自动行驶且自动转弯的地面清洁设备以及用于控制其运动的方法

自动行驶且自动转弯的地面清洁设备以及用于控制其运动的方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动行驶且自动转弯的地面清洁设备(10)，其包括壳体(20)以及形式为具有清洁刷毛(63)的清洁刷(36)的清洁工具，其中，壳体(20)形成刷容纳空间(40)，清洁刷(36)以能绕关于地面清洁设备(10)的纵向方向或主运动方向(22)在地面清洁设备(10)的横向方向(38)上取向的转动轴线(39)转动地驱动的方式容纳在该刷容纳空间中，并且其中，壳体(20)包括或构造出刷遮盖装置(50、51)，其在端侧至少以区段形式遮盖清洁刷(36)。为了提供这种能够实现更好的清洁效果的地面清洁设备，根据本发明提出，至少一个刷遮盖装置(50、51)以能相对壳体(20)的其余部分运动的方式构造并且能从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并且反之亦然，在该刷毛遮盖位置中，刷遮盖装置(50、51)在地面清洁设备(10)的横向方向(38)上侧向伸出超过清洁刷(36)的清洁刷毛(63)，在该刷毛释放位置中，清洁刷毛(63)的一部分在地面清洁设备(10)的横向方向(38)上侧向伸出超过刷遮盖装置(50、51)。此外，本发明还涉及一种用于控制这种类型的地面清洁设备的运动的方法。
【专利说明】自动行驶且自动转弯的地面清洁设备以及用于控制其运动 的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动行驶且自动转弯的地面清洁设备，其包括壳体以及形式为具 有清洁刷毛的清洁刷的清洁工具，其中，壳体形成刷容纳空间，清洁刷以能绕关于地面清洁 设备的纵向方向或主运动方向在地面清洁设备的横向方向上取向的转动轴线转动地驱动 的方式容纳在该刷容纳空间中，并且其中，壳体包括或构造出刷遮盖装置，其在端侧至少以 区段形式遮盖清洁刷。
[0002] 此外，本发明还涉及一种用于控制自动行驶且自动转弯的地面清洁设备的运动的 方法。

【背景技术】
[0003] 开头所述类型的地面清洁设备允许对地面进行自主的清洁。为了在地面上行驶， 地面清洁设备包括带驱动轮的通常保持在壳体上的行驶机构，这些驱动轮配属有能由控制 单元驱动的驱动马达。在地面清洁设备的横向方向上取向的清洁刷可以借助另一驱动马达 进行转动。这允许了将污物颗粒从待清洁的地面扫起，扫到地面清洁设备的污物容器并在 那里进行收集。清洁刷布置在刷容纳空间中，并且在该清洁刷的端侧分别至少以区段形式 被刷遮盖装置遮盖。刷遮盖装置用于保护存在于待清洁的空间中的障碍物以防与旋转的清 洁刷接触。这被证实特别是对可能会被清洁刷扫过、卷起并由此被损坏的窗帘或者挂帘具 有重要意义。
[0004] 此外，刷遮盖装置可以形成刷容纳空间的侧壁，当地面清洁设备具有抽吸组合件 以吸走被扫起的污物颗粒时，这已证实是有利的。由此，可以在很大程度上避免空气从侧向 进到刷容纳空间中，并且改善了清洁效果。
[0005] 对于开头所述类型的地面清洁设备，已证实不利的是，待清洁的空间的特别是沿 着墙壁或在拐角中的边沿区域仅能不充分地被由刷遮盖装置遮盖的清洁刷扫过并清洁。为 了改善自主的地面清洁设备的棱边和拐角清洁，对于自主的地面清洁设备公知的是，设置 具有伸出超过地面清洁设备的底面的清洁刷毛的附加清扫组合件，借助这些附加清扫组合 件来清洁棱边和拐角。但这种类型的地面清洁设备具有复杂的结构。此外，它们同样具有 如下缺点：障碍物、例如窗帘或挂帘可能会被清洁刷扫过、卷起以及损坏。


【发明内容】

[0006] 本发明的任务在于，提供这种类型的地面清洁设备，利用该地面清洁设备能够实 现更好的清洁效果。
[0007] 对于开头所述类型的地面清洁设备，该任务根据本发明通过如下方式来解决，即， 至少一个刷遮盖装置以能相对壳体的其余部分（im tlbrigen)运动的方式构造并且可以从 刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中并且反之亦然，在该刷毛遮盖位置中，刷遮盖装置在 地面清洁设备的横向方向上侧向伸出超过清洁刷的清洁刷毛，在该刷毛释放位置中，清洁 刷毛的一部分在地面清洁设备的横向方向上侧向伸出超过刷遮盖装置。
[0008] 在根据本发明的地面清洁设备中，其中至少一个刷遮盖装置具有两个位置。在刷 毛遮盖位置中，刷遮盖装置在地面清洁设备的横向方向上侧向伸出超过清洁刷毛。对此在 这里特别可以理解为，刷遮盖装置在横向方向上布置在清洁刷毛的外侧。位于刷遮盖装置 的背离刷容纳空间的外侧的障碍物可以受到该刷遮盖装置的保护以防旋转的清洁刷。刷遮 盖装置可以从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中。在刷毛释放位置中，清洁刷毛的一部 分，特别是在清洁刷的面向刷遮盖装置的端部上的清洁刷毛，在地面清洁设备的横向方向 上侧向伸出超过刷遮盖装置。以这种方式，清洁刷毛的一部分能够以自由的刷毛端部在外 侧从地面清洁设备伸出，并且特别是伸出超过底面。这允许了借助根据本发明的地面清洁 设备也可以有效清洁很难清洁的棱边以及拐角。伸出超过刷遮盖装置的清洁刷毛可以扫到 沿着棱边以及在拐角中的污物颗粒并将其从地面扫走。由此结果是利用根据本发明的地面 清洁设备可以实现改善的清洁效果。
[0009] 根据本发明的地面清洁设备的运动特别可以通过如下方式来控制，S卩，使地面清 洁设备以其纵向方向平行于棱边定位，并且使面向棱边的刷遮盖装置从刷毛遮盖位置转移 到刷毛释放位置中。这导致清洁刷毛在棱边处伸出超过刷遮盖装置。如果地面清洁设备平 行于棱边运动，那么沿着棱边的地面可以被有效清洁。
