the surface.
  • a variety of the holding force influencing boundary conditions are detected, such as the nature and extent of the sealing of the device against the surface.
  • the spatial orientation or orientation of the device can serve as further important control parameters, which takes into account whether the device moves on an inclined plane and in this case contributes to an increase of the required contact pressure due to its own weight force, or if the device works on a vertical surface or under an area in the "overhang".
  • an integrated sensor system can be provided in the device.
  • the degree of contamination of the surface can be used, since at a lower contamination, a lower contact pressure is sufficient to achieve a sufficiently high cleaning result.
  • control parameter and the residual charge of the energy storage can be used, for example, to allow a return of the device to its basic position, without taking the risk of detachment from the surface.
  • the driving speed of the device can also serve as a control parameter since the required holding force is also dependent on the driving speed.
  • an energy storage is usually a rechargeable battery used; In principle, however, other devices are suitable for this, such as a fuel cell.
  • the device shown in the drawing is used to perform work on preferably flat surfaces 1, in particular for cleaning windows.
  • the device is designed to be movable by an only indicated drive unit 8 as an autonomous unit 2 and provided with a cleaning part 6 and with a suction device, not shown, which serves to generate a negative pressure between the device and the surface 1. By this negative pressure, a holding force is generated, which holds the device to the surface.
  • the suction device and other units of the device are made of one of the Device entrained energy storage fed, which means that the duration of use of the device is limited depending on the capacity of the energy storage.
  • a control unit which regulates the suction power of the suction device in dependence on the current operating or driving state of the device.
  • the suction device is the one electrical consumer who has the largest percentage of the total energy requirement.
  • control parameters are used which are derived from the operating or driving state itself or alternatively detected or determined by sensors.
  • the differential pressure achieved by the suction device is suitable, as this results directly from the holding force with which the device is held on the surface.
  • suitable sensors are available which provide corresponding measurement signals for further evaluation.
  • the contact force of the cleaning part against the cleaning surface can also be used directly as a control parameter since suitable sensors are also available for this purpose.
  • Another important for the suction control parameters may be the current position of the device on the surface 1, this information can be provided in the form of polar or Cartesian coordinates.
  • the spatial orientation or orientation of the device is important for the regulation of the suction power, since the device on a horizontally extending or inclined plane due to its own weight applying an additional contact pressure, while this on a vertical or even overhanging surface 1 is not the Case is so that there is a higher suction power is needed.
  • This spatial orientation can be determined by a suitable integrated sensors in the device and then taken into account.
  • the degree of contamination of the surface 1 serve as a control parameter for the control unit controlling the suction device.
  • the residual charge of the energy store must also be taken into account in order to ensure, in particular, that the device can be returned to its resting or starting position at the same time.
  • the current driving speed influences the level of the required suction power, so that the driving speed can also be used as control parameter for regulation.
  • an energy storage is usually an accumulator provided, but for this purpose, more modern sources of energy, especially fuel cells can be used.
  • the energy storage as well as the control unit can be accommodated in a cavity 4 of the autonomous unit 2.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cleaning In General (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
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Abstract

Die verfahrbare Vorrichtung dient zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit (2). Sie ist mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche (1) versehen, wobei die Saugeinrichtung aus einem von der Vorrichtung mitgeführten Energiespeicher gespeist wird. Weiter ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Saugleistung der Saugeinrichtung in Abhängigkeit von sich aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustands der Vorrichtung ergebenden Steuerparametern derart regelt, daß die Vorrichtung mit minimalem Energieaufwand bei ausreichender Haftkraft an der Fläche (1) gehalten wird. Die Steuerparameter werden hierbei aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustand selbst abgeleitet und/oder durch Sensoren erfasst bzw. ermittelt.

