Robot modular.

Un robot de amplia cobertura que comprende:

un chasis unitario (202) que define una pluralidad de receptáculos que reciben módulos (304,

306, 308, 310, 312)teniendo cada uno un enchufe eléctrico (204, 206, 208, 210) del lado del receptáculo que funciona sin herramientas;un controlador (1050) configurado para proporcionar un control eléctrico independiente a cada enchufe eléctrico(204, 206, 208, 210) del lado del receptáculo que funciona sin herramientas; y

una cubierta inferior (118) para la retención de la batería (302) recibida dentro de un receptáculo (312);

al menos uno de los receptáculos (304, 306, 308, 310, 312) recibe un módulo de la rueda motriz (110a-b) fácilmenteextraíble del chasis (202) como una unidad completa cuando ya no está asegurada por la cubierta inferior (118),comprendiendo el módulo de la rueda motriz (110a-b):

una carcasa del módulo de rueda motriz (324a-b);

una rueda (326a-b) acoplada giratoriamente a la carcasa (324a-b); y

un motor de accionamiento de rueda (328a-b) situado en la carcasa del módulo de rueda motriz (324a-b) y quefunciona para accionar la rueda (326a-b), estando conectado el motor de accionamiento de rueda (328a-b) a unenchufe eléctrico (1002a-b) del lado del módulo que funciona sin herramientas que se acopla a un enchufe eléctrico(204, 206) correspondiente del lado del receptáculo; y

en el que al menos uno de los receptáculos (304, 306, 308, 310, 312) recibe un módulo de cabezal funcional (112,102) que comprende:

una carcasa del cabezal funcional (332, 338);

un elemento funcional móvil (334, 340) transportado por la carcasa del cabezal funcional (332, 338); y

un motor de accionamiento funcional (336, 342) situado en la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) y quefunciona para accionar el elemento funcional (334, 340), estando conectado el motor de accionamiento funcional(336, 342) a un enchufe eléctrico (1402, 410) del lado del módulo que funciona sin herramientas que se acopla conun enchufe eléctrico (208, 210) correspondiente del lado del receptáculo.

Robot modular

Campo técnico

Esta invención se refiere a robots y, más particularmente, a robots de amplia cobertura.

Antecedentes El documento WO 01/91623 A2 describe la técnica anterior pertinente.

En el campo de la robótica doméstica, para oficinas y/u orientada a consumidores, los robots móviles que realizan funciones domésticas, tales como pasar la aspiradora, se han adoptado ampliamente y pueden encontrarse ejemplos de robots que realizan el fregado del suelo, patrullan, cortan el césped y otras tareas. Los robots móviles contienen muchos componentes, algunos de los cuales pueden desgastarse o requerir mantenimiento antes que otros componentes. Generalmente, cuando un componente falla el robot puede tener importantes problemas de funcionamiento o fallar en su conjunto. Puede requerirse a un usuario que envíe el robot completo a un taller de reparación para revisarlo, lo que puede requerir desmontar partes significativas del robot o, si el coste de reparación supera el valor del robot, el robot puede desecharse. Como alternativa, el usuario puede necesitar adquirir un nuevo robot entero.

Sumario La invención es un robot de amplia cobertura como se define en la reivindicación 1. Los robots de amplia cobertura tienen numerosos componentes que pueden requerir el mantenimiento periódico durante la vida de servicio. Un robot de amplia cobertura se usa para tratar una superficie. Esto incluye limpiar así como pulir, pintar, revestir, barrer, esterilizar, aplicar tratamientos y más. Un robot de amplia cobertura modular que permite la retirada de componentes discretos o conjuntos para su reparación o sustitución mejora la capacidad de mantenimiento del robot y aumenta la vida de servicio global del robot. Además, algunos módulos pueden cambiarse por un módulo alternativo que se adapta en la misma cavidad conformada pero que tiene diferente funcionalidad. En general, los siguientes módulos pueden retirarse de un robot de amplia cobertura y sustituirse sin afectar a la funcionalidad del robot: un cabezal de limpieza principal, un cabezal de cepillado lateral, un módulo de ruedas, una papelera de vacío, un panel o cubierta superior sustituible, un control remoto empotrable en una cubierta, un panel de retención inferior sustituible, una cubierta o elemento deslizante, una batería, un parachoques y una rueda orientable delantera.