[0010] 优选的是，清洁刷的清洁刷毛至少在其面向至少一个能运动的刷遮盖装置的端部 上相对转动轴线倾斜地朝向刷遮盖装置的方向伸出。相对清洁刷的转动轴线倾斜的且相对 与之相关的径向方向倾斜的清洁刷毛朝向刷遮盖装置的方向伸出。由此，可以降低刷遮盖 装置的用于从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置的运动范围，并且反之亦然。
[0011] 有利的是，两个刷遮盖装置分别可以从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并 且反之亦然。由此，清洁刷毛可以在地面清洁设备的两侧上侧向伸出超过相应的刷遮盖装 置，从而可以在整体上改善清洁效果。
[0012] 有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置在外侧布置在壳体上，并且在刷毛遮盖 位置中，有利的是也在刷毛释放位置中，以区段形式构造出壳体的外轮廓。至少一个能运动 的刷遮盖装置在外侧布置在地面清洁设备关于其纵向方向或主运动方向的左侧或右侧上。 此外，至少在刷毛遮盖位置中，刷遮盖装置形成外轮廓的一部分。这提供了如下可能性，即， 刷遮盖装置可以接触到障碍物、例如特别是棱边或墙壁，并且由于该接触可以从刷毛遮盖 位置朝向其刷毛释放位置的方向转移，并且特别是直至转移到刷毛释放位置中。优选的是， 刷遮盖装置在刷毛释放位置中也可以形成外部轮廓的区段，从而可以保持与障碍物、例如 棱边或墙壁的接触，而清洁刷毛伸出超过刷遮盖装置以便能够实现沿棱边或墙壁的清洁。
[0013] 在根据本发明的地面清洁设备的最后提到的有利实施方式中，特别是提供了如下 可能性，即，使能运动的刷遮盖装置通过与其接触的障碍物从刷毛遮盖位置被动地转移到 刷毛释放位置。以这种方式可以省去用于刷遮盖装置的驱动。
[0014] 可以规定，至少一个刷遮盖装置在端侧完全或基本上完全遮盖清洁刷。这允许了 改善的保护以防障碍物。此外，还提供而来如下可能性，即，使刷容纳空间被刷遮盖装置侧 向完全或基本上完全封闭。
[0015] 有利的是，在至少一个能运动的刷遮盖装置与由地面清洁设备在下侧限定的接触 平面之间形成间隙，该接触平面在地面清洁设备定位在放置面上时与由该放置面限定的放 置平面重合，清洁刷毛在刷遮盖装置的刷毛释放位置中穿过该间隙。因为对地面的清洁通 过与其接触的清洁刷毛进行，所以当刷遮盖装置占据刷毛释放位置时，在刷遮盖装置与接 触平面之间保持有间隙就足够了。清洁刷毛可以穿过间隙，并且由此在其绕转动轴线旋转 期间在横向方向上伸出超过刷遮盖装置。
[0016] 已证实有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置在其面向用于地面清洁设备的放 置面的侧上，关于地面清洁设备在放置面上的运行位置沿地面清洁设备的纵向方向或主运 动方向具有前刷遮盖装置区段和后刷遮盖装置区段以及在布置在它们之间的凹部，清洁刷 毛在刷遮盖装置的刷毛释放位置中穿过该凹部。在凹部的区域中，刷遮盖装置的下边沿相 对于在前和后刷遮盖装置区段上的边沿相对接触平面回退，从而在凹部的区域中的边沿与 在前和后刷遮盖装置区段上的边沿相比更高地分布。由此，特别是提供了如下可能性，即， 当刷遮盖装置占据刷毛释放位置时，清洁刷毛仅穿过凹部，而清洁刷毛在前和后刷遮盖装 置区段的区域中并不在刷遮盖装置下方穿过。这能够实现通过刷遮盖装置对清洁刷的基本 上完全的遮盖。同时，清洁刷毛可以伸出超过在其刷毛释放位置中的刷遮盖装置。
[0017] 可以规定，至少一个能运动的刷遮盖装置在其面向用于地面清洁设备的放置面的 侧上，关于地面清洁设备在放置面上的运行位置至少以区段形式呈凹形地构造。例如，上面 提到的凹部具有从下方看呈凹形的形状。刷遮盖装置的面向接触平面的下边沿也可以在其 沿地面清洁设备的纵向方向的从前到后的整个长度上凹形地设计。由此，可以形成刷遮盖 装置与接触平面之间的间隙，在刷遮盖装置的刷毛释放位置中，清洁刷毛穿过该间隙。
[0018] 在根据本发明的地面清洁设备的有利实施方式中，已证实有利的是，清洁刷毛在 绕转动轴线旋转时以大约30°至大约70°，优选大约40°至大约60°的角范围伸出超过 至少一个能运动的、占据刷毛释放位置的刷遮盖装置。由此，清洁刷毛在接近地面时、在它 们接触时以及在离开地面时伸出超过刷遮盖装置，从而可以清洁布置在该刷遮盖装置之外 的地面区域。
[0019] 有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置可以在清洁刷的轴向方向上移动以从刷 毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并且反之亦然，其中，刷遮盖装置以有利的方式朝向清 洁刷的方向移动以从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中。这能够实现为地面清洁设备带 来结构简单的设计方案。例如，布置在壳体外侧上的且特别是形成外轮廓区段的刷遮盖装 置可以在接触到障碍物，例如棱边或墙壁时朝向清洁刷的方向移动并从刷毛遮盖位置转移 到刷毛释放位置中。
[0020] 有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置能移动地支承，特别是支撑在壳体的其 余部分上。
[0021] 有利的是，设置有导引装置，用于在从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中以及 反过来时导引至少一个能运动的刷遮盖装置。为此目的，在刷遮盖装置上以及在壳体的其 余部分上存现有共同作用的导引元件。
[0022] 有利的是，地面清洁设备包括至少一个回位元件，至少一个能运动的刷遮盖装置 可以逆着其回位力从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中。由于回位力，刷遮盖装置可以 从刷毛释放位置转移到刷毛遮盖位置中，而为此无需驱动。例如，该回位力在清洁刷的轴向 方向上作用，并且特别是用于使刷遮盖装置在轴向方向上从清洁刷离开地移动。
