專利名稱：可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，它具有一電動(dòng)驅(qū)動(dòng) 器、 一集塵容器和一蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
DE10242257A1公開了 一種所述類型的地面集塵裝置。關(guān)于障礙檢測(cè)器 的操作原理和行為策略，在此將該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容整合入本發(fā)明的公開 內(nèi)容中，包括為了在本發(fā)明的權(quán)利要求中引入該專利申請(qǐng)?zhí)卣鞯哪康摹?br> 在繞著房間行進(jìn)時(shí)，可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置必須檢測(cè)房間的物體和 界限，并以適當(dāng)?shù)牟艓讋?dòng)4喿》人(maneuvering )和豸來避動(dòng)作(evasive movement)
行。已知裝置利用碰撞檢測(cè)器或至少利用例如借助于超聲波的距離檢測(cè)器和 在距離檢測(cè)器發(fā)生故障時(shí)充當(dāng)安全裝置的碰撞檢測(cè)器的組合操作。在觸覺障 礙檢測(cè)中，機(jī)器人與障礙物相接觸。取決于相應(yīng)組件和它們?nèi)绾伟仓们闆r的 接觸力或碰撞脈沖觸發(fā)傳感器。信號(hào)通過微處理器被處理，這又使得驅(qū)動(dòng)輪 停止。在這一時(shí)間段中，由于系統(tǒng)的慣性，裝置持續(xù)朝障礙物移動(dòng)，且由此 施加作用力，在最壞的情況下，這會(huì)導(dǎo)致障礙物受損或至少移動(dòng)了。此外， 干擾和故障會(huì)導(dǎo)致障礙檢測(cè)不正確。例如，比如從地毯到硬地面和從硬地面 到地趙的過渡處的不平整、或由鋪地織物的凹凸紋理引起的不平整以及在以 加速、轉(zhuǎn)動(dòng)或以彎曲方式行進(jìn)時(shí)由行進(jìn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不正 確。已知的靈敏傳感器技術(shù)容易受到比如由行進(jìn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)的千擾的影 響。該問題可通過懸吊強(qiáng)勁的彈簧來克服，也就會(huì)帶來例如機(jī)器人護(hù)罩的運(yùn) 動(dòng)在傳感器觸發(fā)之前受限制的結(jié)果。這樣的障礙檢測(cè)最終不易受到干擾的影 響，但也不靈敏了，使得解決方案顯得不足夠靈敏，這在發(fā)生撞擊的情況下會(huì)導(dǎo)致物體和家具受損。

發(fā)明內(nèi)容
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，在障礙檢測(cè)方面 以不易受到干擾影響同時(shí)又很靈敏的方式改進(jìn)所述類型的地面集塵裝置。
該問題首先是通過一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置來解決的。其中，設(shè)
有多個(gè)安置在突出位置(prominent position)上的探頭元件。由于該結(jié)構(gòu)， 設(shè)置了分別具有小質(zhì)量的探頭元件。局部的觸發(fā)需要較小的力，在突出位置
速度發(fā)生變化時(shí)，僅是小的慣性力起作用。因此，這些并不成為明顯的干擾。 此外，提出地面集塵裝置具有圓周輪廓，且探頭元件相對(duì)于圓周輪廓位 于突出位置上。優(yōu)選的是，集塵裝置在此具有圓形的外形輪廓。優(yōu)選探頭元 件覆蓋相應(yīng)于超過25。/。圓周的區(qū)域。更優(yōu)選的是，探頭元件被安置在集塵裝 置的整個(gè)圓周上，使得安置在突出位置上的探頭元件一起以緩沖環(huán)的方式起 作用。在這一方面，也可將探頭元件形成為剛性部件，它在其底部被回彈性 地安裝，該底部與地面集塵裝置的外形輪廓聯(lián)接。當(dāng)接觸到障礙物時(shí)，亦可 借助于該探頭元件移動(dòng)一個(gè)摩擦元件。 