能自动前进的清洁设备的制作方法

本发明涉及一种能自动前进的清洁设备，其带有设备壳体和至少一个驱动轮。

本发明还涉及一种用于能自动前进的清洁设备的基站，其中，所述基站具有用于与清洁设备相连的连接区域。

本发明还涉及一种由能自动前进的清洁设备和基站构成的套件，所述能自动前进的清洁设备带有设备壳体和至少一个驱动轮，所述基站具有用于与清洁设备相连的连接区域。

本发明也还涉及一种用于运行能自动前进的清洁设备的方法。

背景技术：

能自动前进的清洁设备以及用于运行这种清洁设备的方法在现有技术中是已知的。所述清洁设备例如可以是吸尘机器人和/或擦扫机器人。

这种清洁设备自身能自动地在环境内部前进，并且在此执行清洁任务。为了导航和在所述环境中自定位，该清洁设备具有障碍物探测装置，所述障碍物探测装置提供用于生成环境地图的测量数据并且在清洁设备前进期间防止与障碍物相撞。

专利文献DE 10 2011 000 536 A1和DE 10 2008 014 912 A1例如公开了这种用于清理地面的清洁机器人。

若在现有技术中已知的设备正好不被用于清洁任务，该设备要么静止在基站旁以便例如对蓄电池重新充电，要么随意静止在环境的内部，以此基于被该清洁机器人的设备壳体覆盖的局部地面的尺寸而对于该清洁机器人需要比较大的放置位。

因此，尤其在狭窄空间情况中位于停驻位置的清洁设备会造成不便。

技术实现要素：

以上述现有技术为出发点，本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于该清洁设备的节省空间的保管方案。

为解决上述技术问题首先建议，所述清洁设备在参照清洁设备前进期间的通常定向的前部的壳体部分的区域中具有至少一个导轮，所述导轮的轮周面为了接触障碍物和/或基站而至少部分地沿前进方向突出于设备壳体的前部的壳体周围面。

通过该设计方案，所述清洁设备具有导轮，所述导轮在清洁设备通常的使用位置中可以撞到障碍物和/或基站。所述导轮因而沿前进方向突出于设备壳体。基于驱动轮和/或导轮和/或额外配设的额外驱动轮的驱动力，所述清洁设备可以在障碍物或者说基站上向上行进并且达到具有至少一个沿垂直方向的分量的停驻位置。在该停驻位置中，所述清洁设备相对于在清洁运行期间的通常定向不再位于基本上水平的位置中。取而代之的是，至少导轮从地面升起并且清洁设备倾斜，以减少被所述清洁设备覆盖的地面局部面积。所述清洁设备可以在障碍物或者说基站上向上行进至达到清洁设备近似于垂直的指向，使得清洁设备的设备壳体相对于使用位置竖起至90°。设备壳体的壳体周围面先前、即在清洁运行期间基本上垂直于地面地指向，设备壳体的壳体周围作为用于在停驻位置中的清洁设备的停放面。所述停驻位置可以占据合适的、优选由清洁设备的使用者规定的环境地点，但是备选地也可以设在设置用于这种停驻位置的基站上，该基站同时也例如具有用于清洁设备的蓄电池的充电设备和/或用于例如把抽吸物从清洁设备向基站的收集容器中转移的装置。导轮可以是清洁设备的纯被动式随动的轮，其中，驱动轮和/或额外的额外驱动轮施加清洁设备的驱动力，该驱动力对于在障碍物或者说基站上向上运动是必要的。导轮就仅仅用于清洁设备沿垂直方向的运动的导引，以能到达所述停驻位置。然而备选地，导轮本身也能是驱动的并且能向障碍物或者说基站上施加驱动力。总之，通过垂直的停驻位置因而可以减少清洁设备在静止阶段期间的空间需求。

按照本发明，所述能自动前进的清洁设备基本上可以是任何能执行清洁任务的清洁设备、尤其吸尘机器人、擦扫机器人或者组合式吸尘-擦扫设备。若清洁设备例如构造为带有液体罐的擦扫设备并且可能由于倾斜而使液体流出时，必要时采取预防措施。