En un aspecto, el robot de amplia cobertura incluye un chasis, múltiples conjuntos de rueda motriz dispuestos en el chasis y un conjunto funcional que incluye un cabezal funcional (por ejemplo, un conjunto de limpieza) situado en el chasis. Cada conjunto de rueda motriz (por ejemplo, un módulo de rueda motriz) incluye una carcasa del conjunto de rueda motriz, una rueda acoplada giratoriamente a la carcasa y un motor de accionamiento de la rueda situado en la carcasa del conjunto de rueda motriz y que puede funcionar para accionar la rueda. El conjunto de limpieza (por ejemplo, el módulo de cabezal funcional) incluye una carcasa del conjunto de limpieza, un cabezal de limpieza acoplado giratoriamente (por ejemplo, un cabezal funcional acoplado para el movimiento funcional) a la carcasa del conjunto de limpieza, y un motor de accionamiento de limpieza situado en la carcasa del conjunto de limpieza y que funciona para accionar el cabezal de limpieza. Los conjuntos de ruedas y el conjunto de limpieza pueden extraerse por separado e independientemente cada uno de ellos de los receptáculos respectivos en el chasis en forma de cartuchos o unidades completas. Los receptáculos pueden ser cavidades conformadas que tienen paredes receptoras que rodean y guían la adaptación de las formas de la pared externa de un cartucho o módulo, de manera que cada módulo se desliza en y se adapta en una cavidad conformada correspondiente. Paralelas a al menos una dirección (por ejemplo, la de inserción) , las paredes del modelo y la cavidad conformada correspondiente pueden ser esencialmente paralelas, de manera que se guía a un módulo para que entre en una cavidad conformada de adaptación a lo largo de una línea recta. Los módulos pueden asegurarse en el chasis mediante sujeciones y/o una cubierta de acceso o retención.

En una realización práctica, cada conjunto de rueda motriz incluye también una conexión que suspende la rueda desde una parte delantera del chasis. Conectando un primer extremo de la conexión a una parte trasera del chasis y permitiendo que la rueda conectada a un segundo extremo de la conexión se mueva radialmente alrededor del primer extremo de la conexión y verticalmente con respecto al chasis, el robot puede atravesar umbrales y zonas de transición de una forma más fácil que un robot sin dicha conexión. La conexión facilita también una inclinación hacia delante del chasis como respuesta al par de torsión desde la rueda que también ayuda a que el robot atraviese umbrales y zonas de transición.

En otro ejemplo, el conjunto de rueda (modular o no modular) incluye al menos parte de un sensor de proximidad para detectar la ausencia de un suelo adyacente. El sensor de proximidad puede ser un par de emisor y receptor de infrarrojos (IR) , donde el emisor y el receptor IR están localizados en cualquier lado de la rueda y están situados para emitir y recibir un rayo IR emitido a un ángulo que se refleja desde una superficie del suelo por debajo de la rueda. En ausencia del suelo, el rayo IR emitido no se refleja desde el suelo y no se recibe en el receptor IR. Cuando el sensor de proximidad detecta la ausencia del suelo, esto se notifica a un controlador del robot de manera que se inicia una maniobra para evitar que se precipite por un hueco.

En una realización práctica, cada conjunto de rueda incluye también un conector eléctrico dispuesto en una superficie externa de la carcasa del conjunto de rueda motriz y configurado para adaptarse con un conector eléctrico del chasis correspondiente dentro de su receptáculo respectivo cuando el conjunto de rueda motriz se sitúa dentro del receptáculo, para establecer una conexión eléctrica con el conjunto de rueda. De forma similar, el conjunto de limpieza puede incluir un conector eléctrico dispuesto en una superficie externa de la carcasa del conjunto de limpieza y configurado para adaptarse con un conector eléctrico del chasis correspondiente dentro de su receptáculo respectivo cuando el conjunto de limpieza se sitúa dentro del receptáculo, para establecer una conexión eléctrica con el conjunto de limpieza. Los conectores pueden alinearse entre sí en una línea recta como un módulo que se guía para entre en una cavidad conformada de adaptación a lo largo de una línea recta.

En algunas realizaciones prácticas, el conector eléctrico para cada módulo es un enchufe eléctrico en el lado del módulo que funciona sin herramientas (que puede funcionar sin herramientas) que se adapta a un enchufe eléctrico en el lado del módulo que funciona sin herramientas en el chasis.