Description

Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen
Die Erfindung betrifft eine verfahrbare Vorrichtung zur Durchführung von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit, mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche, wobei die Saugeinrichtung aus einem von der Vorrichtung mitgeführten Energiespeicher gespeist wird.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 1237456 B1 bekannt, die durch den aufgebauten Unterdruck eine Anziehungskraft zu der ihnen anliegenden Fläche erzeugen und sich auf diese Weise entlang von schräg verlaufenden oder auch senkrecht stehenden Flächen bewegen können. Solche Vorrichtungen dienen insbesondere zum Durchführen von Arbeiten an schwer zugänglichen Flächen, also beispielsweise beim Reinigen der Außenflächen von großen Gebäuden.
Entscheidend hierbei ist, dass diese Vorrichtungen in der Regel den für Ihren Betrieb erforderlichen Energiespeicher mit sich führen, dessen Kapazität naturgemäß begrenzt ist, so dass es - insbesondere im Hinblick auf eine effektive Nutzung der Vorrichtung - entscheidend ist, die zur Verfügung stehende Energie optimal auszunutzen. Zu berücksichtigen ist dabei jedoch, dass stets ein ausreichender Unterdruck aufrechterhalten werden muss, um einen sicheren Betrieb der Vorrichtung zu gewährleisten.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch entsprechende Anpassung der Betriebsweise eine Verlängerung der maximal erreichbaren Laufzeit zu erzielen.
Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die die Saugleistung der Saugeinrichtung in Abhängigkeit von sich aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustand der Vorrichtung ergebenen Steuerparametern derart regelt, dass die Vorrichtung mit minimalem Energieaufwand bei ausreichender Haftkraft an der Fläche gehalten wird, wobei die Steuerparameter aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrtzustand selbst abgeleitet und/oder durch Sensoren erfasst bzw. ermittelt werden.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, dass der für den Betrieb der Saugeinrichtung benötigte Strom entsprechend dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustand angepasst wird, zumal die Saugeinrichtung derjenige elektrische Verbraucher der Vorrichtung ist, der - gemessen am Gesamtenergiebedarf - den prozentual größten Anteil daran hat. Die Erfindung nutzt dabei die Tatsache aus, dass die Vorrichtung verschiedene, von unterschiedlichen Faktoren abhängige Betriebs- und Fahrzustände einnehmen kann, wobei es im Gesamtbetriebsablauf Betriebszustände gibt, bei denen auch eine reduzierte Leistung der Saugeinrichtung bis zu einem gewissen Grenzwert eine genügend hohe Haltekraft liefert, mit welcher sich die Vorrichtung noch ordnungsgemäß an der Fläche fortbewegen kann.
Soweit die Vorrichtung an ihrer zur Fläche gewandten Unterseite mit einem Reinigungsmodul versehen ist, das für einen optimalen Reinigungseffekt einen gewissen Anpressdruck an die Fläche benötigt, kann ein Absenken des Anpressdrucks zwar zu einem schlechteren Reinigungsergebnis führen; ist der Verschmutzungsgrad der Fläche jedoch gering, so kann auch ein reduzierter Anpressdruck für ein qualitativ hochwertiges Reinigungsergebnis ausreichen.
Im Einzelnen können - je nach Einsatzbereich der Vorrichtung - sehr unterschiedliche Betriebszustände und Betriebsbedingungen herangezogen werden, um hieraus Steuerparameter für die Steuereinheit abzuleiten.
So besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass als Steuerparameter der durch die Saugeinrichtung erzielte Differenzdruck dient. Dieser Differenzdruck kann unmittelbar messtechnisch ermittelt werden und lässt unmittelbar Rückschlüsse auf die gegebene Anpresskraft der Vorrichtung an die Fläche zu. Durch die Messung des Differenzdruckes werden zugleich eine Vielzahl die Haltekraft beeinflussender Randbedingungen mit erfasst, wie zum Beispiel Art und Umfang der Abdichtung der Vorrichtung gegen die Fläche.