此外建议，相对于在清洁运行期间清洁设备的通常定向的后部的壳体部分具有带悬突结构的斜切的局部周围面。在使用位置期间清洁设备的设备壳体因而相对于地面具有带大于90°倾角的斜切的局部周围面，使得设备壳体的局部周围面不垂直于地面的平面。所述斜切的局部周围面在停驻位置期间用于清洁设备作为放置面，其中，清洁设备通过这种倾斜以前部的壳体部分沿障碍物或者说基站的方向倾斜并且在此能通过所述至少一个导轮靠置。所述清洁设备因而不是精确地(相对于水平的地面)垂直地站立，而是朝障碍物或者说基站倾斜，以实现特别稳定的停驻位置。同时，导轮在所述倾斜的停驻位置中始终保持相对于障碍物或者说基站的接触，使得清洁设备能特别便利地再从停驻位置驶出并且向初始的使用位置过渡。

尤其建议，所述斜切的局部周围面相对于前进方向具有大于75°并且小于90°的角度。从80°至87°的角度特别优选地合适。这种角度在实践中被证明特别有利于实现清洁设备稳定的站立位置，甚至被人和/或宠物触碰也能保持该站立位置。同时，通过倾斜位置的非常小的剩下的水平分量强烈降低了清洁设备在水平面中的尺寸，使得被在停驻位置中的清洁设备覆盖的地面局部面积很小。

此外还建议，参照清洁设备的通常定向的后部的壳体部分具有能移位的局部周围面，所述能移位的局部周围面由于清洁设备的重力的施加而能抵抗弹簧复位力地移位。该设计方案同样地适用于设备壳体的斜切的或者未斜切的局部周围面，所述局部周围面对于在停驻位置中的清洁设备用作放置面。按照该设计方案，所述局部周围面构造为使得该局部周围面由于至少部分地变形、移动或者其他移位运动而相对于设备壳体的其他局部周围面能移位，使得所述局部周围面的形状能被改变，以能实现清洁设备的特别稳定的停驻位置。所述局部周围面的移位由于能移位的局部周围面被施加以清洁设备的重力的作用在该局部周围面上的分量而进行，所述部分由于清洁设备进行的倾斜而增大。若清洁设备的重力的向该局部周围面上作用的分量克服弹簧复位力，则所述局部周围面移位并且设备壳体在所述局部周围面的区域中也因而变形。在此可能的是，在设备壳体的壳体周围面上成形特别的支撑元件、平面等等，以保证停驻位置的稳定性。

尤其建议，所述局部周围面构造为能弹簧弹性式地变形并且能从不受应力的、未变形的形态向受应力的、变形的形态转变，并且能从受应力的、变形的形态向不受应力的、未变形的形态转变。例如，所述局部周围面可以具有弹性的材料，所述材料能变形并且在撤销变形后又能回到其初始的形态。所述弹簧弹性的材料优选可以是可存有变形的形态和不变形的形态的金属。如上文所述，所述变形通过在清洁设备向停驻位置倾斜时的重力作用而实现。

所述局部周围面可以构造为双稳态的弹簧元件，其中，两个稳定的状态尤其通过局部周围面的凸形的和凹形的形状表现。设备壳体的用于停驻位置的局部周围面具有弹簧式的性质。在清洁设备的清洁运行期间基本上水平的位置中，所述局部周围面优选地构成凸形地构造的设备壳体的形状对应的部分，就是说设备壳体的侧面的部分。在向停驻位置竖起时，清洁设备的重力增加地向局部周围面上作用。所述弹簧式的材料特性和局部周围面的形状就以响片弹簧(德语：Knackfeder)的形式使得局部周围面变形，接着局部周围面凹形地变形。以此在相对于继续凸形地变形的其余设备壳体的界线上构成两条折线，所述两条折线可以用于在停驻位置中的清洁设备作为确定的支撑部。在该支撑部上，清洁设备可靠地保持在停驻位置中。若清洁设备又离开停驻位置，则重力向局部周围面上的作用又减小，并且又形成局部周围面的初始的凸形的形状。