En un ejemplo, el robot de limpieza incluye también una batería eléctrica o una celda electroquímica situada en el chasis. La batería eléctrica proporciona energía al robot.

En otro ejemplo, el robot de limpieza incluye un conjunto de rueda orientable extraíble dispuesto en el chasis. El conjunto de rueda orientable extraíble proporciona un soporte adicional entre el robot y el suelo.

En otro ejemplo, el robot incluye una cubierta extraíble (por ejemplo, una cubierta de retención o de acceso) asegurada a una parte inferior del chasis. La cubierta asegura cada conjunto de rueda y conjunto de limpieza dentro de sus receptáculos respectivos. El robot puede incluir también una cubierta extraíble (por ejemplo, un panel estético o funcional, por ejemplo, como se describe en la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos Nº 60/741.422) dispuesta sobre una parte superior del chasis. La cubierta extraíble en la parte superior del chasis permite a un propietario unir cubiertas o paneles temáticos o funcionales que tienen diversos colores y marcas; o, por ejemplo, sensores adicionales, por ejemplo, de navegación o de detección obstáculos. En un caso, la cubierta extraíble incluye un panel de visualización de mantenimiento segmentado que mimetiza sustancialmente el aspecto del robot. Las marcas iluminables que corresponden a cada receptáculo del módulo se disponen en la pantalla de mantenimiento segmentada. Los receptáculos de módulo corresponden individualmente a un conjunto de rueda motriz, un conjunto de limpieza, la batería o la papelera de limpieza, respectivamente. En otro caso, la cubierta extraíble incluye un dispositivo de salida de audio para suministrar instrucciones y alertar a un usuario de una interferencia o de algún otro problema con el robot. La placa del controlador en el... [Seguir leyendo]

1. Un robot de amplia cobertura que comprende:

un chasis unitario (202) que define una pluralidad de receptáculos que reciben módulos (304, 306, 308, 310, 312) teniendo cada uno un enchufe eléctrico (204, 206, 208, 210) del lado del receptáculo que funciona sin herramientas;

un controlador (1050) configurado para proporcionar un control eléctrico independiente a cada enchufe eléctrico (204, 206, 208, 210) del lado del receptáculo que funciona sin herramientas; y

una cubierta inferior (118) para la retención de la batería (302) recibida dentro de un receptáculo (312) ;

al menos uno de los receptáculos (304, 306, 308, 310, 312) recibe un módulo de la rueda motriz (110a-b) fácilmente extraíble del chasis (202) como una unidad completa cuando ya no está asegurada por la cubierta inferior (118) , comprendiendo el módulo de la rueda motriz (110a-b) :

una carcasa del módulo de rueda motriz (324a-b) ;

una rueda (326a-b) acoplada giratoriamente a la carcasa (324a-b) ; y

un motor de accionamiento de rueda (328a-b) situado en la carcasa del módulo de rueda motriz (324a-b) y que funciona para accionar la rueda (326a-b) , estando conectado el motor de accionamiento de rueda (328a-b) a un enchufe eléctrico (1002a-b) del lado del módulo que funciona sin herramientas que se acopla a un enchufe eléctrico (204, 206) correspondiente del lado del receptáculo; y

en el que al menos uno de los receptáculos (304, 306, 308, 310, 312) recibe un módulo de cabezal funcional (112, 102) que comprende:

una carcasa del cabezal funcional (332, 338) ;

un elemento funcional móvil (334, 340) transportado por la carcasa del cabezal funcional (332, 338) ; y

un motor de accionamiento funcional (336, 342) situado en la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) y que funciona para accionar el elemento funcional (334, 340) , estando conectado el motor de accionamiento funcional (336, 342) a un enchufe eléctrico (1402, 410) del lado del módulo que funciona sin herramientas que se acopla con un enchufe eléctrico (208, 210) correspondiente del lado del receptáculo.

2. El robot de la reivindicación 1, en el que al menos uno de los receptáculos que reciben módulos (304, 306, 308, 310, 312) se configura para recibir un módulo correspondiente mediante el deslizamiento de las paredes paralelas del módulo en las paredes paralelas del receptáculo que recibe los módulos (304, 306, 308, 310, 312) conformados para adaptarse.

