Robot modular.
Un robot de amplia cobertura (100) que comprende:
un chasis (202);
múltiples conjuntos de rueda motriz (110a-b) dispuestos sobre el chasis (202),
comprendiendo cada conjunto de rueda motriz:
una carcasa del conjunto 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 conjunto de rueda motriz (324a-b) y quefunciona para accionar la rueda (326a-b); y
un conjunto de limpieza (112, 102) situado en el chasis (202) comprendiendo el conjunto de limpieza:una carcasa del conjunto de limpieza (332-338);
un cabezal de limpieza (334, 340) acoplado giratoriamente a la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338); yun motor de accionamiento de limpieza (336, 342) situado en la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) y quefunciona para accionar el cabezal de limpieza (334, 340);
en el que cada uno de los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) puede extraerse porseparado e independientemente de los receptáculos respectivos (304, 306, 308, 310) del chasis (202) comounidades completas, en el que los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) están provistoscon conectores mecánicos (1003a, 1403, 411) así como conectores eléctricos (1002a, 1402, 410),
en el que los conectores mecánicos sobre los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112,102) sealinean con los conectores, fijaciones o puntos duros (205, 209, 211) correspondientes formados en el chasis (202)del robot, y los conectores eléctricos sobre los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112,102) sealinean simultáneamente con conectores adaptados (204, 208, 206, 210) formados en el chasis (202) del robot,cuando uno de los conjuntos de rueda (110ab) o el conjunto de limpieza (112,102) se desliza dentro de sureceptáculo receptor de adaptación (304,306,308, 310).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10182968.
Solicitante: IROBOT CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 8 CROSBY DRIVE BEDFORD, MA 01730 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: WON,CHIKYUNG, SVENDSEN,SELMA, SANDIN,PAUL E, BURNETT,SCOTT THOMAS, KAPOOR,DEEPAK RAMESH, HICKEY,STEPHEN, RIZZARI,ROBERT, DUBROVSKY,ZIVTHAN A.C.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A47L11/24 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A47 MOBILIARIO; ARTICULOS O APARATOS DE USO DOMESTICO; MOLINILLOS DE CAFE; MOLINILLOS DE ESPECIAS; ASPIRADORES EN GENERAL. › A47L LAVADO O LIMPIEZA DOMESTICA (cepillos A46B; limpieza de grandes cantidades de botellas o de otros objetos huecos de una sola especie B08B 9/00; lavado de la ropa D06F ); ASPIRADORES EN GENERAL (limpieza en general B08). › A47L 11/00 Máquinas para limpiar los suelos, las alfombras, los muebles, las paredes o sus revestimientos. › Máquinas para barrer el suelo accionadas por motor.
- A47L11/40 A47L 11/00 […] › Elementos o partes constitutivas de máquinas no previstas en los grupos A47L 11/02 - A47L 11/38, o no limitadas a uno de estos grupos, p. ej. empuñaduras, disposición de los interruptores, bordes, amortiguadores, palancas.
- A47L5/30 A47L […] › A47L 5/00 Características estructurales de los aspiradores. › con instrumentos que arrastran para levantar el polvo, p. ej. cepillos giratorios.
- A47L9/04 A47L […] › A47L 9/00 Partes constitutivas o accesorios de aspiradores, p. ej. medios mecánicos para controlar la aspiración o para producir una acción de batido; Dispositivos para la conservación ordenada de los aspiradores o de sus piezas; Vehículos portadores especialmente concebidos para los aspiradores. › con cepillos o agitadores controlados.
- G05D1/02 FISICA. › G05 CONTROL; REGULACION. › G05D SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES NO ELECTRICAS (para la colada continua de metales B22D 11/16; dispositivos obturadores en sí F16K; evaluación de variables no eléctricas, ver las subclases apropiadas de G01; para la regulación de variables eléctricas o magnéticas G05F). › G05D 1/00 Control de la posición, del rumbo, de la altitud o de la actitud de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales, p. ej. piloto automático (sistemas de radionavegación o sistemas análogos que utilizan otras ondas G01S). › Control de la posición o del rumbo por referencia a un sistema de dos dimensiones.
PDF original: ES-2423296_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Robot modular
Campo técnico
Esta invención se refiere a robots y, más particularmente, a robots de amplia cobertura.
Antecedentes 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.
El documento WO 01/91623 A2 describe un aparato de tratamiento de superficies móvil autónomo que tiene un chasis, un mecanismo de accionamiento montado en dicho chasis mediante una suspensión, y una carcasa sustancialmente rígida montada de modo móvil en el chasis.