备选地可以规定，为局部周围面配设弹簧元件、尤其螺旋弹簧或者板簧。在此设计方案中，局部周围面优选地呈现为相对于设备壳体的其他的局部面单独地能运动的局部区域。能移位的局部周围面在清洁设备的正常清洁运行期间由于所述弹簧元件的弹簧复位力而保持在不承受重力负荷的位置中，其中，所述局部周围面通常和邻接在所述局部周围面上的其他的局部面构成闭合的和形状互补的形状。若清洁设备向停驻位置中移动，则该局部周围面就通过相比于作用的弹簧回复力更大的清洁设备重力而朝设备壳体的内部的方向被压入移位的位置，该局部周围面向回移位直至在停驻位置中的清洁设备基本上例如立在位于所述局部周围面的左侧和右侧的、不能移位的局部面的边棱上。在离开停驻位置时，一旦弹簧复位力克服作用的清洁设备重力分量，弹簧元件就又把能移位的局部周围面压回原始位置，这通常最晚发生在清洁设备不再立于局部周围面上时。

按照本发明还建议，设备壳体在前部的壳体部分的区域中具有固持装置。所述固持装置尤其可以是磁性元件、止动元件、钩、环和/或凸出部。所述固持装置用于稳固在障碍物或者说基站上的停驻位置。当清洁设备的设备壳体不具有斜切的局部周围面，使得清洁设备基本上垂直地立在水平的地面上时，这种固持装置就尤其是有利的。为了尤其在这种情况中保证停驻位置的稳定性，借助固持装置向障碍物或者说基站上施加额外的固持力。有利的是，清洁设备具有一个或多个固持装置，所述固持装置与障碍物或者说基站的固持装置对应。例如，结合对应的基站使用的清洁设备可以具有环，基站的钩嵌入该环中，反之亦然。同样可以配设对应的磁性元件，其中，例如要么清洁设备具有磁体并且基站具有能磁化的局部区域，要么相反。此外，清洁设备也可以以特别简单的方式具有一个或者多个凸出部，所述凸出部能锚固在障碍物和/或基站的表面结构上。也可以在清洁设备上配设止动元件，所述止动元件实现在障碍物或者说基站上特别可靠的固持，然而必要时需要把止动元件再从止动中解除的装置。

除了上述建议的清洁设备之外，本发明还建议一种用于能自动前进的清洁设备的基站，其中，所述基站具有用于与所述清洁设备相连的连接区域，其中，所述连接区域具有连接元件和使连接元件移位的举升装置、尤其电机驱动的举升装置，其中，所述举升装置设置用于把连接元件从相对于基站通常的垂直的定向的下部的位置向上部的位置移位，并且把连接元件从相对于基站通常的垂直的定向的上部的位置向下部的位置移位。带有建议的举升装置的基站构造为，使得清洁设备的停驻位置能通过清洁设备借助外部的驱动装置的升高实现。所述清洁设备例如可以挂入或者连入举升装置的连接元件，并且接着通过举升装置的连接元件的垂直的移位而升高，直至到达停驻位置。所述举升装置例如可以具有带有线性马达的轨道系统或类似物。通过该设计方案实现清洁设备从使用位置向停驻位置特别可靠和精确的过渡。此外，不仅仅进行清洁设备的倾斜，而是同时也通过举升装置的连接元件进行停驻位置的保险。举升装置的连接元件也还可以以不同的方式构造，例如磁性元件、止动元件、钩、环、凸出部或者类似物。当然，基站也还可以在清洁设备上执行通常的服务，例如借助电源对蓄电池充电、借助风扇对清洁设备的抽吸物容器吹净、吸净等等。

本发明还建议一种由能自动前进的清洁设备和基站构成的套件设备，所述能自动前进的清洁设备具有设备壳体和至少一个驱动轮，所述基站具有用于与清洁设备相连的连接区域，其中，所述连接区域具有用于和清洁设备的对应的固持装置相连的连接元件，其中，基站具有使连接元件移位的举升装置，所述举升装置设置为把连接元件和清洁设备的与之相连的固持装置从相对于基站的通常的垂直定向的下部的位置出发向上部的位置移位，并且把连接元件和清洁设备的与之相连的固持装置从相对于基站的通常的垂直定向的上部的位置出发向下部的位置移位。所建议的套件的优点通过结合按照本发明的清洁设备和按照本发明构造的基站得到。在清洁设备或者说基站的可能的特征和优点方面参照前述设计方案。所述设计方案相应地也适用于按照本发明的套件设备。