Es besteht jedoch ebenso auch die Möglichkeit, dass als Steuerparameter die Anpresskraft des Reinigungsteils gegen die Reinigungsfläche dient, was beispielsweise durch übliche Kraftaufnehmer erfolgen kann.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung als Steuerparameter die momentane Position der Vorrichtung auf der Fläche in Polar- oder Kartesischen Koordinaten dienen, wobei darüber hinaus nach erfolgreicher Beendigung einer "Reinigungsfahrt" die Vorrichtung in einen speziellen "Stand-by-modus" übergehen kann, da dann nur noch die erforderliche Haltekraft an der Fläche im Stillstand aufzubringen ist, nachdem dann keine überlagerte Fortbewegung, für die ein höhere Haltekraft erforderlich ist, zu berücksichtigen ist. Als weitere wesentliche Steuerparameter kann im Rahmen der Erfindung die räumliche Orientierung bzw. Ausrichtung der Vorrichtung dienen, womit berücksichtigt wird, ob sich die Vorrichtung auf einer schiefen Ebene bewegt und hierbei aufgrund der eigenen Gewichtskraft zu einer Erhöhung des erforderlichen Anpressdruckes beiträgt, oder ob die Vorrichtung an einer senkrechten Fläche bzw. unter einer Fläche im "Überhang" arbeitet. Für die Erfassung dieser räumlichen Orientierung bzw. Ausrichtung kann in der Vorrichtung eine integrierte Sensorik vorgesehen sein.
Als weiterer Steuerparameter im Rahmen der Erfindung kann der Verschmutzungsgrad der Fläche dienen, da bei einer geringeren Verschmutzung ein geringerer Anpressdruck ausreichend ist, um ein qualitativ ausreichendes Reinigungsergebnis zu erreichen.
Als weiterer Steuerparameter kann auch die Restladung des Energiespeichers herangezogen werden, um beispielsweise eine Rückkehr der Vorrichtung in ihre Grundposition zu ermöglichen, ohne das Risiko eines Ablösens von der Fläche einzugehen.
Schließlich kann auch die Fahrgeschwindigkeit der Vorrichtung als Steuerparameter dienen, da die benötigte Haltekraft auch in einer Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit steht.
Als Energiespeicher wird in der Regel ein Akkumulator zum Einsatz kommen; grundsätzlich sind hierfür jedoch auch andere Einrichtungen geeignet, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen 1 , insbesondere zur Reinigung von Fenstern. Dazu ist die Vorrichtung durch eine nur angedeutete Antriebseinheit 8 verfahrbar als autonome Einheit 2 ausgeführt und mit einem Reinigungsteil 6 sowie mit einer nicht dargestellten Saugeinrichtung versehen, die der Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche 1 dient. Durch diesen Unterdruck wird eine Haltekraft erzeugt, die die Vorrichtung an der Fläche hält.
Die Saugeinrichtung sowie weitere Einheiten der Vorrichtung werden aus einem von der Vorrichtung mitgeführten Energiespeicher gespeist, was bedeutet, dass die Einsatzdauer der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Kapazität des Energiespeichers begrenzt ist.
Um eine Verlängerung der Laufzeit der Vorrichtung zu erreichen, ist darüber hinaus eine Steuereinheit vorgesehen, die die Saugleistung der Saugeinrichtung in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustand der Vorrichtung regelt. Dabei wird insbesondere der Tatsache Rechnung getragen, dass die Saugeinrichtung derjenige elektrische Verbraucher ist, der den prozentual größten Anteil am Gesamtenergiebedarf hat.
Die Regelung erfolgt dabei in dem Sinne, dass die Vorrichtung mit minimalem Energieaufwand bei ausreichender Haftkraft an der Fläche 1 gehalten wird. Hierfür werden Steuerparameter herangezogen, die aus dem Betriebs- bzw. Fahrzustand selbst abgeleitet oder aber alternativ bzw. ergänzend durch Sensoren erfasst bzw. ermittelt werden.
Als Steuerparameter bietet sich insbesondere der durch die Saugeinrichtung erzielte Differenzdruck an, da sich aus diesem unmittelbar die Haltekraft ergibt, mit der die Vorrichtung an der Fläche gehalten wird. Zur Ermittlung eines solchen Differenzdruckes stehen geeignete Sensoren zur Verfügung, die entsprechende Messsignale zur weiteren Auswertung bereitstellen.