[0023] 有利的是，至少在清洁刷的被至少一个能运动的刷遮盖装置遮盖的端侧上不存在 用于能转动地支承清洁刷的支承元件。通过这种在清洁刷的面向能运动的刷遮盖装置的端 部上的"飘动的（fliegend)支承"可以实现地面清洁设备的紧凑的构造，其中，能运动的刷 遮盖装置也可以在刷毛遮盖位置中具有距清洁刷比较小的间距。在刷遮盖装置的刷毛释放 位置中伸出超过刷遮盖装置的清洁刷毛可以构造得比较短。用于刷支承的支承元件可以从 端侧朝向刷中部的方向安装。
[0024] 有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置在其刷毛遮盖位置中，与清洁刷的面向 刷遮盖装置的清洁刷毛间隔开。由此，当刷遮盖装置占据刷毛遮盖位置时，可以避免清洁刷 毛的由刷遮盖装置导致的磨损。此外，能够实现地面清洁设备的低嘈音运行。可以规定，除 了在穿过刷遮盖装置的下侧与地面清洁设备的接触平面之间的间隙之外，清洁刷毛在内侧 接触占据刷毛释放位置的能运动的刷遮盖装置。
[0025] 已证实有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置在其背离刷容纳空间的外侧上凸 形地构造，特别是在以区段形式形成外轮廓的刷遮盖装置的情况下，该刷遮盖装置可以通 过使其接触到障碍物的方式朝向清洁刷的方向移动。已经表明，能运动的刷遮盖装置可以 通过凸形的设计可靠地从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中。
[0026] 为了实现该优点，有利的是，至少一个能运动的刷遮盖装置在其背离刷空间的外 侧上，关于地面清洁设备的纵向方向在其前侧和/或后侧具有相对纵向方向倾斜的斜面。 例如当地面清洁设备在相对纵向方向或主运动方向成角度的情况下接触障碍物、例如特别 是墙壁时，这是有利的。由于斜面、例如倒棱或倒圆，刷遮盖装置能够以简单的方式接触墙 壁，从而使其可以从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并且特别是轴向朝向清洁刷的 方向移动。
[0027] 有利的是，至少一个刷遮盖装置在其面向用于地面清洁设备的放置面的侧上，关 于地面清洁设备在放置面上的运行位置，包括能弹性变形的唇形件。例如由橡胶材料制成 的能弹性变形的唇形件降低了地面清洁设备以刷遮盖装置在地面上被钩住的可能性。这特 别是在清洁地毯地面时是有利的。此外已证实有利的是，地面清洁设备的运动，例如在接下 来还会阐述的所谓的"贴墙行驶"或"贴障碍物行驶"时，依赖于至少一个刷遮盖装置与壳 体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动地被控制。可以在很大程度上确保刷遮盖 装置仅通过与侧向的障碍物，例如墙壁的接触被运动，而不是通过与地面接触，从而不会妨 碍对运动的控制。
[0028] 唇形件特别是在或大致在地面清洁设备的纵向方向上延伸。有利的是，在唇形件 与接触平面之间形成间隙，清洁刷毛可以穿过该间隙地伸出超过在其刷毛释放位置中的刷 遮盖装置。特别是可以在唇形件上形成前面提到的凹部。
[0029] 有利的是，至少一个刷遮盖装置具有遮盖件和污物导走件，该遮盖件在端侧至少 部分地遮盖清洁刷，该污物导走件布置在刷容纳空间中并且构造出污物导走面用以朝向地 面清洁设备的污物容器的进口的方向导走利用清洁刷从地面扫起的污物颗粒。从地面扫起 的污物颗粒可以到达污物导走面，该污物导走面朝向污物容器的进口的方向取向。这能够 实现，有针对性地将污物颗粒转移到污物容器中。特别是在存在有抽吸组合件以产生穿过 刷容纳空间进入污物容器中的抽吸气流的情况下，已证实地面清洁设备的这种设计方案是 特别有利的。
[0030] 例如，遮盖件可以设计成板状或者大致呈板状。污物导走件可以在轴向上与遮盖 件间隔开并伸入刷容纳空间中。
[0031] 有利的是，在能运动的刷遮盖装置从刷毛遮盖位置运动到刷毛释放位置中以及反 过来时，污物导走件与遮盖件牢固地连接并与该遮盖件一起运动。由此，简单地保持了地面 清洁设备的结构设计方案。
[0032] 可以规定，污物导走件在清洁刷的周向方向上部分包围清洁刷。例如，污物导走件 在清洁刷的大约四分之三的周长上包围清洁刷。
[0033] 如果清洁刷按照"簸箕"清洁原理工作，那么污物导走面在地面清洁设备的纵向方 向上优选布置在清洁刷之后，并且污物颗粒可以从下方被扫到污物导走面上。
[0034] 有利的是，地面清洁设备包括传感器单元，用以检测至少一个能运动的刷遮盖装 置与壳体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动。传感器单元例如可以提供传感器 信号，依赖于该传感器信号可以控制地面清洁设备的运动。这特别能够实现所谓的"贴墙行 驶"，其中，地面清洁设备平行于墙壁运动，沿着该墙壁以在其刷毛释放位置中伸出超过刷 遮盖装置的清洁刷毛来清洁地面，其中，刷遮盖装置通过与墙壁的接触转移到刷毛释放位 置中并保持在那里。
[0035] 有利的是，传感器单元具有至少一个传感器元件，借助该传感器元件可以非接触 式地检测至少一个能运动的刷遮盖装置与壳体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对 运动，特别是避免了对相对位置和/或相对运动的遭受机械磨损的接触式的检测。
[0036] 有利的是，设置有对至少一个能运动的刷遮盖装置与壳体的其余部分的相对位置 和/或相对运动的连续检测。以这种方式可以更精确地控制地面清洁设备的运动。
[0037] 在实际应用地面清洁设备时已证实有利的是，至少一个传感器元件是霍尔传感 器。在使用霍尔传感器的情况下，可以确保高测量精度以及对相对位置和/或相对运动的 非接触式的检测。也能够实现对相对位置和/或相对运动的连续检测。
