Robot autónomo de limpieza de superficies para una limpieza en seco y en mojado.

Un robot de tratamiento de superficies (100), que comprende:

un armazón de robot(200) que tiene un perímetro externo formado sustancialmente como una forma de ancho constante,

accionado hacia delante mediante al menos un miembro rotatorio;

un compartimento de fluido dispensado (S) que alberga un fluido para ser dispensado por el robot (100);un cabezal de limpieza en mojado (600) que emplea al menos un miembro de limpieza en mojado accionado (604) paralimpiar un ancho de limpieza a lo largo de una linea de ancho de limpieza del robot (100) con la ayuda de fluidodispensado; y

un compartimento de material residual (D) que alberga fluido residual recogido por el robot;

teniendo el cabezal de limpieza en mojado (600) un ancho de limpieza con respecto a la masa total del robot delarmazon de robot (200), compartimento de material dispensado (S) una vez vacío, cabezal de limpieza en mojado, ycompartimento de material residual (D) un vez lleno de fluido residual recogido por el robot (100), mayor o igual a trescentimetros de ancho de limpieza por kilogramo de masa total del robot.

Robot autónomo de limpieza de superficies para una limpieza en seco y en mojado Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a dispositivos de limpieza y, más en particular, a un robot autónomo de limpieza de superficies.

Descripción de la técnica relacionada En la técnica se conocen dispositivos robóticos autónomos de limpieza de suelos que tienen un precio para el usuario final lo suficientemente bajo como para introducirse en el mercado doméstico de limpieza de suelos. Por ejemplo, la patente estadounidense número 6.883.201 a nombre de Jones y col. titulada Autonomous Floor Cleaning Robot, divulga un robot autónomo. El robot divulgado en este documento incluye un armazón, un subsistema de alimentación por batería, un subsistema de accionamiento motriz operativo para impulsar el robot autónomo de limpieza de suelos sobre una superficie de suelo para operaciones de limpieza, un subsistema de control y gobierno operativo para controlar las operaciones de limpieza y el subsistema motriz, un conjunto de cepillo giratorio para barrer o recoger partículas sueltas de la superficie, un subsistema de aspiración para aspirar o recoger partículas sueltas sobre la superficie y un receptáculo de residuos extraíble para recoger las partículas y almacenar las partículas sueltas en el robot durante el funcionamiento. Modelos similares al dispositivo divulgado en la patente 6.883.201 se distribuyen comercialmente por IROBOT CORPORATION bajo los nombres comerciales de ROOMBA RED y ROOMBA DISCOVERY. Estos dispositivos pueden hacerse funcionar para limpiar superficies de suelo duras, por ejemplo suelos no alfombrados, así como suelos alfombrados, y para moverse libremente desde un tipo de superficie a otro tipo sin vigilarse y sin interrumpir el proceso de limpieza.

En particular, la patente 6.883.201 describe una primera zona de limpieza configurada para recoger partículas sueltas en un receptáculo. La primera zona de limpieza incluye un par de cepillos de rotación inversa que hacen contacto con la superficie que va a limpiarse. Los cepillos de rotación inversa están configurados con cerdas de cepillo que se mueven a una velocidad angular con respecto a la superficie del suelo a medida que el robot se desplaza sobre la superficie en una dirección de desplazamiento hacia delante. El movimiento angular de las cerdas de cepillo con respecto a la superficie del suelo tiende a sacudir las partículas sueltas dispuestas sobre la superficie hacia el interior del receptáculo que está dispuesto para recibir las partículas sacudidas.

La patente 6.883.201 describe además una segunda zona de limpieza configurada para recoger partículas sueltas en el receptáculo y situada detrás de la primera zona de limpieza de manera que la segunda zona de limpieza lleva a cabo una segunda limpieza de la superficie a medida que el robot se desplaza sobre la superficie en la dirección de avance. La segunda zona de limpieza incluye un dispositivo de vacío configurado para aspirar cualquier partícula restante y depositarla en el receptáculo.