Als Steuerparameter kann jedoch auch unmittelbar die Anpresskraft des Reinigungsteils gegen die Reinigungsfläche dienen, da auch hierfür geeignete Messaufnehmer zur Verfügung stehen.
Ein weiterer für die Saugleistung wichtiger Steuerparameter kann die momentane Position der Vorrichtung auf der Fläche 1 sein, wobei diese Informationen in Form von Polar- oder Kartesischen Koordinaten bereitgestellt werden können. Auch die räumliche Orientierung bzw. Ausrichtung der Vorrichtung ist für die Regelung der Saugleistung von Bedeutung, da das Gerät auf einer horizontal verlaufendenen oder aber schiefen Ebene aufgrund der eigenen Gewichtskraft einen zusätzlichen Anpressdruck aufbringt, während dies an einer senkrechten oder gar überhängenden Fläche 1 nicht der Fall ist, so dass dort eine höhere Saugleistung benötigt wird. Diese räumliche Orientierung kann durch eine geeignete integrierte Sensorik im Gerät ermittelt und dann berücksichtigt werden.
Um ein qualitativ hochwertiges Reinigungsergebnis zu erreichen, muss bei einer starken Verschmutzung der Fläche 1 ein höherer Anpressdruck des Reinigungsteils 6 gegen die Reinigungsfläche 1 aufgebracht werden als bei einer geringeren Verschmutzung. Daher kann auch der Verschmutzungsgrad der Fläche 1 als Steuerparameter für die die Saugeinrichtung regelnde Steuereinheit dienen.
Weiter ist in der Regel auch die Restladung des Energiespeichers zu berücksichtigen, um insbesondere sicherzustellen, dass die Vorrichtung beizeiten in Ihre Ruhe- bzw. Ausgangsposition zurückgeführt werden kann.
Schließlich beeinflusst die aktuelle Fahrgeschwindigkeit die Höhe der erforderlichen Saugleistung, so dass auch die Fahrgeschwindigkeit als Steuerparameter zur Regelung herangezogen werden kann.
Als Energiespeicher ist üblicherweise ein Akkumulator vorgesehen, wobei hierfür jedoch auch modernere Energieträger, insbesondere auch Brennstoffzellen zur Anwendung kommen können. Der Energiespeicher wie auch die Steuereinheit können in einem Hohlraum 4 der autonomen Einheit 2 untergebracht sein.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahrbare Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an vorzugsweise ebenen Flächen, insbesondere zur Reinigung von Fenstern in Form einer mit einem Reinigungsteil versehenen autonomen Einheit (2), mit einer Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Fläche (1 ), wobei die Saugeinrichtung aus einem von der Vorrichtung mitgeführten Energiespeicher gespeist wird, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die die Saugleistung der Saugeinrichtung in Abhängigkeit von sich aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustands der Vorrichtung ergebenden Steuerparametern derart regelt, daß die Vorrichtung mit minimalem Energieaufwand bei ausreichender Haftkraft an der Fläche (1 ) gehalten wird, wobei die Steuerparameter aus dem aktuellen Betriebs- bzw. Fahrzustand selbst abgeleitet und/oder durch Sensoren erfasst bzw. ermittelt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter der durch die Saugeinrichtung erzielte Differenzdruck dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter die Anpresskraft des Reinigungsteils (6) gegen die Reinigungsfläche dient.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter die momentane Position der Vorrichtung auf der Fläche (1 ) in Polar- oder kartesischen Koordinaten dient.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter die räumliche Orientierung bzw. Ausrichtung der Vorrichtung dient.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter der Verschmutzungsgrad der Fläche (1 ) dient.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter die Restladung des Energiespeichers dient.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerparameter die Fahrgeschwindigkeit der Vorrichtung dient.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher von einem Akkumulator gebildet ist.
PCT/EP2008/061152 2007-08-30 2008-08-26 Verfahrbare vorrichtung zum durchführen von arbeiten an vorzugsweise ebenen flächen Ceased WO2009027400A1 (de)

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