[0038] 有利的是，传感器单元具有至少一个磁体，该磁体布置在至少一个能运动的刷遮 盖装置的容纳部中，并且至少一个霍尔传感器布置在壳体的其余部分上并与该至少一个磁 体共同作用。在刷遮盖装置运动时，布置在容纳部中的磁体被运动。这种运动可以被布置在 壳体的其余部分中的霍尔传感器记录，并且可以提供与之相关的传感器信号。例如至少一 个磁体布置在由前面提到的污物导走件形成的容纳部中，优选在其背离清洁刷的侧上，以 便保护磁体以防污物颗粒。例如，污物导走件具有布置在清洁刷上方的区段，该区段具有容 纳部，磁体从上方置入该容纳部中，并且其在下侧覆盖其上布置有霍尔传感器的壳体区段， 从而使霍尔传感器也可以受到保护以防污物颗粒。
[0039] 有利的是，地面清洁设备包括控制单元，关于至少一个能运动的刷遮盖装置与壳 体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动的传感器信号可以传输给该控制单元，并 且地面清洁设备包括具有驱动轮的行驶机构，驱动轮配属有至少一个与控制单元作用连接 (Wirkverbindung)的驱动马达，该驱动马达可以由控制单元依赖于传感器信号来驱控。
[0040] 如前面已经提到的那样，这能够实现依赖于传感器单元的传感器信号来控制地面 清洁设备的运动。由此，特别是可以执行同样已经提到的"贴墙行驶"，并且可以对沿墙壁的 地面进行清洁。
[0041] 可以规定，地面清洁设备包括抽吸组合件，用以将污物吸入地面清洁设备的污物 容器中。在使用抽吸组合件的情况下可以实现更好的清洁效果。
[0042] 本发明的任务还在于，提供一种用于控制自动行驶且自动转弯的地面清洁设备的 方法，通过该方法的实施方案实现了更好的清洁效果。
[0043] 该任务通过根据本发明的方法来解决，通过该方法控制前面提到的自动行驶且自 动转弯的地面清洁设备的运动，其中，借助地面清洁设备的传感器单元来检测至少一个能 运动的刷遮盖装置与壳体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动，并且将与之相关 的传感器信号传输给地面清洁设备的控制单元，并且其中，地面清洁设备包括带驱动轮的 行驶机构，驱动轮配属有至少一个与控制单元作用连接的驱动马达，该驱动马达由控制单 元依赖于传感器信号来驱控。
[0044] 如已经提到的那样，借助根据本发明的方法，可以利用刷遮盖装置与壳体彼此间 的相对位置和/或相对运动，以便执行对障碍物的边沿附近的清洁。其他结合根据本发明 的地面清洁设备已经提到的优点在使用该方法的情况下同样可以实现。
[0045] 有利的是，借助传感器单元来检测障碍物、特别是墙壁的存在，并且借助控制单元 以如下方式来计算地面清洁设备朝向障碍物的方向的路程，即，使地面清洁设备以至少一 个能运动的刷遮盖装置接触到障碍物并且使该刷遮盖装置从刷毛遮盖位置运动到刷毛释 放位置中。在识别出障碍物、特别是墙壁之后，地面清洁设备可以如下这样行驶，即，使刷遮 盖装置在接触到障碍物的情况下转移到刷毛释放位置中，从而清洁刷毛伸出超过刷遮盖装 置。特别是地面清洁设备可以在考虑到传感器信号的情况下平行于障碍物取向。
[0046] 有利的是，在障碍物接触至少一个能运动的刷遮盖装置的情况下，地面清洁设备 依赖于传感器信号地沿着障碍物行驶，其中，刷遮盖装置占据刷毛释放位置。这允许了执行 所谓的"贴着障碍物行驶"，其中，对沿着障碍物的地面进行清洁。特别是地面清洁设备平行 于障碍物行驶。
[0047] 有利的是，检测至少一个驱动马达的马达电流和/或马达转矩并且将与之相关的 测量信号提供给控制单元，控制单元在驱控驱动马达时除了传感器信号还考虑到该测量信 号。特别地，马达电流和/或马达转矩是针对阻力的参量，当地面清洁设备沿着障碍物行驶 时，障碍物以该阻力反作用于地面清洁设备。例如，如果地面清洁设备相对障碍物发生倾 斜，那么这可以由地面清洁设备借助马达电流和/或马达转矩来测定，并且改变对驱动马 达的驱控，从而使地面清洁设备又沿着障碍物行驶。由此，在与控制单元的传感器信号相结 合的情况下，能够以可靠的方式实施贴着障碍物行驶。
[0048] 特别地，借助根据本发明的方法能够实现改善的拐角清洁。例如，从两个方向驶近 待清洁的拐角并对其进行清洁。地面清洁设备可以执行沿着在拐角处相接的墙壁的贴墙行 驶，其中，首先沿着一个墙壁驶近拐角，地面清洁设备紧接着在另一墙壁处定位并沿着另一 墙壁驶近拐角。在此已证实有利的是，如前面提到的那样，地面清洁设备包括两个在彼此对 置的外侧上的能运动的刷遮盖装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0049] 以下对本发明优选实施方式的描述结合附图用于进一步阐述本发明。其中：
[0050] 图1从下方示出根据本发明的地面清洁设备的优选实施方式的视图；
[0051] 图2示出图1中的局部A的放大示图，其中，地面清洁设备的刷遮盖装置占据刷毛 遮盖位置；
[0052] 图3示出相应于图2的示图，其中，刷遮盖装置占据刷毛释放位置；
[0053] 图4沿图1中箭头"4"的方向示出图1的地面清洁设备的侧视图；
[0054] 图5以立体分解图的形式示出地面清洁设备的剖切的部分示图，其中，特别是示 出了地面清洁设备的传感器单元的磁体以及壳体、刷遮盖装置、清洁刷的一部分；并且
[0055] 图6示出图1的地面清洁设备的示意性的方块图。

【具体实施方式】
[0056] 图1从下方示出整体以附图标记10标注的地面清洁设备的优选实施方式。地面 清洁设备10构造成自动行驶且自动转向的，并且构造成所谓的"清洁机器人"的形式。为 了在待清洁的放置面或地面12 (图4)上行驶，地面清洁设备10包括行驶机构14,该行驶机 构包括两个驱动轮15和16以及两个能枢转的非驱动式的转向滚轮17和18。驱动轮15、 16和转向滚轮17、18限定出地面清洁设备10的接触平面，该接触平面在地面清洁设备的运 行位置中与由地面12限定的放置平面重叠。
