DE4218172C1

DE4218172C1 - Powered vacuum cleaner

Info

Publication number: DE4218172C1
Application number: DE4218172A
Authority: DE
Inventors: Ira Dr Leuthaeusser; Ulrich Dr Leuthaeusser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2012-06-03
Also published as: EP0572930A1; EP0572930B1; DE59304390D1

Description

Beim Staubsaugen mit heute üblichen Staubsaugern, bestehend aus einem länglichen Schlitten und einer an einem Schlauch und Stahlrohr hängenden Saugdüse, stellt der hinter dem Be nutzer hergezogene Schlitten ein ständiges Ärgernis dar. Der Schlitten verhakt sich besonders an hervorstehenden Kanten, wenn der Benutzer selbst bereits um die Kante her um gegangen ist und der Zug am Schlauch nicht mehr in Vor wärtsrichtung erfolgt. Beim Saugen in engen Korridoren, die häufig durch dicht beeinanderstehende Möbel gebildet werden, oder in engen Zimmern, in die der Schlitten hin eingezogen wird, ist es meist nicht möglich den Schlitten zu wenden und aus der Sackgasse vorwärts wieder herauszu gehen. Das letztgenannte Problem ist besonders gravierend bei länglichen Schlitten mit feststehenden Rädern, die einen groben Wendekreis und kleine Manövrierfähigkeit ha ben.When vacuuming with today's usual vacuum cleaners, existing from an elongated sled and one on a hose and tubular steel hanging suction nozzle, which is behind the loading user-drawn sled is a constant annoyance. The sled is particularly caught on protruding parts Edges if the user is already around the edge is gone and the pull on the hose is no longer in front downward direction. When vacuuming in narrow corridors, which is often formed by closely spaced furniture or in narrow rooms where the sleigh is going it is usually not possible to move the sledge to turn and back out of the dead end go. The latter problem is particularly serious for elongated sledges with fixed wheels, the a large turning circle and small maneuverability ha ben.

Bisher bekannte Lösungen des Problems bestehen darin, den Staubsauger von Hand um das Hindernis herumzuführen oder falls dies nicht gelingt, diesen aufzunehmen und mit samt der Saugdüse wegzutragen.So far known solutions to the problem consist of the Manually vacuum around the obstacle or if this does not succeed, take it up with velvet the suction nozzle.

Aus der Europäischen Patentschrift 0 319 700 B1 ist ein fahrbarer Staubsauger mit einem an eine Saugöffnung seines Gehäuses anschließbaren Saugschlauch, einem zur Vorder seite des Gehäuses hin an der Gehäuseunterseite verschwenk bar angeordneten Bugrad und mit zwei seitlich einem Gehäuse zu dessen Rückseite hin angeordneten Bodenrädern bekannt. Dieser Staubsauger folgt mit Hilfe von an ihm angebrachten Sensoren, welche Hindernisse erkennen und einem Elektro motor, welcher die Bodenräder antreibt, sowie einer Lenkeinrichtung für das Bugrad einem Zugsensor an dem Saugschlauch und einer Steuervorrichtung, die die Signale der Sensoren auswertet dem Benutzer. Das Bugrad wird so gelenkt, daß der Staubsauger an Hindernissen vorbeifährt.From European patent specification 0 319 700 B1 is a mobile vacuum cleaner with one at a suction opening of his Housing connectable suction hose, one to the front side of the housing swiveled on the underside of the housing arranged nose bar and with two housings on the side known to the rear arranged bottom wheels. This vacuum cleaner follows with the help of attached to it Sensors that recognize obstacles and an electrical system motor that drives the bottom wheels, as well as one Steering device for the nose wheel a train sensor on the Suction hose and a control device that sends the signals the sensor evaluates the user. The nose wheel is like this steered that the vacuum cleaner passes obstacles.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 48 156 ist eine Vorrichtung zum Behandeln von Fußböden oder dergleichen mit seitlich im Abstand angeordneten, durch getrennte elektrische Antriebsmotoren und diesen zugeordneten Impulsfolgen angetriebenen Rädern bekannt, bei der eine Aufzeichnungsvorrichtung für die den Antriebsmotoren zuge führten bei der Wiedergabe der Aufzeichnung erneut vorgeb baren, den Arbeitsgang der Maschinen wiederholende, Impulsfolgen vorgesehen ist.From German published patent application 24 48 156 is one Device for treating floors or the like with laterally spaced, separated by electric drive motors and associated with them Pulse trains driven wheels known in which one Recording device for the drive motors led again when playing the recording repeating the operation of the machines, Pulse trains are provided.