一般小于碰撞直接引發(fā)力的摩擦力經(jīng) 由探頭元件使該摩擦元件移動(dòng)，例如通過碰撞時(shí)張緊的彈簧的回復(fù)力使摩擦 元件重又返回到起始位置。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，為了實(shí)現(xiàn)目的，這里提出， 即，提供至少一個(gè)安置在突出位置上的探頭元件，且探頭元件可主動(dòng)地移動(dòng) 以檢查一個(gè)區(qū)域。由于有了該結(jié)構(gòu)，優(yōu)選沿行進(jìn)方向在集塵裝置的前部設(shè)置 活動(dòng)探頭，該探頭主動(dòng)地感知周圍環(huán)境且在集塵裝置撞上物體之前檢測(cè)這些 物體。因此，探頭元件可相對(duì)于地面集塵裝置的垂直軸移動(dòng)。因此，進(jìn)一步 提出，探頭元件可關(guān)于地面集塵裝置的水平面移動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)釆用盲人手杖 方式的感知。探頭元件還可關(guān)于地面集塵裝置的垂直面移動(dòng)，由此同時(shí)也避 免了在障礙物的下面行進(jìn)。作為另一替換，探頭元件也可執(zhí)行環(huán)形運(yùn)動(dòng)?；?者可讓探頭元件繞著在裝置的外形輪廓之外的垂直軸移動(dòng)。為了在這一方面 進(jìn)一步改善障礙檢測(cè)，以在圓周上分布多個(gè)探頭元件的方式來設(shè)置它們，探 頭元件覆蓋相應(yīng)于超過25%圓周的裝置區(qū)域。在一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，探頭元件在
操作的同時(shí)充當(dāng)旋轉(zhuǎn)刷，但不與地面接觸。還可讓探頭元件成為與裝置外形 輪廓相適配的外周探頭帶的一部分。該探頭帶可承載各個(gè)的探頭元件例如針 狀元件。不過，也可設(shè)想將多個(gè)在操作的同時(shí)作為刷子的探頭元件安置在探 頭帶上，這些刷子分布在圓周上且可繞著在裝置的外形輪廓之外的垂直軸移 動(dòng)。探頭帶也可形成為刷子帶，也就是說，形成為硬毛的外周條帶。探頭元 件的判定是借助于監(jiān)控探頭元件運(yùn)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)電流而實(shí)現(xiàn)的。還可設(shè)想， 通過應(yīng)變測(cè)量原理進(jìn)行判定。例如，還可在與障礙物接觸時(shí)監(jiān)控彼此靠近的 兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電硬毛的接觸來進(jìn)行判定。亦可提供一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)，振動(dòng) 長(zhǎng)度由碰撞和相關(guān)聯(lián)的變形改變，這就導(dǎo)致系統(tǒng)變得不平衡。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，設(shè)有多個(gè)安置在突出位置 上的探頭元件，為了實(shí)現(xiàn)所限定的目的，這里提出，即，提供安置在突出位 置上的可變形探頭元件，且該探頭元件被安置在整個(gè)圓周上，變形可通過電 阻的改變來感知。例如，可在整個(gè)圓周上安置兩根細(xì)導(dǎo)線或兩塊薄的箔片， 其間是不導(dǎo)電的。在碰撞的情況下，導(dǎo)線或箔片之間的距離減小，且因此電 容也減小。彈性變形轉(zhuǎn)化為比如電阻和電感的電特征變量亦可用于障礙檢 測(cè)。例如，在碰撞的情況下，優(yōu)選導(dǎo)電的泡沫被壓縮，從而由于變形而改變 電阻。長(zhǎng)度的彈性變化轉(zhuǎn)化為比如電阻和電感的電特征變量可用于障礙檢 測(cè)。碰撞在此轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度上的徑向彈性變化，加長(zhǎng)部分的電阻的大小隨之改 變且電阻的改變得到檢測(cè)。或者，可借助于一個(gè)機(jī)構(gòu)將鐵心從線圈中拉出， 從而改變電感。還可通過改變電勢(shì)來進(jìn)行障礙檢測(cè)，碰撞元件例如以壓緊的