En otros ejemplos, dispositivos autónomos de limpieza de uso doméstico se divulgan en la patente estadounidense número 6.748.297 y en la publicación de solicitud de patente estadounidense número 2003/0192144, ambas a nombre de Song y col. y ambas asignadas a Samsung Gwangu Electronics Co.

En estos ejemplos, los robots de limpieza autónomos están configurados con elementos de limpieza similares que utilizan cepillos giratorios y un dispositivo de vacío para sacudir y aspirar partículas sueltas y depositarlas en un receptáculo.

Aunque cada uno de los ejemplos anteriores proporciona robots autónomos asequibles de limpieza de suelos para recoger partículas sueltas, hasta la fecha no hay constancia de un robot autónomo asequible de limpieza de suelos que aplique un fluido de limpieza sobre el suelo para limpiar en mojado suelos en el hogar. En la técnica existe la necesidad de un dispositivo de este tipo y esa necesidad es tratada por la presente invención, cuyas diversas funciones, características y beneficios se describen en este documento en mayor detalle.

La limpieza en mojado de suelos en el hogar se ha realizado durante mucho tiempo de manera manual utilizando una bayeta o una esponja húmedas acopladas al extremo de un asa. La bayeta o la esponja se introducen en un recipiente lleno con un líquido de limpieza para absorber una cantidad del fluido de limpieza en la bayeta o en la esponja, y después se pasan sobre la superficie para aplicar el fluido de limpieza sobre la superficie. El fluido de limpieza interactúa con contaminantes de la superficie y puede disolver o emulsionar de otro modo los contaminantes en el fluido de limpieza. Por lo tanto, el fluido de limpieza se transforma en un líquido residual que incluye el fluido de limpieza y contaminantes mantenidos en suspensión dentro del fluido de limpieza. Después, la esponja o la bayeta se utilizan para absorber el líquido residual de la superficie. Aunque el agua limpia es en cierto modo eficaz para su utilización como un fluido de limpieza aplicado a los suelos, la mayor parte de la limpieza se realiza con un fluido de limpieza que es una mezcla de agua limpia y jabón o detergente que reacciona con los contaminantes para emulsionar los contaminantes en el agua. Además, se conoce el limpiar superficies de suelo con agua y detergente mezclados con otros agentes tales como un disolvente, una fragancia, un desinfectante, un agente de secado, partículas abrasivas, etc., para aumentar la eficacia del proceso de limpieza.

La esponja o la bayeta también pueden utilizarse como un elemento de fregado para fregar la superficie de suelo, y especialmente en zonas donde los contaminantes son particularmente difíciles de quitar del suelo. La acción de fregado sirve para agitar el fluido de limpieza para mezclarlo con contaminantes así como para aplicar una fuerza de fricción para separar los contaminantes de la superficie del suelo. La agitación mejora la acción de disolución y de emulsión del fluido de limpieza y la fuerza de fricción ayuda a romper la adherencia entre la superficie y los contaminantes.

Un problema con los procedimientos manuales de limpieza de suelos de la técnica anterior es que después de limpiar una zona de la superficie del suelo, debe enjuagarse el líquido residual de la bayeta o de la esponja, y esto se realiza normalmente volviendo a introducir la bayeta o la esponja en el recipiente lleno de fluido de limpieza. La etapa de enjuague contamina el fluido de limpieza con líquido residual y el fluido de limpieza se contamina más cada vez que se enjuaga la bayeta o la esponja. Como resultado, la eficacia del fluido de limpieza se deteriora a medida que se limpia más área de superficie de suelo.

Aunque el procedimiento manual tradicional es eficaz para la limpieza de suelos, es una labor lenta y que requiere esfuerzo. Además, su eficacia de limpieza disminuye a medida que se contamina el fluido de limpieza. Existe una necesidad en la técnica de un procedimiento mejorado para limpiar en mojado una superficie de suelo que proporcione un dispositivo asequible de limpieza en mojado de suelos para automatizar la limpieza en mojado de suelos en el hogar.

