Angetriebener Staubsauger

Beschreibung

[0001] Beim Staubsaugen mit heute üblichen Staubsaugern, bestehend aus einem länglichen Schlitten und einer an einem Schlauch und Stahlrohr hängenden Saugdüse, stellt der hinter dem Benutzer hergezogene Schlitten ein ständiges Ärgernis dar. Der Schlitten verhakt sich besonders an hervorstehenden Kanten, wenn der Benutzer selbst bereits um die Kante herum gegangen ist und der Zug am Schlauch nicht mehr in Vorwärtsrichtung erfolgt. Beim Saugen in engen Korridoren, die häufig durch dicht beeinanderstehende Möbel gebildet werden, oder in engen Zimmern, in die der Schlitten hineingezogen wird, ist es meist nicht möglich den Schlitten zu wenden und aus der Sackgasse vorwärts wieder herauszugehen. Das letztgenannte Problem ist besonders gravierend bei länglichen Schlitten mit feststehenden Rädern, die einen großen Wendekreis und kleine Manövrierfähigkeit haben.

[0002] Bisher bekannte Lösungen des Problems bestehen darin, den Staubsauger von Hand um das Hindernis herumzuführen oder falls dies nicht gelingt, diesen aufzunehmen und mit samt der Saugdüse wegzutragen.

[0003] Aus der Europäischen Patentschrift 0 319 700 B1 ist ein fahrbarer Staubsauger mit einem an eine Saugöffnung seines Gehäuses anschließbaren Saugschlauch, einem zur Vorderseite des Gehäuses hin an der Gehäuseunterseite verschwenkbar angeordneten Bugrad und mit zwei seitlich einem Gehäuse zu dessen Rückseite hin angeordneten Bodenrädern bekannt. Dieser Staubsauger folgt mit Hilfe von an ihm angebrachten Sensoren, welche Hindernisse erkennen und einem Elektromotor, welcher die Bodenräder antreibt, sowie einer Lenkeinrichtung für das Bugrad einem Zugsensor an dem Saugschlauch und einer Steuervorrichtung, die die Signale der Sensoren auswertet dem Benutzer. Das Bugrad wird so gelenkt, daß der Staubsauger an Hindernissen vorbeifährt.

[0004] Aus der US-Patentschrift 5 109 566 ist eine selbstbewegliche Reinigungsapparatur bekannt, welche einen Sensor zur Hinderniserkennung, einen Sensor zur Erkennung vom Benutzer ausgehenden Zuges und Lenkmittel für die Richtungsvorgabe des Reinigungsgerätes aufweist. Weiterhin sind dort Steuermittel vorgesehen, welche in Abhängigkeit der Sensorsignale die Lenkmittel und/oder den Antrieb steuern. Auch weist dieses Gerät ein Speichermittel zum Speicher von Steueraktionen des Steuermittels auf. Im manuellen Betrieb wird dieses Gerät durch Zug vom Benutzer ausgelöst und folgt diesem, bis er wieder anhält. Falls auf diesem Weg von Hindernissensoren des Gerätes ein Hindernis erkannt wird, so stoppt es ab.

[0005] Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 48 156 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen mit seitlich im Abstand angeordneten, durch getrennte elektrische Antriebsmotoren und diesen zugeordneten Impulsfolgen angetriebenen Rädern bekannt, bei der eine Aufzeichnungsvorrichtung für die den Antriebsmotoren zugeführten bei der Wiedergabe der Aufzeichnung erneut vorgebbaren, den Arbeitsgang der Maschinen wiederholende, Impulsfolgen vorgesehen ist.

[0006] Weitere Vorrichtungen dieser Art sind nicht bekannt.

[0007] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Staubsauger anzugeben, mit dem man auch in engen Korridoren und anderen beengten Umgebungen saugen kann, ohne den Staubsauger aufzuheben oder diesen mit den Fuß rückwärts aus der beengten Umgebung hinauszumanövrieren.

[0008] Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0009] Alle übrigen Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.

[0010] Ein besonderer Vorteil des erfundenen Staubsaugers besteht darin, daß im Vergleich zum Stand der Technik nur geringfügige Modifikationen, wie die Anbringung eines Speichermittels und die Erarbeitung eines Programms für den Mikroprozessor, welches den Sensoren auswertet erforderlich sind, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. Besonders vorteilhaft ist es, beim Rücklauf des Staubsaugers die Motoren des Antriebs umgekehrt anzutreiben und die Steuerung des Staubsaugers in umgekehrter Reihenfolge mit gleicher Zeitabhängigkeit wie beim Vorwärtsfahren durchzuführen, da so keinerlei zusätzliche Sensorik erforderlich ist.