方式作用在導(dǎo)電體軌(conductor track )上。此外，可將電阻絲壓在導(dǎo)電體軌 上，由此還實(shí)現(xiàn)了局部分辨以確定障礙物的位置。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，設(shè)有多個(gè)安置在突出位置 上的探頭元件，為了實(shí)現(xiàn)目的，這樣建議，即，提供探頭元件，且該探頭元 件是形成為護(hù)罩的蓋子的一部分或由蓋子自身形成，且該探頭元件在蓋子的 整個(gè)圓周上延伸。例如，可設(shè)置兩塊磁鐵，其中一塊形成為支承體，例如采 取環(huán)形磁鐵的形式，而另一塊活動(dòng)地形成，支承磁鐵優(yōu)選固定在底盤上，而 活動(dòng)磁鐵優(yōu)選固定在護(hù)罩上。在碰撞的情況下，系統(tǒng)移出第一位置。磁場(chǎng)的 改變被再一次檢測(cè)?；疚恢玫膹?fù)位是通過在磁場(chǎng)中對(duì)準(zhǔn)而自動(dòng)進(jìn)行的，或
者，要借助于彈簧力。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，為了實(shí)現(xiàn)目的，這里提出， 即，提供安置在突出位置上的探頭元件，該探頭元件形成為安置在突出位置 上的充氣軟管，由接觸產(chǎn)生的氣壓的變化可通過壓力計(jì)感知。在與障礙物接 觸時(shí)，充氣軟管通過作用的力變形。檢測(cè)優(yōu)選借助于壓力傳感器進(jìn)行。為了 實(shí)現(xiàn)局部分辨，優(yōu)選將多個(gè)例如兩個(gè)壓力傳感器安置在分離管子的兩端，由 此可通過轉(zhuǎn)變時(shí)間對(duì)比進(jìn)行局部分辨。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器。在此為了提供不易受到干 擾影響且同時(shí)靈敏的障礙檢測(cè)器，根據(jù)本發(fā)明，提供了安置在突出位置上的 探頭元件，且該探頭元件形成為光障。在此優(yōu)選紅外光障，其至少被安置在 前部區(qū)域中，也即，沿常規(guī)的移動(dòng)方向安置在裝置的向前區(qū)域中。光束被物 體阻斷的情況能可靠而及早地檢測(cè)到。為了在裝置的大部分圓周上提供這樣 的障礙檢測(cè)器，釆用偏轉(zhuǎn)鏡來以線路跟蹤的方式延長(zhǎng)光障的長(zhǎng)度。光束可通 過偏轉(zhuǎn)鏡在裝置的整個(gè)圓周上引導(dǎo)。還可設(shè)想，將多個(gè)獨(dú)個(gè)的光障安置在突 出位置上。例如可使用設(shè)有靈敏的觸覺傳感器的偏轉(zhuǎn)鏡和發(fā)送器。該解決方 案的主要優(yōu)點(diǎn)在于，無需有質(zhì)量在光障進(jìn)行障礙檢測(cè)的區(qū)域中移動(dòng)。該障礙 檢測(cè)是在無碰撞的情況下在偏轉(zhuǎn)鏡和發(fā)送器之外的區(qū)段也即在光障的區(qū)域 中進(jìn)行的。
本發(fā)明還涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵 容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，為了實(shí)現(xiàn)目的，這里提出， 即，提供安置在突出位置上的探頭元件，該探頭元件包括彼此面向的隔開的 反射器，這些反射器優(yōu)選以這樣的方式形成，即，它們?cè)谘b置的外形輪廓周 圍取向，且對(duì)通過反射器的變形改變的光傳導(dǎo)進(jìn)行判定。例如，發(fā)送的光線 在兩平行壁之間完全反射。反射性能通過碰撞時(shí)的變形改變。在這一方面， 還可替換性地設(shè)置一個(gè)在變形情況下阻斷傳導(dǎo)的光導(dǎo)向件。
最后，本發(fā)明涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、 集塵容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器，設(shè)有多個(gè)安置在突出 位置上的探頭元件。為了實(shí)現(xiàn)目的，這里提出，即，以這樣的方式安置多個(gè) 電容性和/或電感性地操作的距離傳感器，即，它們分布在裝置外形輪廓的圓