最后本发明也建议一种用于运行能自动前进的清洁设备的方法，其中，清洁设备从清洁设备基本上水平的运行位置向带有基本上垂直定向的停驻位置移位，其中，清洁设备驶抵障碍物和/或基站，并且借助清洁设备向障碍物和/或基站作用的驱动力，和/或借助基站的举升装置向停驻位置竖起。清洁设备从基本上水平的使用位置向停驻位置的过渡因而可以或者借助清洁设备本身的驱动力，或者借助外部的驱动装置进行。在后面一种状况中，例如可以通过清洁装置借助基站的举升装置向停驻位置升高的方法，到达停驻位置。上文在清洁设备、基站或者由清洁设备和基站构成的套件设备方面所述的其他设计方案相应地也适用于运行清洁设备的方法，必要时在基站配合作用的情况下。

附图说明

下面根据实施例进一步阐述本发明。附图中：

图1示出按照本发明的第一实施方式的清洁设备从外部的立体视图，

图2示出按照图1的清洁设备在停驻位置中，

图3示出按照第二实施方式的清洁设备在使用位置中，

图4示出按照图3的清洁设备在停驻位置中，

图5示出按照第三实施方式的清洁设备在使用位置中，

图6示出按照图5的清洁设备在停驻位置中，

图7示出按照第四实施方式的清洁设备在停驻位置中，

图8示出按照第五实施方式的清洁设备在使用位置中，

图9示出按照图8的清洁设备在停驻位置中。

具体实施方式

图1示出清洁设备1，其在此构造为吸尘机器人。清洁设备1具有设备壳体2，设备壳体2的底侧在使用位置期间基本上平行于待清洁的面地指向，就是说在清洁设备1水平布置时同样水平地指向。设备壳体2具有壳体周围面12，其参照在清洁运行期间清洁设备1的通常的前进运动、包括所有的侧向面，以及包括清洁设备1的前侧和后侧。相对于在清洁运行期间清洁设备1的通常的前行运动，后部的壳体部分6的局部周围面13具有相对于壳体周围面12的其他局部面倾斜的定向，使得设备壳体2在该区域中具有悬突结构，其特征在于设备壳体2的上侧突出于设备壳体2的下侧。在设备壳体2的底侧和倾斜的局部周围面13之间在此例如构成85°的角度。在图1所示的清洁设备1的水平定向和以此也就是设备壳体2的水平定向中，倾斜的局部圆周面13因而也具有相对于地面约85°的角度α。

清洁设备1还具有两个电机式驱动的驱动轮3(在视图中仅可见其中一个驱动轮3)、以及清洁元件4，所述清洁元件在此构造为辊刷并且自身位于设备壳体2的下方。额外地，清洁设备1具有两个导轮7，两个导轮布置在清洁设备1的前部的壳体部分5的区域中。每个导轮7至少以导轮的轮周面8的一部分突出于设备壳体2的壳体周围面12、并因而在清洁设备1的通常的前行运动期间领先于清洁设备1的其余的局部区域。在相对置的后部的壳体部分5上布置有两个附加驱动轮9，在附图中同样只能看到其中一个。附加驱动轮9同样是电机式驱动的。

清洁设备1还具有障碍物探测装置19，障碍物探测装置构造用于探测在清洁设备1周围的障碍物10。障碍物探测装置具备检测区域，在检测区域中能探测存在的障碍物10。障碍物探测装置在此例如是三角测量装置，其能测量在环境中相对于障碍物10的距离。障碍物探测装置19具体而言包括激光二极管，其发出的光束通过转向装置从清洁设备1的设备壳体2导出并且围绕在清洁设备1的使用位置中垂直的转动轴线能转动、尤其以360°测量角转动。以此实现围绕清洁设备1周围的环绕式距离测量。借助障碍物探测装置19可以在优选水平的平面中测量环境，就是说在基本上平行于地面的平面中。以此可以使得清洁设备1在避免与环境中的障碍物10相撞的情况下运动。借助障碍物探测装置19记录的测量数据被用于生成环境的地图。作为补充地，可以为生成地图也使用驱动轮3和/或附加驱动轮9的距离数据，所述距离数据用于验证借助障碍物探测装置19测得的数据。障碍物探测装置19同时满足两个任务，即一方面扫描清洁设备1的环境以构建地图，另一方面在避免碰撞的意义上探测障碍物10。