[0011] Günstig ist es bei nicht mehr vorhandenem Benutzerzug den Rücklauf zu stoppen.

[0012] Weiterhin kann es vorteilhaft sein, beim erfindungsgemäßen Staubsauger, die Rücklauffunktion bei Nichtmehrvorhandensein des bewegten Hindernisses, welches in der Regel der Benutzer darstellen sollte, zu stoppen, da dann der Benutzer keine weitere Rückfahrt mehr wünscht.

[0013] Im Hinblick auf Materialeinsparungen beim Produzieren des erfindungsgemäßen Staubsaugers ist es günstig, nur ein Bugrad in Verbindung mit einem Stellmotor zu verwenden.

[0014] Als Steuermittel ist es günstig, beim erfindungsgemäßen Staubsauger einen Mikroprozessor zu verwenden, da er die verschiedenen Funktionen einfach koordinieren kann.

[0015] Weiterhin ist es günstig als Speichermittel für die Antriebsfunktionen einen Halbleiterspeicher, der flüchtig oder nichtflüchtig ist einzusetzen, da Halbleiterspeicher besonders preiswert sind.

[0016] Besonders günstig ist der Einsatz eines Halbleiterspeichers in Verbindung mit einem Zeitgeber, der den gespeicherten Antriebsfunktionen einen Zeitstempel aufprägt. So ist es einfach möglich, die Antriebs- und Steuerfunktionen in umgekehrter Reihenfolge chronologisch richtig ablaufen zu lassen.

[0017] Als besonders günstig für den Einsatz bei dem erfindungsgemäßen Staubsauger erweisen sich Ultraschall-,Licht-oder Lasersensoren für die Hinderniserkennung, da dafür bekannte Verfahren esixtieren, um Hindernisse festzustellen und erkennen zu können.

[0018] Vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Staubsauger kann es sein, Piezoelemente oder Dehnmeßstreifen als Drucksensoren bzw. Zugsensoren einzusetzen, da diese kostengünstig in großer Zahl herstellbar sind.

[0019] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figurenbeispielen weiter erläutert.

Figur 1

zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Staubsaugers.

[0020] In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Staubsaugers dargestellt. Mit 1 ist das Gehäuse eines fahrbaren Staubsaugers bezeichnet, das ein Gebläseaggregat 2 enthält. Am hinteren Ende des Staubsaugergehäuses 1 sind seitlich Bodenräder 3 vorgesehen. Zur Vorderseite des Staubsaugergehäuses 1 hin ist an dessen Unterseite ein um eine senkrechte Achse 4 verschwenkbares Bugrad angeordnet. Die senkrechte Achse 4 ist mit einem Verstellantrieb 6 gekoppelt. Dieser Verstellantrieb 6 wird durch eine Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 gesteuert. Über ein die Zugkraft und die Zugrichtung eines an das Staubsaugergehäuse angeschlossenen Saugschlauches 8 erfassendes Sensorelement 9 erhält die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7, die zur entsprechenden Verschwenkung des Bugrades 5 erforderlichen Istwertsignale zugeführt. Ferner sind im Staubsaugergehäuse 1 Sensoren 10 zur Hinderniserkennung angeordnet, die ebenfalls Istwertsignale an die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 abgeben.

[0021] Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 bildet aus den zugeführten Istwertsignalen entsprechende Steuersignale für den Verstellantrieb 6, durch den das Bugrad 5 derart verschwenkt wird, daß das Staubsaugergehäuse 1 in die gewünschte Richtung fährt, ohne gegen in seinem Fahrweg liegende Hindernisse zu stoßen.

[0022] Wie in der Figur 1 ebenfalls angedeutet, ist den Bodenrädern 3 ein Antriebsmotor 11 zugeordnet, welcher ebenfalls über die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 in Abhängigkeit von den durch den Sensor gelieferten Istwertsignalen gesteuert wird.