周上。電容或電感性地操作的距離傳感器即便在接近障礙物時(shí)也能以與機(jī)動(dòng) 車中的停車輔助裝置類似的方式起作用。由此若優(yōu)選以在裝置的護(hù)罩周圍取 向(延伸)的方式設(shè)置傳感器，就能無碰撞地檢測(cè)到障礙物。
上述本發(fā)明的解決方案既獨(dú)個(gè)地與障礙檢測(cè)有關(guān)，又以一種方案和其它 一種或多種方案的組合與障礙檢測(cè)有關(guān)。


下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的解釋，圖中僅繪出了幾個(gè)示范性的
實(shí)施例，其中
圖1以透視圖示出了地面集塵裝置；
圖2示出了自根據(jù)本發(fā)明的地面集塵裝置的下面觀察的透視圖； 圖3至11示出了本發(fā)明用于集塵裝置的障礙檢測(cè)器的各個(gè)實(shí)施例的示 意圖。
具體實(shí)施例方式
圖中示出并描迷了一個(gè)清潔機(jī)器人形式的地面集塵裝置1,具有一個(gè)底 盤2,其被裝在下部、面向要清潔處理的地面；多個(gè)位移輪3，其被電機(jī)驅(qū) 動(dòng)；以及刷子5，其同樣被電機(jī)驅(qū)動(dòng)且伸出底盤座4的下邊緣。在底盤2上 接合有裝置護(hù)罩6,地面集塵(清潔)裝置1具有圓形輪廓。不過，裝置1 也可具有不同于圓形形狀的輪廓，作為另一示例，可由一個(gè)半圓形部分和一 個(gè)與之連接的矩形部分構(gòu)成。
位移輪3沿地面集塵裝置1的常規(guī)位移方向r被安置在刷子5的后面， 刷子5的后面還安置有垃圾坡道7，它與清掃板相似且經(jīng)由它可將刷起來的 垃圾拋到容器狀的收集倉中。
沿常規(guī)位移方向r位于刷子5前面的是從動(dòng)輪8形式的支承輪，由于有 了該支承輪，就在要處理的地面上實(shí)現(xiàn)了地面集塵裝置1的三點(diǎn)支承。
尤其是在清潔機(jī)器人的情況下，需要檢測(cè)障礙物9。為此，根據(jù)本發(fā)明 設(shè)有對(duì)碰撞敏感的障礙檢測(cè)器10，通過該障礙檢測(cè)器10檢測(cè)到與障礙物9 的接觸，地面集塵裝置l在障礙物9移動(dòng)、翻倒或受損之前同時(shí)趨于靜止。 通過下述的各種障礙檢測(cè)器10,地面集塵裝置1不會(huì)被干擾(比如在經(jīng)過不 平整的地面時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng))所誤導(dǎo)。在實(shí)現(xiàn)高震擊靈敏度(high shock
sensitivity)的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了較小的干擾敏感性。
例如，圖3至6示出了四個(gè)不同的有關(guān)障礙檢測(cè)器10的機(jī)械方案的示 范性實(shí)施例。在根據(jù)圖3示意圖的實(shí)施例的情況下，護(hù)罩6,或者說是護(hù)罩 段，被活動(dòng)地安裝在底盤2上，尤其是在水平面中可活動(dòng)，護(hù)罩6通過優(yōu)選 泡沫體形式的彈簧元件11在水平面中支承在底盤2上。優(yōu)選沿位移方向r 安置在前面的傳感器12用于在地面集塵裝置1與障礙物9發(fā)生接觸時(shí)感知 護(hù)罩的運(yùn)動(dòng)。傳感器12可形成為探頭(feeler)或微動(dòng)開關(guān)，其即便通過較 小的接觸力也能被觸發(fā)，結(jié)果該障礙檢測(cè)器10的靈敏度乃至對(duì)干擾的敏感 性可通過選擇彈簧元件11或選擇泡沫材料調(diào)節(jié)。
障礙檢測(cè)器10也可通過加速度測(cè)量進(jìn)行障礙檢測(cè)，其中，地面集塵裝 置l中的例如擺或球形的加速度傳感器檢測(cè)由碰撞引發(fā)的減速度。在此，以 如下方式設(shè)定靈敏度，即在常規(guī)加速或例如在地毯邊緣上由地面的不平整引 起的垂直搖晃情況下不作反應(yīng)。僅水平面中的反應(yīng)被感知。
