Beschreibung

Vorrichtung zur Hinderniserkennung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung, insbesondere für ein selbstfahrendes Bodenreinigungsgerät.

Selbstfahrende Bodenreinigungsgeräte, sogenannte Robotsauger, sind beispielsweise aus der DE 102 31 386 B4 bekannt.

Bei Robotsaugern tritt das Problem auf, dass diese auf Gegenstände auflaufen können und daher ein sofortiges Stoppen und ein Richtungswechsel erforderlich ist. Beim Auffahren auf die Gegenstände, beispielsweise Möbel oder Bodenvasen dürfen diese nicht beschädigt werden. Es sind daher bewegliche Gehäuseteile bekannt, die bei einem Auflaufen auf Gegenstände einen Mikroschalter auslösen und ein entsprechender Steuervorgang initiiert wird. Der Einsatz einer Vielzahl von Schaltern rund um das Gehäuse, ist vergleichsweise aufwendig, da in kurzen Abständen bewegliche Gehäuseteile angeordnet sein müssen, um feinfühlig und schnell reagieren zu können. Dies ist einerseits aufwendig und zudem können bei empfindlichen Objekten Beschädigungen nicht sicher vermieden werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine Beschädigung von Gegenständen vermeidet.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Hinderniserkennung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zur Hinderniserkennung eine elektrisch leitfähige Schicht, an die eine elektrische Spannung angelegt ist und die mit einer leitfähigen elastischen Schicht verbunden ist, wobei an der elastischen Schicht mindestens eine Elektrode angelegt ist und bei einem Zusammendrücken der elastischen Schicht eine Spannungsänderung an einer Steuerung erfassbar ist. Dadurch kann die Vorrichtung besonders feinfühlig ausgestaltet sein, da die elastische Schicht bei einem Auflaufen auf ein Hindernis zusammengedrückt wird und dann unmittelbar ein Schalt- bzw. Steuervorgang ausgelöst werden kann. Der Gegenstand kommt somit nicht mit harten Gehäuseteilen in Berührung, sondern lediglich mit der gepolstert angebrachten elektrisch leitfähigen äußeren Schicht. Zudem müssen im äußeren Bereich auch nicht viele einzelne Gehäuseteile vorgesehen sein, sondern die äußere Schicht kann durchgängig den entsprechenden Bereich abdecken.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die mindestens eine Elektrode eine elektrisch leitfähige Platte auf, gegen die ein Bereich der elastischen Schicht pressbar ist.

Dadurch wirkt die Elektrode als eine Art Gegeπlager, die einen bestimmten Bereich zur Erfassung eines Hindernisses abdeckt. Je nach Breite der Vorrichtung und den jeweiligen Anforderungen können ein oder mehrere Elektroden beabstandet voneinander an der elastischen Schicht angeordnet sein.

Vorzugsweise wird über eine Spannungsänderung an einer oder mehreren Elektroden der Ort der Kompression der elastischen Schicht erfasst, so dass neben der Information, dass ein Hindernis vorhanden ist, auch noch die Position des Hindernisses ermittelt werden kann und in den Steuervorgang einfließen kann. Hierfür kann an der Steuerung ein Multiplexer vorgesehen sein, mittels dem die Spannung an den einzelnen Elektroden erfassbar ist.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die elastische Schicht aus einem Schaumstoff, wie einem Moosgummi, der die erforderliche Leitfähigkeit aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Hinderniserkennung an einem Robotsauger, und

Figur 2 eine geschnittene Detailansicht der Vorrichtung zur Hindemiserkennung der

Figur 1.

Ein Robotsauger 1 besitzt ein in Draufsicht kreisförmiges Gehäuse 2, an dem eine Vorrichtung zur Hinderniserkennung 3 angebracht ist. Die Vorrichtung zur Hinderniserkennung 3 ist dabei nur zur Hälfte an dem Gehäuse 2 in eine Bewegungsrichtung 4 angebracht, da nur in Bewegungsrichtung 4 Hindernisse zu erwarten sind.

Um diverse Hindernisse frühzeitig erkennen zu können, besitzt die Vorrichtung 3 zur Hinderniserkennung die in Figur 2 gezeigte Gestaltung.

Eine äußere elektrische leitfähige Schicht 4 ist mit einer mittleren elastischen Schicht 5 verbunden, beispielsweise einem Schaumstoff, wie einem Moosgummi, die ebenfalls eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt, allerdings auch einen Widerstand darstellt. An der elastischen Schicht 5 sind in regelmäßigen Abständen Elektroden 6, 16, 26 und 36 angebracht, die eine leitende Fläche, beispielsweise eine Kupferfolie besitzen, die ortsfest abgestützt ist.

Die äußere leitfähige Schicht 4 ist über einen Anschluss 7 und eine Leitung 8 an eine

Spannungsquelle 9 angeschlossen, die wiederum mit einer Steuerung 10 verbunden ist. Die Steuerung 10 umfasst einen schematisch dargestellten Spannungsmesser 11 sowie einen Multiplexer 12, der zur Widerstandsermittlung mit mehreren Anschlüssen 13 koppelbar ist, die jeweils über eine Leitung 14 mit den einzelnen Elektroden 6, 16, 26 und 36 verbunden sind.

Sofern der Robotsauger 1 mit seinem Gehäuse 2 auf ein Hindernis aufläuft, wird an dieser Stelle die elektrisch leitfähige äußere Schicht 4 komprimiert, wie dies an der Stelle 15 dargestellt ist. An dieser Stelle 15 besitzt die elastische Schicht 5 nicht mehr die ursprüngliche Dicke von etwa 5 mm bis 10 mm, sondern wurde zusammengedrückt, wobei in diesem Fall die Elektroden 16 und 26 als Gegenlager wirken. Durch die Komprimierung der elastischen Schicht 5 an der Stelle 15 wird der elektrische Widerstand verringert, was durch die Steuerung 10 erfasst wird. über den Multiplexer 12 kann dabei sowohl die Spannungsänderung als auch der Ort des Hindernisses bestimmt werden. Bei Bedarf kann zudem die Größe der Kontaktstelle und die Verformungsgeschwindigkeit ermittelt werden. Dadurch kann in Relation zur Geschwindigkeit auch die Art des Hindernisses genauer definiert werden, was für den folgenden Steuervorgang nützlich ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zur Hinderniserkennung 3 an einem Robotsauger angebracht. Es ist natürlich möglich, die Vorrichtung 3 auch an anderen bewegten Geräten und Maschinen vorzusehen. Zudem kann die Anordnung der Vorrichtung 3 statt an einem runden Gehäuse 2 auch an anderen Gehäuseformen eingesetzt werden.