[0057] 行驶机构14在下侧保持在地面清洁设备10的壳体20上，该壳体构成地面清洁设 备10的基体。壳体20限定出地面清洁设备10的纵向方向或主运动方向22,当驱动轮15 和16以相同的力来驱动，地面12以相同的阻力反作用于它们，并且地面清洁设备10没有 接触到障碍物时，地面清洁设备10沿着该纵向方向或主运动方向运动。
[0058] 如从图6中看到的那样，驱动轮15、16配属有驱动马达24或25,它们通过控制线 路26或27与控制单元28作用连接且可以被该控制单元驱控。此外，驱动轮15、16配属有 轮编码器（Radencoder) 29或30,它们通过信号线路31或32与控制单元28连接，以便为它 提供关于轮15或16的转圈数量的信号。
[0059] 此外，地面清洁设备10包括地面清洁单元34,该地面清洁单元通过控制线路与控 制单元28作用连接，在图6中示例性地仅示出了这些控制线路中的一条控制线路35。地面 清洁单元34包括清洁刷36和在图1中仅示意性示出的抽吸组合件37。
[0060] 清洁刷36设计为辊刷，其限定出在地面清洁设备10的横向方向38上取向的刷轴 线39,该刷轴线同时也是清洁刷36的转动轴线。清洁刷36靠近地面清洁设备10的前侧以 能转动驱动的方式容纳在由壳体20构成的刷容纳空间40中，其中，设置有地面清洁单元34 的在图中未示出的驱动马达以对清洁刷进行驱动。在刷容纳空间40中，清洁刷36"自由飘 动"地支承，其中，清洁刷的端侧41和42没有用于能转动地支承的支承元件。具体而言，对 清洁刷36的支承以与相应的端侧41、42相间隔的方式通过支承套筒43和44来实现。驱 动马达的驱动力通过支承套筒43传递到清洁刷36上。
[0061] 清洁刷36根据"簸箕"清洁原理进行工作，其中，其转动方向是如下这样的，污物 颗粒朝向地面清洁设备10的后侧的方向从地面12被扫起并且被扫到倾斜向后且向上上升 的污物导走面上。在抽吸组合件37的作用下，污物颗粒穿过污物容器46的进口 47从污物 导走面45被吸入污物容器46中（图5)。
[0062] 如特别是从图1至图3中看到的那样，刷容纳空间40沿着成个横向方向38从地 面清洁设备10的左侧48延伸至右侧49。在左侧48和右侧49上，刷容纳空间40借助壳 体20的刷遮盖装置50或者51在横向方向38上侧向封闭。由此，刷遮盖装置50和51构 成刷容纳空间40的在端侧41或42上基本完全遮盖清洁刷36的壁。此外，刷遮盖装置50 和51在外侧地布置在地面清洁设备10上，其中，刷遮盖装置作为基体的一部分构成地面清 洁设备10的外轮廓的一部分，并且在左侧48或者右侧49上沿横向方向38侧向伸出超过 地面清洁设备10的其余构件。
[0063] 刷遮盖装置50和51关于地面清洁设备10的中间纵向平面在功能和构造上彼此 对称地构造。出于这些原因，下面仅介绍在左侧48上的刷遮盖装置50。
[0064] 刷遮盖装置50包括在横向方向上在外侧布置的遮盖件52以及与该遮盖件连接 的、在横向方向38上在内侧布置的污物导走件53。遮盖件52在清洁刷的端侧41上在外侧 基本完全遮盖清洁刷36。在内侧，污物导走件53与遮盖件52相间隔，该污物导走件具有关 于刷轴线39的轴向延伸并且伸入刷容纳空间40中。
[0065] 遮盖件52具有在侧视图中近似呈蛋形至椭圆形的且在空间上呈凹凸形的形状， 其中，该遮盖件在地面清洁设备10的纵向方向22以及高度方向上在外侧凸地构造。在外 边沿上，遮盖件52具有两级式倒棱54,该两级式倒棱沿着遮盖件52的边沿从前侧延伸至后 侦k特别地，遮盖件52由此在前侧和后侧上关于纵向方向22设有斜面，从而使得该遮盖件 的轮廓过渡到壳体20的其余部分中。
[0066] 遮盖件52包括两个区段，即较大的上区段55和较小的下区段56。下区段56面向 地面12并且设计为唇形件57。唇形件57由能弹性变形的材料、例如橡胶制成，并且基本沿 纵向方向22延伸。在唇形件57与地面12之间形成间隙58。该间隙用于使刷遮盖装置50 在特别是在地毯地面12上行驶时不发生倾斜并且使地面清洁设备10不被钩住。为了附加 地降低发生倾斜的危险设置有能弹性变形的唇形件57,而遮盖件52的上区段55刚性地构 造。
[0067] 唇形件57具有前唇形件区段59和后唇形件区段60,唇形件57的下边沿沿着该前 唇形件区段和后唇形件区段分别平行于地面12延伸。间隙58在前唇形件区段59和后唇 形件区段60的区域中大小一样并且在几毫米的范围内。在唇形件区段59和60之间存在 有中部唇形件区段61，在该中部唇形件区段的区域中唇形件57具有相对于地面12呈凹形 的凹部62。由于凹部62,唇形件57的下边沿相对于地面12回退，从而间隙58在凹部62 区域中大于在唇形件区段59和60的区域中。
[0068] 凹部62大致具有从后向前扩宽的棒状的形状，并且该凹部在纵向方向22上定位 成使该凹部的中部大致布置在刷轴线39之下。由此，从左侧48来观察（图4)，清洁刷36 在很小的区段中没有完全被遮盖件52遮盖，具体而言涉及到清洁刷36的清洁刷毛63的自 由端部，并且关于该清洁刷在其绕刷轴线39旋转时在大约55度的角范围上没有被覆盖。 [0069] 污物导走件53在其周向方向上大约四分之三地包围清洁刷36,并且具有前区段 64、上区段65和后区段66。后区段66形成污物导走面67,该污物导走面轴向在污物导走 件53的长度上遮盖已经提到的污物导走面45。因此，由清洁刷36扫起的污物可以被导引 到污物导走面57上，并且从该污物导走面朝向进口 47的方向被导引。有利的是，进口 47 由此能够以其外侧边沿与左侧48间隔开，并且尽管如此污物颗粒仍然可以被可靠地导引 到导污物容器46中。