圖4中示意性地示出了另一可替換的障礙;險(xiǎn)測(cè)器10。這是一種局部碰撞 檢測(cè)器， 一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)大的單獨(dú)的緩沖環(huán)13被分成多個(gè)質(zhì)量小的回彈性較 小地安裝的探頭14，該緩沖環(huán)13也可為護(hù)罩6的一部分。這些探頭14相對(duì) 于地面集塵裝置1的圓周輪廓位于突出位置上，由探頭14形成的緩沖環(huán)13 在大約180度的圓周上延伸。探頭14各自形成為剛性部件，其在其底部15 回彈性地(resiliently)安裝在底盤2上或安裝在護(hù)罩6上，底部與地面集塵 裝置1的外形輪廓相聯(lián)。 一與障礙物發(fā)生接觸，緩沖環(huán)D僅局部地起作用。 因此，僅較少的與障礙物9相接的探頭元件14起作用。這種局部的觸發(fā)需 要的力較小，且可同時(shí)提供有關(guān)障礙物9位置的位置信息。同時(shí)，當(dāng)速度發(fā) 生變化時(shí)，僅較小的慣性力充當(dāng)干擾。獨(dú)個(gè)探頭元件14的局部觸發(fā)是通過 底盤上的傳感器感知的。
探頭元件14還可主動(dòng)地移動(dòng)以檢查一個(gè)區(qū)域，這發(fā)生在探頭元件14相 對(duì)于地面集塵裝置1尤其相對(duì)于護(hù)罩6被安置在突出位置上時(shí)的情況下。圖 5示出了相應(yīng)的一個(gè)示范性實(shí)施例。在此，沿常規(guī)位移方向r安置在地面集 塵裝置1前面的探頭元件是按盲人手杖的方式設(shè)計(jì)的，該探頭元件14可在 地面集塵裝置的水平面中關(guān)于地面集塵裝置的垂直軸x移動(dòng)。探頭元件14 在水平面中繞著垂直軸x擺動(dòng)，且由此感知裝置前方的周圍環(huán)境。探頭元件 14例如通過監(jiān)控所述元件移動(dòng)所需的探頭元件驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行判
定。當(dāng)接觸到障礙物9且由此限制了探頭元件14的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流 增大。也可與此種做法相結(jié)合地將探頭元件14設(shè)計(jì)成對(duì)碰撞敏感。此外， 可安置一個(gè)傳感器系統(tǒng)，通過該傳感器系統(tǒng)來感知探頭元件14的樞轉(zhuǎn)角。 通過所確定的樞轉(zhuǎn)角可提供有關(guān)障礙物9位置的位置信息。
另外，在如圖5所示的實(shí)施例的情況下，也可基于應(yīng)變測(cè)量原理進(jìn)行障 礙檢測(cè)的判定，因?yàn)檎系K物9與探頭元件14在水平面中的樞轉(zhuǎn)位移的接觸 使探頭元件在面向障礙物9的那側(cè)產(chǎn)生應(yīng)變。探頭元件14也可包括多根導(dǎo) 電硬毛(bristle )。這些硬毛可形成為既圓又平的橫截面。當(dāng)與障礙物9接觸 時(shí)，這些導(dǎo)電硬毛相接觸，這可通過相應(yīng)的電子器件感知。
作為探頭元件14在水平面中擺動(dòng)的另一替換方案或組合方案，探頭元 件14也可在垂直面中移動(dòng)，由此不僅實(shí)現(xiàn)了理想的障礙檢測(cè)，同時(shí)還能形 成防止在障礙物下行進(jìn)的安全裝置。借助于該探頭元件14在垂直面中移動(dòng)， 例如防止了裝置卡在扶手椅、餐具拒等的下面。
如圖6所示，主動(dòng)移動(dòng)的探頭元件14亦可形成為刷子16,其相對(duì)于裝 置1被安置在裝置外形輪廓之外的突出位置上，繞著平行于裝置1垂直軸x 取向的軸y旋轉(zhuǎn)。在此，優(yōu)選設(shè)置多個(gè)分布在裝置1圓周上的探頭元件14 或刷子16,更優(yōu)選沿位移方向r設(shè)置在裝置1前側(cè)的區(qū)域中。如圖6中的示 例所示，設(shè)有5個(gè)刷子16,它們是按這樣的方式安置的，即，以等角分布且 一同在大約25-30%的裝置圓周上延伸。各刷子16的旋轉(zhuǎn)方向有所不同。例 如，在示范性的實(shí)施例中，當(dāng)在俯視圖中看時(shí)，前刷16和安置在該刷子16 右邊的兩刷子16逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而安置在前刷16左邊的兩刷子16順時(shí)針移 動(dòng)。