在通常的清洁运行期间，清洁设备1在环境中前进并且在此执行清洁任务，在此例如从地面吸取抽吸物以及借助构造为辊刷的清洁元件4清洁地面。在清洁运行结束后和尤其当清洁设备1长时间不用时，清洁设备1就被搁置在停驻位置，以待下次投入工作。

图2示出清洁设备1的这种停驻位置，其中，清洁设备1立在其后部的壳体部分6上并且由于在此构成的倾斜的局部周围面13而额外地靠置在障碍物10、例如墙壁上。所述停驻位置具有理想稳定性，使得清洁设备1在例如被环境中的人和/或动物触碰时也不倒。由于在后部的壳体部分6上斜切的局部周围面13，清洁设备1不相对于地面垂直地竖立，而是朝障碍物10倾斜。基本上可以取代障碍物10而使用基站11用于在停驻位置中清洁设备1的贴靠。

为了从图1所示的使用位置到达图2所示的停驻位置，清洁设备1向障碍物10(或者说基站11)上运动，其中，清洁设备1的前部的壳体部分5指向障碍物10的方向。在此有利的是，前部的壳体部分5基本上平行于障碍物10的表面指向，以在清洁设备1面对障碍物10时清洁设备1和障碍物10之间产生尽可能大的接触面。在清洁设备1向障碍物10继续运动时，布置在前部的壳体部分5上的导轮7与障碍物10形成接触。由于驱动轮3还有额外的附加驱动轮9的驱动力，清洁设备1可以借助导轮7在障碍物10上向上滚，而不出现设备壳体2在障碍物10上明显的摩擦。清洁设备1在障碍物10上向上行进并且明显地倾斜，直至斜切的局部周围面13完全在地面上贴靠。在该停驻位置中，清洁设备1以导轮7靠置在障碍物10上，以实现特别稳定的位置。在停驻位置中，通过相对于地面基本上垂直的、在此为85°的布置，清洁设备1占用比在使用位置中小很多的地面面积，以特别节省空间地放置清洁设备1。现在，为了从停驻位置出发回到清洁设备1的水平的使用位置，驱动轮3和附加驱动轮9沿相对于之前向上运动相反的方向转动，使得清洁设备1又从障碍物10上滚下，倾斜的局部周围面13又从地面升起并且清洁设备1翻动返回基本上水平的使用位置。

图3和图4示出本发明的第二实施方式，其中，清洁设备1在设备壳体2的后部的壳体部分6上具有局部周围面13，其呈现为弹簧元件14。所述弹簧元件4按照双稳态弹簧元件14的形式构造，可以具有两个稳定的状态，即一方面是在图3中所示的状态，其中所述局部周围面13凸形地成形，另一方面是在图4中所示的状态，其中所述局部周围面13凹形地成形。在图3所示的清洁设备1的使用状态中，构造为弹簧元件14的局部周围面13形状对应地嵌入设备壳体2的剩余形状中。若清洁设备1从此出发向停驻位置转移，则清洁设备1再次借助导轮7并且借助其驱动轮3和附加驱动轮9的驱动力在障碍物10上向上行进，以此使得清洁设备1的重力明显地向所述局部周围面13上移位。一旦作用在所述局部周围面13上的重力超过弹簧元件14的回复力，弹簧元件14就从凸形形状向凹形的形状挤压，以形成局部周围面13在图4所示的形状。所述局部周围面13在此凹形地成形，使得在局部周围面13和相邻的设备壳体2的其余部分之间的过渡区域中产生基本上两个支撑元件，支撑元件在所示停驻位置中稳定清洁设备1。所述清洁设备1在此还例如至少从一侧被障碍物10支撑，驱动轮3、附加驱动轮9、清洁元件4和/或导轮7能贴靠在该侧上。必要时局部周围面13构造为弹簧元件14的方案也可以通过局部周围面13的斜切补充，以附加地得到例如图2所示的倾斜的停驻位置。