En muchos edificios de grandes dimensiones, tales como hospitales, grandes tiendas de venta al por menor, cafeterías, etc., existe la necesidad de limpiar en mojado los suelos todos los días o todas las noches, y este problema se ha tratado mediante el desarrollo de “robots” industriales de limpieza de suelos que pueden limpiar suelos en mojado. Un ejemplo de un dispositivo industrial de limpieza en mojado de suelos se divulga en la patente estadounidense número 5.279.672 a nombre de Betker y col. y asignada a Windsor Industries Inc. Betker y col. divulgan un dispositivo autónomo de limpieza de suelos que presenta un conjunto de accionamiento que proporciona una fuerza motriz para mover de manera autónoma el dispositivo de limpieza en mojado a lo largo de una trayectoria de limpieza.

El uso de la palabra “robot” o “autónomo” para describir el dispositivo de Betker y col. no significa necesariamente “sin vigilarse” o completamente autónomo (tales dispositivos se vigilan por un operador por muchos motivos) . Un motivo de que tales dispositivos se vigilen por un operador es que pesan cientos de libras y pueden provocar daños importantes en caso de fallo de un sensor o de una variable de control no prevista. Un motivo más importante es que los dispositivos propuestos por Betker y col. no están configurados físicamente para salir de o moverse entre obstáculos y áreas cerradas, ni tampoco pueden programarse para salir de o moverse entre obstáculos y áreas cerradas.... [Seguir leyendo]

1. Un robot de tratamiento de superficies (100) , que comprende:

un armazón de robot (200) que tiene un perímetro externo formado sustancialmente como una forma de ancho constante, accionado hacia delante mediante al menos un miembro rotatorio;

un compartimento de fluido dispensado (S) que alberga un fluido para ser dispensado por el robot (100) ;

un cabezal de limpieza en mojado (600) que emplea al menos un miembro de limpieza en mojado accionado (604) para limpiar un ancho de limpieza a lo largo de una linea de ancho de limpieza del robot (100) con la ayuda de fluido dispensado; y

un compartimento de material residual (D) que alberga fluido residual recogido por el robot;

teniendo el cabezal de limpieza en mojado (600) un ancho de limpieza con respecto a la masa total del robot del armazon de robot (200) , compartimento de material dispensado (S) una vez vacío, cabezal de limpieza en mojado, y compartimento de material residual (D) un vez lleno de fluido residual recogido por el robot (100) , mayor o igual a tres centimetros de ancho de limpieza por kilogramo de masa total del robot.

2. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 1, incluyendo el cabezal de limpieza en mojado (600) un fregador de circulación accionado (604) que friega la superficie que va a ser limpiada a lo largo de una línea de ancho de limpieza del robot (100) con la ayuda del fluido dispensado.

3. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 1, incluyendo el cabezal de limpieza en mojado accionado un aspirador en mojado accionado que recoje el fluido residual.

4. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 1, en el que el robot (100) tiene una masa inferior a 20 kilogramos.

5. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 4, en el que el robot tiene una masa inferior a 10 kilogramos.

6. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 4 o 5, en el que el robot (100) tiene un ancho de limpieza de 5 cm o 6 cm por cada kilogramo de masa del robot.

7. El robot de tratamiento de superficies (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el armazón de robot (200) tiene un perímetro circular.

8. El robot de tratamiento de superficies (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el armazón de robot (200) tene forma de triángulo de Reuleaux o de polígono de ancho constante.

9. El robot de tratamiento de superficies (100) según la reivindicación 1, en el que los dos compartimentos (D, S) están dispuestos de tal modo que a medida que se mueve fluido de un compartimento al suelo y es recogido a continuación, el centro de gravedad permanece sustancialmente en su sitio, y/o permanece sustancialmente sobre las ruedas de accionamiento de dicho robot, en el que los compartimentos (D, S) están apilados o parcialmente apilados uno sobre el otro en el que los centros de gravedad de los compartimentos llenos se encuentran a menos de 10 cm entre sí.