這樣選擇刷子16彼此之間的間距和距離裝置壁或護(hù)罩的間距，即，刷 子16的硬毛17繞著刷子軸y自由旋轉(zhuǎn)，而不與相鄰的刷子16接觸或與裝 置1接觸。刷子16還被安置成距離要清潔的地面有一定距離。為了避免在 障礙物的下面移動(dòng)，刷子16可垂直向上地伸出裝置的頂部。
圖7中示出了活動(dòng)探頭元件的另一替換結(jié)構(gòu)。在此，探頭元件14是與 裝置的外形輪廓相匹配且形成為硬毛帶的外周探頭帶18的部分。外周探頭 帶18具有硬毛17形式的徑向突伸的探頭元件14，其是以均勻地分布在圓周 上的方式安置的。
在圖6和7所示的示范性實(shí)施例中，與障礙物的接觸亦可通過驅(qū)動(dòng)電流 的監(jiān)控來檢測(cè)。此外，還可設(shè)想安置導(dǎo)電硬毛17，這些導(dǎo)電硬毛17在與障 礙物9接觸時(shí)互相接觸。
其它未在圖中示出的有關(guān)障礙檢測(cè)的機(jī)械方案具有 一 個(gè)與障礙物接觸 時(shí)移動(dòng)的摩擦元件。 一般小于碰撞直接引發(fā)力的摩擦力使該摩擦元件移動(dòng)， 回復(fù)力使摩擦元件返回到起始位置。該回復(fù)力可通過在碰撞時(shí)張緊的彈簧施 加。在機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)的情況下，還可通過碰撞和相關(guān)聯(lián)的變形改變振動(dòng)長(zhǎng)度， 由此使系統(tǒng)變得不平衡。
除了機(jī)械方案，還提出用以進(jìn)行障礙檢測(cè)的電氣或電子方案。例如，正 如圖8示意性地示出一樣，設(shè)置一個(gè)可變形的探頭元件14,該元件被安置在 整個(gè)圓周上，且可通過電阻的變化來感知變形。在此，探頭元件14是由導(dǎo) 電的壓縮泡沫構(gòu)成的，其在與障礙物接觸時(shí)由于變形而改變電阻。在探頭元 件14發(fā)生該彈性變形的情況下，也可將長(zhǎng)度的變化轉(zhuǎn)化成比如電阻或電感 的電特征變量。對(duì)心碰撞轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)度的徑向彈性變化，加長(zhǎng)部分(the lengthened component)的電阻大小隨之改變。該電阻的變化凈皮予以4僉測(cè)。
作為另一替換，可通過在一條線上用力拉而從線圏中拉出鐵心，從而改 變電感。
可在裝置1的圓周上安置兩間隔開的細(xì)線或箔片，其間是不導(dǎo)電的。在 與障礙物接觸的情況下，線或箔片之間的距離減小，電容也因此減小，該電 容的減小可被感知以進(jìn)行障礙檢測(cè)。
亦可設(shè)置一個(gè)碰撞元件，其可通過作用在其上的障礙物壓在導(dǎo)電體軌 (conductor track )上。該碰撞元件可與 一個(gè)活動(dòng)探頭元件結(jié)合使用。
圖9示出了用以進(jìn)行障礙;f全測(cè)的又一電氣方案，所選的探頭元件4是 護(hù)罩6的一部分或護(hù)罩6本身，此外，探頭元件14在蓋子的整個(gè)圓周上延 伸。障礙檢測(cè)器10形成為磁力開關(guān)，設(shè)有兩塊磁鐵，即， 一塊底盤上的支 承磁鐵19,例如形成為環(huán)形磁鐵；另一塊活動(dòng)磁鐵20，固定在護(hù)罩6上或 由護(hù)罩6形成的探頭元件14上。在無負(fù)載位置上，磁鐵系統(tǒng)處于靜止位置， 優(yōu)選磁鐵19和20彼此同心。如果探頭元件14或護(hù)罩6與障礙物9相撞， 系統(tǒng)就移出該靜止位置，磁場(chǎng)隨之改變。這種改變是可檢測(cè)的。通過在磁場(chǎng) 中對(duì)準(zhǔn)可自動(dòng)地回復(fù)到中性位置，選擇性地借助彈簧，不過，彈簧仍是按確 保靈敏的障礙檢測(cè)的方式設(shè)計(jì)的。
圖10示意性地示出了另一替換結(jié)構(gòu)。在此，探頭元件14形成為充氣軟
管21,其被安置在突出位置上且在裝置1的整個(gè)圓周上垂直地延伸。 一與障
礙物9接觸，該軟管21就可通過作用的力變形。由此接觸產(chǎn)生的氣壓變化 可由壓力傳感器22感知。壓力傳感器22優(yōu)選設(shè)在軟管21的兩端，如圖所 示，由此可通過轉(zhuǎn)變時(shí)間(atransittime)對(duì)比進(jìn)行局部分辨。