图5和图6示出按照本发明的清洁设备1的第三实施方式，其中，后部的壳体部分6的局部周围面13配设有独立的弹簧元件14。所述弹簧元件14在此是螺旋弹簧，该螺旋弹簧的回复力作用在相对于设备壳体2的其余局部区域能移位的局部周围面13上。当弹簧元件14在不受应力的状态中时，所述局部周围面13形状对应地嵌入后部的壳体部分6的设备壳体2。当清洁设备1从图5所示的使用位置向在图6中所示的停驻位置移位时，通过在障碍物10上升高使得清洁设备1的重力的不断变大的份额持续向局部周围面13上转移，直至该重力的相应份额最终克服弹簧元件14的回复力。在图6中所示的停驻位置中，局部周围面13向设备壳体2内移位，得到基本上三部分式的支撑面，一方面是凸形的局部周围面13的部分区域，另一方面是设备壳体2的两个相邻的部分区域。

图7示出按照本发明的清洁设备1的第四实施方式。在此，清洁设备1具有固持装置15，形式为集成在导轮7中的磁体，该磁体与基站11的至少一个局部区域的磁性的构造建立有效连接。基站11的磁性的局部区域例如可以是具有铁和/或镍的局部区域。由于从固持装置15向清洁装置1作用的固持力，所以驱动轮3或者说附加驱动轮9要施加更大的驱动力以便把清洁装置1从所示的停驻位置驶回基本上水平的使用位置。然而备选地也可以建议，固持装置15具有电磁体，所述电磁体用于清洁设备1从使用位置向停驻位置转换，或者从停驻位置向使用位置转换而能开启和关断。作为固持装置15还可以考虑止动元件、钩、环、突出部等等。所述固持装置15优选地布置在设备壳体2的前部的壳体部分5上，使得清洁设备1在停驻位置中在清洁设备1的最高的位置上固持。这保证了停驻位置稳定性提高。

最后，图8和图9示出清洁设备1的示例性的第五实施方式，其结合基站11构成套件设备。所述基站11具有连接区域16，清洁设备1能耦连在该连接区域上。所述连接区域16具有连接元件17，连接元件在此构造为钩。所述连接元件17用于和清洁设备1的对应的固持装置15相连，对应的固持装置15在此构造为环。基站11的连接元件17借助举升装置18能从在图8中所示的下部的位置向在图9中所示的上部的位置移位。为此目的，连接元件17与举升装置18的轨道导引处于作用连接中。所述连接元件17通过电机沿轨道导引能移位。按照该实施方式，清洁设备1向基站11的连接区域16处驶近，使得清洁设备1的固持装置15构成与举升装置18的连接元件17的接触。为了把清洁设备1向停驻位置转移，清洁设备1的使用者例如可以手动地控制举升装置18的运行。备选地，举升装置18的运行可以自动地通过清洁设备1和基站11的连接区域16、尤其固持装置15和连接元件17的接触启动。由于举升装置18的连接元件17的垂直的移位，清洁设备1在基站11上升高，以此使得清洁装置向图9中所示的停驻位置移位。在此，清洁设备1的停驻位置通过在固持装置15和连接元件17之间的连接而保持可靠。清洁设备1向在图8中所示的使用位置的返回通过举升装置18沿相反的方向的运行实现，使得清洁设备1又在基站11上滚下。

附图标记列表

1 清洁设备

2 设备壳体

3 驱动轮

4 清洁元件

5 前部的壳体部分

6 后部的壳体部分

7 导轮

8 轮周面

9 附加驱动轮

10 障碍物

11 基站

12 壳体周围面

13 局部周围面

14 弹簧元件

15 固持装置

16 连接区域

17 连接元件

18 举升装置

19 障碍物探测装置