[0070] 刷遮盖装置50以能轴向运动的方式支承在壳体20的其余部分上。为此目的，固 定在遮盖件52上的轴颈形式的支承元件68固定在前侧和后侧上（在图5中，在壳体20上 示出）。支承元件68伸入壳体20上的支承套筒形式的对应的支承元件69中（在图5中 仅示出一个支承元件69)。刷遮盖装置50的移动逆着弹性在此为螺旋弹簧形式的回位元 件70的回位力进行，该螺旋弹簧支撑在壳体20上的支承套筒中，伸入遮盖件52上的凹部 中并且支撑在该遮盖件上。回位力向外作用，从而使得刷遮盖装置50在基本位置中被回位 元件70向外压并且可以逆着回位力被移动到清洁刷36上。
[0071] 如特别是从图2中看到的那样，刷遮盖装置50在清洁刷36的面向刷遮盖装置50 的端部上沿横向方向38侧向伸出超过清洁刷毛63,从而遮盖件52关于清洁刷毛63的自由 端部布置在外侧。清洁刷毛63以其自由端部布置在遮盖件52的面向刷容纳空间40的侧 上，并且特别是轴向与遮盖件52间隔开。出于该原因，刷遮盖装置50的基本位置也被称为 刷毛遮盖位置，当没有力从外侧作用到刷遮盖装置上时，刷遮盖装置占据该刷毛遮盖位置。 在此，可以避免清洁刷毛63由于磨损而与遮盖件52接触。
[0072] 当地面清洁设备10接触到障碍物，例如应当沿其进行清洁的墙壁时，刷遮盖装置 50由于在清洁刷36的轴向方向上作用的力可以被移动。刷遮盖装置50的移动在清洁刷 的方向上进行，直至到达刷毛释放位置（图3)。在移入的刷毛释放位置中，清洁刷毛63在 清洁刷36的面向遮盖件52的端部上以其自由的端部在横向方向38上侧向伸出超过遮盖 件52。在此，清洁刷毛63在凹部62的区域中在上面提到的大约55°的角范围上穿过间隙 58。为此目的，已证实有利的是，清洁刷毛63在面向遮盖件52的端部上相对刷轴线39以 及与之相关的径向方向倾斜地取向。
[0073] 因为清洁刷36自由飘动地支承，可以实现紧凑的结构形式，其中，仅需要大约5mm 的很小的移动路程以将刷遮盖装置50从刷毛遮盖位置移动到刷毛释放位置。
[0074] 在刷遮盖装置50的刷毛释放位置中，清洁刷毛63在横向方向38上侧向伸出超过 遮盖件52。由此，特别是提供了如下可能性，S卩，可以执行对地面12的清洁，直至接触到刷 遮盖装置50的且将其从刷毛遮盖位置移动到刷毛释放位置中的障碍物，例如尤其是墙壁。 同样在刷毛释放位置中，刷遮盖装置50连同遮盖件52形成地面清洁设备10的外轮廓的一 部分，从而使得侧向伸出的清洁刷毛63的自由端部同时伸出超过地面清洁设备10的基体 以及底面。
[0075] 由此，借助根据本发明的地面清洁设备可以实现对地面12的有效清洁。通过将刷 遮盖装置50从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中可以扫过地面12的在障碍物附近的区 域，并且污物颗粒可以从该区域被扫起。此外，在抽吸组合件37的作用下，通过构造出抽吸 流可以使污物颗粒穿过间隙58被吸入污物容器中。
[0076] 不仅在刷毛遮盖位置中而且也在刷毛释放位置中，遮盖件52在端侧都基本上完 全遮盖清洁刷36。由此，障碍物例如特别是窗帘或者挂帘受到保护以被防清洁刷36扫过。 此外，朝向抽吸组合件37的方向的抽吸流得到改善。
[0077] 此外，地面清洁设备10包括具有多个传感器元件的传感器单元72,这些传感器元 件通过信号线路与控制单元28作用连接，在图6中仅示出了这些信号线路中的一条信号线 路73。传感器单元72具有霍尔传感器74,该霍尔传感器配属于刷遮盖装置50。霍尔传感 器74紧固在壳体20上，在布置在污物导走件53的上区段65上方的壳体区段75上。在上 区段65上形成有槽状的容纳部76,永磁体77定位在该容纳部中。
[0078] 在刷遮盖装置51的情况下，也存在有相应的霍尔传感器、容纳部和磁体。
[0079] 借助霍尔传感器74可以非接触式地检测刷遮盖装置50相对于壳体20其余部分 的相对运动和相对位置，并且为控制单元28提供与之相关的连续的传感器信号。此外，当 刷遮盖装置50相对于壳体20的其余部分运动时，由于运动的磁体77而在霍尔传感器74 中产生信号，该信号可以被控制单元28评估以检测刷遮盖装置50的运动和/或位置。
[0080] 控制单元28可以通过控制线路26和27依赖于传感器信号地驱控驱动马达24或 25。这特别是提供了如下可能性，S卩，地面清洁设备10沿着并且尤其是平行于障碍物、特别 是墙壁行驶，以便进行对地面12的在障碍物附近的清洁。
[0081] 为了在执行所谓的"贴墙行驶"（其中，刷遮盖装置50接触墙壁）的情况下进行对 地面12的在墙壁附近的清洁，例如可以进行如下操作：
[0082] 地面清洁设备10可以借助传感器单元72的传感器元件来识别墙壁，并且将传感 器信号发送到控制单元28。在这种情况下，在图4中示出光学传感器元件78,但也可以设 置触觉式传感器元件。控制单元28可以计算出路程以及特别是角度，在该路程以及特别是 角度下，地面清洁设备10朝向墙壁的方向运动，从而使刷遮盖装置50接触到墙壁并且通过 该墙壁从刷毛遮盖位置朝向刷毛释放位置的方向移动。为此目的，已证实有利的是，遮盖件 52在外侧凸形地构造并且具有倒棱54。当地面清洁设备10以相对墙壁比较大的角度取向 时，那么刷遮盖装置50也可以被移动。
[0083] 备选或者补充地可以规定，地面清洁设备10以刷遮盖装置50接触障碍物，与之相 关的传感器信号被发送给控制单元28,并紧接着在传感器元件78的辅助下由控制单元28 确定障碍物是墙壁。
[0084] 接近着，地面清洁设备10能够以纵向方向22平行于墙壁取向，其中，刷遮盖装置 50占据刷毛释放位置，并且此外基本上面式地接触墙壁。为了精确协调接触，遮盖件52在 外侧具有扁平的凸起部79,该凸起部被设计成肋条状，并且沿纵向方向22延伸。如上面提 到的那样，清洁刷毛63的自由端部在凹部62的区域中穿过间隙58。