3. El robot de la reivindicación 1 ó 2, en el que la cubierta inferior (118) se asegura a una parte inferior del chasis

(202) y se asegura cada módulo de rueda (110a-b) y módulo de cabezal funcional (112, 102) dentro de sus receptáculos respectivos (304, 306, 308, 310) .

4. El robot de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada módulo de rueda de accionamiento (110a-b) comprende adicionalmente un conector eléctrico (1002a-b) dispuesto sobre una superficie externa de la carcasa del módulo de rueda motriz (324a-b) y configurado para adaptarse a un conector eléctrico del chasis (204, 206) correspondiente dentro de su receptáculo respectivo (304; 306) cuando el módulo de rueda motriz (110a-b) se sitúa dentro del receptáculo (304; 306) para establecer una conexión eléctrica con el conjunto de rueda (110a-b) .

5. El robot de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el módulo de cabezal funcional (112, 102) comprende adicionalmente un conector eléctrico (1402, 410) dispuesto sobre una superficie externa de la carcasa del cabezal funcional (332, 338) y configurado para adaptarse a un conector eléctrico del chasis correspondiente (208, 210) dentro de su receptáculo respectivo (308, 310) cuando el módulo de cabezal funcional (112, 102) se sitúa dentro del receptáculo (308, 310) , para establecer una conexión eléctrica con el módulo de cabezal funcional (112, 102) .

6. El robot de la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que el conector eléctrico (1002a-b, 1402, 410) comprende un conector flotante montado en la carcasa (324a-b, 332, 338) del módulo (110a-b, 112, 102) con pernos 1004, una holgura definida entre los pernos 1004, un conector eléctrico 1002a, y la carcasa (324a-b, 332, 338) del módulo (110a-b, 112, 102) para permitir que el conector eléctrico (1002a-b, 1402, 410) se mueva una pequeña

cantidad cuando se acoplan los elementos de localización en el módulo (110a-b, 112, 102) .

7. El robot de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que los conectores eléctricos se alinean entre sí en una línea recta cuando uno de los módulos (110a-b, 112, 102) es guiado a la entrada del respectivo receptáculo receptor de módulos (304, 306, 308, 310) con la forma adaptada, a lo largo de una línea recta.

8. El robot de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la batería (302) se sitúa en el chasis (202) y/o que comprende adicionalmente un conjunto de rueda orientable extraíble (114) dispuesta sobre el chasis (202) .

9. El robot de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno del módulo de rueda motriz (110ab) comprende adicionalmente una conexión (330a-b) que suspende la rueda (326a-b) desde una parte delantera del chasis (202) y/o que comprende adicionalmente un sensor de proximidad (808) configurado para detectar una ausencia de un suelo adyacente.

10. El robot de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente una cubierta amovible (104) dispuesta sobre una parte superior del chasis (202) y/o que comprende adicionalmente un parachoques extraíble (108) dispuesto en una parte delantera del chasis (202) .

11. El robot de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una papelera de limpieza (116) situada en el chasis (202) y dispuesta para recoger los desechos retirados de una superficie funcional mediante el módulo del cabezal funcional (112, 102) .

12. El robot de la reivindicación 11, en el que la papelera de limpieza (116) comprende:

una carcasa de papelera (602, 604, 606) que define una cavidad para desechos (607) y una cavidad de filtro (608) , estando configurada la cavidad para desechos para recoger los desechos retirados de una superficie funcional mediante el elemento funcional móvil (334, 340) , estando configurada la cavidad de filtro para recoger desechos retirados de una superficie funcional mediante un ventilador de aspiración (612) en comunicación fluida con la cavidad de filtro (608) ;

un filtro de papelera (704) dispuesto en la cavidad de filtro (608) y configurado para inhibir sustancialmente que el material en partículas entre en el ventilador de aspiración (612) ; y

una cubierta de la papelera (609, 702) unidad a la carcasa de la papelera (602, 604, 606) y

configurada para moverse entre una posición de papelera cerrada y una posición de papelera abierta, exponiendo la cavidad de filtro (608) y el filtro de papelera (704) para su mantenimiento.

13. El robot de la reivindicación 12, en el que la papelera de limpieza (116) comprende adicionalmente un accionador de resorte de la cubierta de la papelera (611, 706) que desvía la cubierta de la papelera (609, 702) a la posición abierta y/o que comprende adicionalmente un pestillo para mantener la cubierta de la papelera desviada (609, 702) en la posición cerrada.