[0023] Beim Saugen mit dem erfindunsgemäßen Staubsauger geschieht folgendes:
Der Benutzer aktiviert das Gerät und zieht am Saugschlauch. Dies bewirkt, daß über den Sensor 9 ein Zug an den Halbleiterspeicher mit der Steuervorrichtung 7 gemeldet wird, woraufhin der Antriebsmotor 11 aktiviert wird. Der Staubsauger folgt dem Zug des Benutzers. Wird von den Sensoren 10 ein Hindernis im Weg des Staubsaugers festgestellt, so veranlaßt es über die Steuerung mit Halbleiterspeicher 7 eine Verstellung des Bugrades 5. Der Staubsauger weicht dem Hindernis aus. Parallel dazu werden sämtliche Steueraktionen und Antriebsaktionen im Halbleiterspeicher protokolliert, die von der Steuereinheit mit Halbleiterspeicher 7 ausgeführt werden.

[0024] Angenommen der Bediener des Staubsaugers hat sich in eine unzugängliche Stelle hineinmanövriert, welche beispielsweise ein enger Korridor sein kann. Folgende Ausgangssituation liegt vor. Das Sensorelement 9 meldet keinen Zug am Schlauch. Noch meldet das Sensorelement 10 keine Hindernisse. Der Antrieb 11 ist deaktiviert. Der Benutzer wird nun zurückgehen wollen und nähert sich infolgedessen dem Staubsaugergehäuse. Dabei nehmen die Sensoren 10 ein bewegtes Hindernis wahr und melden dies an die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7. Die Bedingung für Rücklauf ist erfüllt. Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 veranlaßt den Antriebsmotor 11 die Antriebsräder 3 in umgekehrter Richtung anzutreiben. Gleichzeitig werden dem Halbleiterspeicher die zuvor abgespeicherten Steueraktionen in umgekehrter Reihenfolge entnommen. D.h. sie werden mit der zuletzt getätigten Steueraktion beginnend ausgelesen und dem Stellmotor 6 des Bugrades 5 zugeführt. Bei der Rückwärtsfahrt des Staubsaugers wird nun das Bugrad in umgekehrter Reihenfolge entsprechend verstellt wie dies bei der Vorwärtsfahrt geschah. Damit wird bewirkt, daß der Staubsauger an den bei Vorwärtsfahrt passierten Hindernissen, im Rückwärtsgang auch wieder vorbeifährt. Die Rückwärtsfahrt findet solange statt bis entweder der Benutzer am Schlauch 8 zieht und der Sensor 9 der Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 einen Zug meldet, oder bis der Sensor 10 den Benutzer, der die Rückwärtsfahrt ausgelöst hat, nicht mehr erfassen kann und dies an die Steuervorrichtung an die Halbleiterspeicher meldet. Es kann dann wie zuvor beschrieben wieder Vorwärtsfahrt aufgenommen werden.

Ansprüche

1. Angetriebener Staubsauger, bei dem

a) wenigstens ein erster Sensor (10) zur Hinderniserkennung vorgesehen ist,

b) wenigstens ein zweiter Sensor (9) zur Erkennung vom Benutzer ausgehenden Zuges vorgesehen ist,

c) wenigstens ein Lenkmittel (4, 5, 6) für die Richtungsvorgabe des Staubsaugers vorgesehen ist,

d) wenigstens ein Steuermittel (7) vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit der Sensorsignale die Lenkmittel und/oder den Antrieb steuert,

e) wenigstens ein Speichermittel (7) zum Speichern von Steueraktionen des Steuermittels (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

f) bei Stillstand sowie nicht vorhandenem Zug des Benutzers und bei Vorhandensein wenigstens eines von den ersten Sensoren erfaßten sich nähernden Hindernisses ein Rücklauf des Staubsaugers ausgelöst wird, wobei der Antrieb in umgekehrter Richtung erfolgt und das Steuermittel (7) die gespeicherten Steueraktionen beginnend mit der letzten zuerst in umgekehrter Reihenfolge zeitgleich wie beim Speichern ablaufen läßt.

2. Staubsauger nach Anspruch 1, bei dem als Kriterium für die Beendigung des Rücklaufs Signale von zweiten Sensoren dienen.

3. Staubsauger nach Anspruch 2, bei den als Beendigungskriterium für den Rücklauf die nicht mehr vorhandene Registrierung des bewegten Hindernisses, welches die Rücklauffunktion ausgelöst hat, durch die ersten Sensoren dient.

4. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Lenkmittel ein Bugrad (5) in Verbindung mit einem Stellmotor (6) ist.

5. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Steuermittel (7) ein Mikroprozessor ist.

6. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Speichermittel (7) ein Halbleiterspeicher ist.

7. Staubsauger nach Anspruch 6, bei dem der Halbleiterspeicher (7) einen Zeitgeber besitzt der Steueraktionen mit einem Zeitstempel versieht.

8. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die ersten (10) Sensoren auf Ultraschall, Licht oder Laser basieren.

9. Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die zweiten Sensoren (9) Dehnmeßstreifen oder Piezoelemente sind.

Claims

1. Powered vacuum cleaner, in which

a) at least one first sensor (10) is provided for the detection of obstacles,

b) at least one second sensor (9) is provided for the detection of tension proceeding from the user,

c) at least one steering means (4, 5, 6) is provided for prescribing the direction of the vacuum cleaner,

d) at least one control means (7) is provided, which controls the steering means and/or the drive as a function of the sensor signals,

e) at least one storage means (7) is provided for the storage of control actions of the control means (7), characterized in that

f) when at a stop and when there is no tension from the user and in the event of the presence of at least one obstacle which is detected by the first sensors and is approaching, reversing of the vacuum cleaner is triggered, the drive being carried out in the reverse direction and the control means (7) causing the stored control actions to be executed in the reverse sequence at the same times as when they were stored, beginning with the last first.

2. Vacuum cleaner according to Claim 1, in which signals from second sensors serve as criterion for terminating the reversing.

3. Vacuum cleaner according to Claim 2, in which the registration of the moving object, which is no longer present and which has triggered the reversing function, by the first sensors serves as termination criterion for the reversing.

4. Vacuum cleaner according to one of Claims 1 to 3, in which the steering means is a nose wheel (5) in conjunction with a servomotor (6).

5. Vacuum cleaner according to one of Claims 1 to 4, in which the control means (7) is a microprocessor.

6. Vacuum cleaner according to one of Claims 1 to 5, in which the storage means (7) is a semiconductor memory.

7. Vacuum cleaner according to Claim 6, in which the semiconductor memory (7) has a timer which provides control actions with a time stamp.

8. Vacuum cleaner according to one of Claims 1 to 7, in which the first (10) sensors are based on ultrasound, light or laser.

9. Vacuum cleaner according to one of Claims 1 to 8, in which the second sensors (9) are strain gauges or piezoelectric elements.

Revendications

1. Aspirateur propulsé, dans lequel

a) au moins un premier capteur (10) est prévu pour la détection d'obstacles,

b) au moins un deuxième capteur (9) est prévu pour la détection de la traction exercée par l'utilisateur,

c) au moins un moyen directeur (4, 5, 6) est prévu pour déterminer la direction de l'aspirateur,

d) au moins un moyen de commande (7) est prévu, qui commande les moyens directeurs et/ou la propulsion en fonction des signaux des capteurs,

e) au moins un moyen d'enregistrement (7) est prévu pour l'enregistrement des actions de commande du moyen de commande (7), caractérisé en ce que

f) lors de l'immobilisation de l'utilisateur et de l'absence de traction exercée par ce dernier, et lors de la présence d'au moins un obstacle s'approchant détecté par les premiers capteurs, un mouvement rétrograde de l'aspirateur est déclenché, la propulsion ayant lieu dans le sens contraire et le moyen de commande (7) laissant se dérouler les actions de commande enregistrées, en commençant d'abord par la dernière, dans l'ordre inverse et avec la même temporisation que lors de l'enregistrement.

2. Aspirateur selon la revendication 1, dans lequel des signaux des deuxièmes capteurs servent de critère pour la fin du mouvement rétrograde.

3. Aspirateur selon la revendication 2, dans lequel la fin et l'absence d'enregistrement par les premiers capteurs de l'obstacle mobile qui a déclenché la fonction de recul, servent de critère de fin pour le mouvement rétrograde.

4. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen directeur est formé par une roue avant (5) en liaison avec un servomoteur (6).

5. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen de commande (7) est un microprocesseur.

6. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen d'enregistrement (7) est une mémoire à semi-conducteurs.

7. Aspirateur selon la revendication 6, dans lequel la mémoire à semi-conducteurs (7) comprend une horloge, qui fournit un datage automatique des actions de commande.

8. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les premiers capteurs (10) sont basés sur les ultra-sons, la lumière ou le laser.

9. Aspirateur selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les deuxièmes capteurs (9) sont des jauges de contrainte ou des éléments piézoélectriques.

Zeichnung