[0085] 以该方式，地面清洁设备10可以平行于墙壁行驶，其中，由于占据刷毛自由位置 的刷遮盖装置50使得在墙壁附近的清洁成为可能。此外，该运动可以借助霍尔传感器74 的传感器信号来控制。如果传感器元件改变了，那么控制单元28可以识别出地面清洁设备 10偏离了期望的运动方向，并且驱控驱动马达24和25以校正该运动。
[0086] 在运动控制中可以考虑到驱动马达24和25的同样可以由控制单元28来检测的 马达电流和/或马达转矩以及轮编码器29和30的信号。当地面清洁设备10例如在沿着墙 壁行驶时发生倾斜时，马达功率和/或马达转矩以及驱动轮15和16的转速发生变化。除 了霍尔传感器74的传感器信号之外，控制单元28可以借助测量信号测定地面清洁设备10 偏离了期望的运动方向，并且在必要时进行方向校正。
[0087] 因为不仅在左侧48而且也在右侧49都存在有能运动的刷遮盖装置50或51，所以 地面清洁设备10能够以左侧48以及右侧49进行贴墙行驶。这被证实尤其是对拐角清洁 特别有利。例如，地面清洁设备10沿着第一墙壁行驶尽可能直到拐角，并且沿着第一墙壁 进行清洁。紧接着，地面清洁设备10可以倒车驶近第二墙壁，并且沿着第二墙壁行驶尽可 能直到拐角，并且在此沿着第二墙壁进行清洁。已经表明，以这种方式可以清洁拐角，仅除 了相对较小的、清洁刷36的清扫平面（Kehrspiegel)扫不到的剩余污物区域。
【权利要求】
1. 一种自动行驶且自动转弯的地面清洁设备（10)，所述地面清洁设备包括壳体（20) 以及形式为具有清洁刷毛￠3)的清洁刷（36)的清洁工具，其中，壳体（20)形成刷容纳空 间（40)，清洁刷（36)以能绕关于地面清洁设备（10)的纵向方向或主运动方向（22)在地面 清洁设备（10)的横向方向（38)上取向的转动轴线（39)转动地驱动的方式容纳在所述刷 容纳空间中，并且其中，壳体（20)包括或构造出刷遮盖装置（50、51)，所述刷遮盖装置在端 侧至少以区段形式遮盖清洁刷（36)，其特征在于，至少一个刷遮盖装置（50、51)以能相对 壳体（20)的其余部分运动的方式构造并且能从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并 且反之亦然，在所述刷毛遮盖位置中，所述刷遮盖装置（50、51)在地面清洁设备（10)的横 向方向（38)上侧向伸出超过清洁刷（36)的清洁刷毛（63)，在所述刷毛释放位置中，清洁刷 毛（63)的一部分在地面清洁设备（10)的横向方向（38)上侧向伸出超过所述刷遮盖装置 (50,51)〇
2. 根据权利要求1所述的地面清洁设备，其特征在于，清洁刷（36)的清洁刷毛（63)至 少在其面向至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)的端部上相对转动轴线（39)倾斜地朝 向所述刷遮盖装置（50、51)的方向伸出。
3. 根据权利要求1或2所述的地面清洁设备，其特征在于，两个刷遮盖装置（50、51)分 别能从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中，并且反之亦然。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个能运 动的刷遮盖装置（50、51)在外侧布置在壳体（20)上，并且在刷毛遮盖位置中、优选也在刷 毛释放位置中，以区段形式构造出壳体（20)的外轮廓。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，至少一个刷遮盖装 置（50、51)在端侧完全或基本上完全遮盖清洁刷（36)。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，在所述至少一个能 运动的刷遮盖装置（50、51)与由地面清洁设备（10)在下侧限定出的接触平面之间形成间 隙（58)，所述接触平面在地面清洁设备（10)定位在放置面（12)上时与由所述放置面限定 出的放置平面重合，清洁刷毛（63)在所述刷遮盖装置（50、51)的刷毛释放位置中穿过所述 间隙。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个能运 动的刷遮盖装置（50、51)在其面向用于地面清洁设备（10)的放置面（12)的侧上，关于地 面清洁设备（10)在放置面（15)上的运行位置沿地面清洁设备（10)的纵向方向（22)具有 前刷遮盖装置区段（59)和后刷遮盖装置区段（60)以及布置在它们之间的凹部（62)，清洁 刷毛￠3)在所述刷遮盖装置（50、51)的刷毛释放位置中穿过所述凹部。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，清洁刷毛￠3)在绕 转动轴线（39)旋转时以大约30°至大约70°，优选大约40°至大约60°的角范围伸出超 过所述至少一个能运动的、占据刷毛释放位置的刷遮盖装置（50、51)。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个能运 动的刷遮盖装置（50、51)能在清洁刷（36)的轴向方向上移动，以便从刷毛遮盖位置转移到 刷毛释放位置中，并且反之亦然。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，地面清洁设备 (10)包括至少一个回位元件（70)，所述至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)能逆着所述 回位元件的回位力从刷毛遮盖位置转移到刷毛释放位置中。
11. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，至少在清洁刷 (36)的由所述至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)遮盖的端侧（41)上不存在用于能转 动地支承清洁刷（36)的支承元件。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个能运 动的刷遮盖装置（50、51)在刷毛遮盖位置中与清洁刷（36)的面向所述刷遮盖装置（50、51) 的清洁刷毛（63)间隔开。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个能运 动的刷遮盖装置（50、51)在其背离刷容纳空间（40)的外侧上凸形地构造。
14. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，至少一个刷遮盖 装置（50、51)在其面向用于地面清洁设备（10)的放置面（12)的侧上，关于地面清洁设备 (10)在所述放置面（12)上的运行位置，包括能弹性变形的唇形件（57)。
15. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，至少一个刷遮盖装 置（50、51)具有遮盖件（52)和污物导走件（53)，所述遮盖件在端侧至少部分地遮盖清洁刷 (36)，所述污物导走件布置在刷容纳空间（40)中，并且构造出污物导走面（67)用以朝向地 面清洁设备（10)的污物容器（46)的进口（47)的方向导走利用清洁刷（36)从地面（12) 扫起的污物。
16. 根据权利要求15所述的地面清洁设备，其特征在于，在能运动的刷遮盖装置（50、 51)从刷毛遮盖位置运动到刷毛释放位置中以及反过来时，污物导走件（53)与遮盖件（52) 牢固地连接并与所述遮盖件一起运动。
17. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，地面清洁设备 (10)包括传感器单元（72)，用以检测所述至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)与壳体 (20)的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动。
18. 根据权利要求17所述的地面清洁设备，其特征在于，传感器单元（72)具有至少一 个传感器元件（74)，借助所述传感器元件能非接触式地检测所述至少一个能运动的刷遮盖 装置（50、51)与壳体（20)的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动。
19. 根据权利要求18所述的地面清洁设备，其特征在于，所述至少一个传感器元件 (74)是霍尔传感器（74)。
20. 根据权利要求19所述的地面清洁设备，其特征在于，传感器单元（72)具有至少一 个磁体（77)，所述磁体布置在所述至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)的容纳部（76) 中，并且所述至少一个霍尔传感器（74)布置在壳体（20)的其余部分上并与所述至少一个 磁体（77)共同作用。
21. 根据权利要求17至20中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，地面清洁设备 (10)包括控制单元（28)，关于所述至少一个能运动的刷遮盖装置（50、51)与壳体（20)的 其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动的传感器信号能传输给所述控制单元，并且地 面清洁设备（10)包括具有驱动轮（15、16)的行驶机构（14)，所述驱动轮配属有至少一个与 控制单元（28)作用连接的驱动马达（24、25)，所述驱动马达能由所述控制单元（28)依赖于 传感器信号来驱控。
22. 根据上述权利要求中任一项所述的地面清洁设备，其特征在于，地面清洁设备 (10)包括抽吸组合件（37)，用以将污物吸入地面清洁设备（10)的污物容器（46)中。
23. -种用于控制根据上述权利要求中任一项所述的自动行驶且自动转弯的地面清洁 设备的运动的方法，其中，借助地面清洁设备的传感器单元来检测至少一个能运动的刷遮 盖装置与壳体的其余部分彼此间的相对位置和/或相对运动，并且将与之相关的传感器信 号传输给地面清洁设备的控制单元，并且其中，地面清洁设备包括具有驱动轮的行驶机构， 所述驱动轮配属有至少一个与控制单元作用连接的驱动马达，所述驱动马达由所述控制单 元依赖于传感器信号来驱控。
24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，借助传感器单元来检测障碍物、特别 是墙壁的存在，并且借助控制单元以如下方式来计算地面清洁设备朝向障碍物的方向的路 程，即，使地面清洁设备以所述至少一个能运动的刷遮盖装置接触到障碍物并使所述刷遮 盖装置从刷毛遮盖位置运动到刷毛释放位置中。
25. 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在障碍物与至少一个能运动的占据刷 毛释放位置的刷遮盖装置接触的情况下，地面清洁设备依赖于传感器信号地沿着障碍物行 驶。
26. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，检测所述至少一个驱动马达的马达电 流和/或马达转矩并且将与之相关的测量信号提供给控制单元，所述控制单元在驱控驱动 马达时除了传感器信号之外还考虑到所述测量信号。
【文档编号】A47L9/00GK104271021SQ201380024730
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年5月18日
【发明者】马蒂亚斯·麦克, 京特·埃贝尔, 马丁·施密德高尔, 雅各布·扬岑, 戈特弗里德·本斯勒, 马尔库斯·杜勒 申请人:阿尔弗雷德·凯驰两合公司