正如圖11示意性地示出一樣，探頭元件14也可形成為光障23,偏轉(zhuǎn)鏡 24用于以線路跟蹤(in a manner of a line trace )的方式在裝置1的整個(gè)圓周 上延長(zhǎng)該光障23的長(zhǎng)度。例如，在所示的示范性實(shí)施例中，設(shè)有分布在圓 周上的發(fā)送器/接收器單元25和5個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡24，兩個(gè)相鄰的偏轉(zhuǎn)鏡24關(guān)于 裝置l徑向取向，形成60度角。
光束尤其是紅外光束被障礙物9阻斷的情況得到檢測(cè)。偏轉(zhuǎn)鏡24和發(fā) 送器/接收器單元25設(shè)有靈敏的觸覺傳感器，于是也就檢測(cè)了這些元件與障 礙物9相撞的情況。
另一替換結(jié)構(gòu)(未在圖中示出)提供了一個(gè)探頭元件14,其相對(duì)于裝置 1被安置在突出位置上并包括彼此相面對(duì)的隔開的反射器。這些反射器優(yōu)選 在裝置外形輪廓的整個(gè)圓周上延伸。發(fā)送來的光線在這兩平行的反射器壁之 間完全反射。反射性能在與障礙物9相撞的情況下通過變形而改變?；蛘撸?在碰撞的情況下，也可按阻斷傳導(dǎo)的方式使光導(dǎo)向件變形。
還可安置多個(gè)電容性和/或電感性地操作的距離傳感器，這些距離傳感器 是按照分布在裝置外形輪廓的圓周上的方式安置的。這些距離傳感器即便在 接近障礙物9時(shí)也能起反應(yīng)，由此不用發(fā)生碰撞就檢測(cè)到障礙物。
上述用以進(jìn)行障礙檢測(cè)的可行方案可彼此相互組合。
通過根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)障礙檢測(cè)器10進(jìn)行的障礙物9的檢測(cè)引發(fā) 自主操作的地面集塵裝置1的策略行為，例如裝置后退然后繞過障礙物9。
所有公開的特征(本身)都與本發(fā)明有關(guān)。相關(guān)的/隨附的優(yōu)選權(quán)文件(在 先申請(qǐng)的復(fù)印件)的公開內(nèi)容也由此全部整合入本申請(qǐng)的公開內(nèi)容中，包括 為了在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中引入這些文件的特征的目的。
權(quán)利要求
1、一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置(1)，具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、集塵容器以及蓋子，該地面集塵裝置設(shè)有障礙檢測(cè)器(10)，其特征在于，設(shè)有安置在突出位置上的探頭元件(14)，并且，該探頭元件(14)形成為安置在突出位置上的充氣軟管(21)，并可通過壓力計(jì)(22)感知由接觸產(chǎn)生的氣壓變化。
2、 如權(quán)利要求1所述的地面集塵裝置，其特征在于，設(shè)有多個(gè)壓力傳 感器(22)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的地面集塵裝置，其特征在于，通過轉(zhuǎn)變時(shí) 間對(duì)比進(jìn)行局部分辯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的地面集塵裝置(1)，它包括一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、一集塵容器以及一蓋子。該地面集塵裝置還設(shè)有一障礙識(shí)別系統(tǒng)(10)。為了改善地面集塵裝置有關(guān)障礙識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得該系統(tǒng)不易受損還很靈敏，本發(fā)明設(shè)置了多個(gè)位于突出區(qū)域上的探頭元件(14)。
文檔編號(hào)A47L9/28GK101342065SQ20081009261
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者烏爾里克·凱克, 喬格·薩默, 岡特·波彭, 帕特里克·施利施卡, 托斯滕·蘭, 拉斐爾·比爾澤 申請(qǐng)人:沃維克股份有限公司