Sumario La presente invención se refiere a 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
Reivindicaciones:
1. Un robot de amplia cobertura (100) que comprende:
un chasis (202) ; múltiples conjuntos de rueda motriz (110a-b) dispuestos sobre el chasis (202) , comprendiendo cada conjunto de rueda motriz:
una carcasa del conjunto 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 conjunto de rueda motriz (324a-b) y que funciona para accionar la rueda (326a-b) ; y
un conjunto de limpieza (112, 102) situado en el chasis (202) comprendiendo el conjunto de limpieza:
una carcasa del conjunto de limpieza (332-338) ; un cabezal de limpieza (334, 340) acoplado giratoriamente a la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) ; y un motor de accionamiento de limpieza (336, 342) situado en la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) y que funciona para accionar el cabezal de limpieza (334, 340) ;
en el que cada uno de los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) puede extraerse por separado e independientemente de los receptáculos respectivos (304, 306, 308, 310) del chasis (202) como unidades completas, en el que los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) están provistos con conectores mecánicos (1003a, 1403, 411) así como conectores eléctricos (1002a, 1402, 410) , en el que los conectores mecánicos sobre los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) se alinean con los conectores, fijaciones o puntos duros (205, 209, 211) correspondientes formados en el chasis (202) del robot, y los conectores eléctricos sobre los conjuntos de rueda (110a-b) y el conjunto de limpieza (112, 102) se alinean simultáneamente con conectores adaptados (204, 208, 206, 210) formados en el chasis (202) del robot, cuando uno de los conjuntos de rueda (110ab) o el conjunto de limpieza (112, 102) se desliza dentro de su receptáculo receptor de adaptación (304, 306, 308, 310) .
2. El robot de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una batería eléctrica (302) situada en el chasis (202) .
3. El robot de la reivindicación 2, en el que el chasis (202) define los receptáculos que reciben módulos (304, 306, 308, 310, 312) donde los conjuntos de rueda (110a, 110b) , el conjunto de limpieza (112, 102) y la batería eléctrica
(302) se reciben mediante el deslizamiento de las paredes paralelas del módulo en las paredes paralelas del receptáculo receptor (304, 306, 308, 310) conformados para adaptarse y asegurados mediante una cubierta inferior (118) .
4. El robot de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una cubierta inferior (118) extraíble asegurada a una parte inferior del chasis (202) y que asegura cada conjunto de rueda (110a-b) y conjunto de limpieza (112, 102) dentro de sus receptáculos respectivos (304, 306, 308, 310) .
5. El robot de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el conector eléctrico (1002a-b) de cada conjunto de rueda (110a-b) se dispone sobre una superficie externa de la carcasa del conjunto de rueda motriz (324a-b) y configurado para adaptarse al conector eléctrico del chasis (204, 206) correspondiente dentro de su receptáculo respectivo (304; 306) cuando el conjunto de rueda motriz (110a-b) se sitúa dentro del receptáculo (304; 306) para establecer una conexión eléctrica con el conjunto de rueda (110a-b) .
6. El robot de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los conectores eléctricos (1402, 410) del conjunto de limpieza (112, 102) se disponen sobre una superficie externa de la carcasa del conjunto de limpieza (332, 338) y configurado para adaptarse con el conector eléctrico del chasis (208, 210) correspondiente 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 conjunto de limpieza (112, 102) .
7. El robot de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un conjunto de rueda orientable extraíble (114) dispuesta sobre el chasis (202) .
8. El robot de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno del conjunto de rueda motriz (110a-b) 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.
9. El robot de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 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) .
10. 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 cabezal de limpieza (112) .
11. El robot de la reivindicación 10, 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 cabezal de limpieza (334) , 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; 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.
12. El robot de la reivindicación 11, 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.
13. El robot de la reivindicación 1, en el que:
el robot (100) comprende adicionalmente:
un controlador (1050) configurado para proporcionar un control eléctrico independiente al primer receptáculo del módulo (304, 306) y al segundo receptáculo del módulo (308, 310) ; y un panel de visualización (105) conectado al controlador (1050) y que comprende:
una pantalla de mantenimiento segmentada (150) que sustancialmente imita el aspecto del robot (100) ; y unas marcas iluminables (3040, 3060, 3080, 3100) dispuestos sobre la pantalla de mantenimiento segmentada (150) y que corresponden al primer receptáculo del módulo (304, 306) y al segundo receptáculo del módulo (308, 312) ;
en el que el controlador (1050) se configura para iluminar los indicadores (3040, 3060, 3080, 3100) sobre la pantalla de mantenimiento segmentada (150) para indicar que un módulo en uno de entre el primer receptáculo del módulo (304, 306) y el segundo receptáculo del módulo (308, 310) se ha de extraer y sustituir.
14. El robot de la reivindicación 13, en el que el panel de visualización (105) comprende además un dispositivo de salida de audio (160) controlado por el controlador (1050) .
15. El robot de la reivindicación 1, en el que el chasis (202) se forma mediante una estructura unitaria, que incluye los receptáculos (304, 306, 308, 310) que son cavidades de receptáculo conformadas orientadas hacia abajo, en el que el receptáculo conformado (304) se adapta a la carcasa de módulo de rueda (110a) , los receptáculos conformados (306, 310) se adaptan a la carcasa del módulo de rueda (110b) y al módulo de cepillo lateral (340) respectivamente, y el receptáculo conformado del cabezal funcional (308) se adapta a la carcas del módulo del cabezal funcional (332) , en el que cada receptáculo conformado es una copa irregular, que tiene un enchufe en o sobre la pared inferior de la copa, un perímetro de paredes paralelas con la forma de los módulos a ser aceptados, y un lado abierto que mira hacia una cubierta inferior (110) , opcionalmente cada uno de los receptáculos conformados (304, 306, 308, 310) puede tener paredes laterales paralelas (304a) y una pared inferior (304b) .
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