Weitere Vorrichtungen dieser Art sind nicht bekannt.Other devices of this type are not known.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Staubsauger anzugeben, mit dem man auch in engen Korridoren und anderen beengten Umgebungen saugen kann, ohne den Staubsauger aufzuheben oder diesen mit den Fuß rückwärts aus der beengten Umgebung hinauszumanövrieren.The object underlying the invention is to specify a vacuum cleaner with which you can also work in tight spaces Corridors and other confined spaces without lifting the vacuum cleaner or with your foot to maneuver backwards out of the cramped environment.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of the claim 1 solved.

Alle übrigen Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.All other developments of the invention result from the subordinate claims.

Ein besonderer Vorteil des erfundenen Staubsaugers besteht darin, daß im Vergleich zum Stand der Technik nur gering fügige Modifikationen, wie die Anbringung eines Speicher mittels und die Erarbeitung eines Programms für den Mikro prozessor, welches den Sensoren auswertet erforderlich sind, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. Beson ders vorteilhaft ist es, beim Rücklauf des Staubsaugers die Motoren des Antriebs umgekehrt anzutreiben und die Steuerung des Staubsaugers in umgekehrter Reihenfolge mit gleicher Zeitabhängigkeit wie beim Vorwärtsfahren durchzu führen, da so keinerlei zusätzliche Sensorik erforderlich ist.There is a particular advantage of the invented vacuum cleaner in that it is only small compared to the prior art Subsequent modifications, such as the attachment of a memory means and the development of a program for the micro processor, which evaluates the sensors required are to achieve the effect of the invention. Especially it is advantageous when the vacuum cleaner returns to drive the motors of the drive in reverse and the Control the vacuum cleaner in reverse order with same time dependency as when driving forward lead, since no additional sensors are required is.

Günstig ist es bei nicht mehr vorhandenem Benutzerzug den Rücklauf zu stoppen. It is cheap if the user train is no longer available to stop the rewind.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, beim erfindungsge mäßen Staubsauger, die Rücklauffunktion bei Nichtmehr vorhandensein des bewegten Hindernisses, welches in der Regel der Benutzer darstellen sollte, zu stoppen, da dann der Benutzer keine weitere Rückfahrt mehr wünscht.Furthermore, it can be advantageous in the case of the invention moderate vacuum cleaner, the return function when no longer presence of the moving obstacle, which in the Usually the user should pose to stop there then the user no longer wishes to return.

Im Hinblick auf Materialeinsparungen beim Produzieren des erfindungsgemäßen Staubsaugers ist es günstig, nur ein Bugrad in Verbindung mit einem Stellmotor zu verwen den.With regard to material savings in production of the vacuum cleaner according to the invention, it is cheap only to use a nose wheel in connection with a servomotor the.

Als Steuermittel ist es günstig, beim erfindungsgemäßen Staubsauger einen Mikroprozessor zu verwenden, da er die verschiedenen Funktionen einfach koordinieren kann.As a control means, it is favorable with the invention Vacuum cleaner to use a microprocessor because it has the can easily coordinate different functions.

Weiterhin ist es günstig als Speichermittel für die An triebsfunktionen einen Halbleiterspeicher, der flüchtig oder nichtflüchtig ist einzusetzen, da Halbleiterspeicher besonders preiswert sind.Furthermore, it is cheap as a storage medium for the An drive functions a semiconductor memory that is volatile or non-volatile because semiconductor memory are particularly inexpensive.

Besonders günstig ist der Einsatz eines Halbleiterspei chers in Verbindung mit einem Zeitgeber, der den gespei cherten Antriebsfunktionen einen Zeitstempel aufprägt. So ist es einfach möglich, die Antriebs- und Steuerfunk tionen in umgekehrter Reihenfolge chronologisch richtig ablaufen zu lassen.The use of a semiconductor memory is particularly favorable chers in conjunction with a timer that the saved imprinted drive functions stamps a time stamp. So it is easily possible to drive and control radio in reverse order chronologically correct to expire.

Als besonders günstig für den Einsatz bei dem erfindungsge mäßen Staubsauger erweisen sich Ultraschall-, Licht- oder Lasersensoren für die Hinderniserkennung, da dafür be kannte Verfahren esixtieren, um Hindernisse festzustellen und erkennen zu können.As particularly cheap for use in the fiction Vacuum cleaners prove to be ultrasonic, light or Laser sensors for obstacle detection, because be Known procedures esixtieren to determine obstacles and to be able to recognize.

Vorteilhaft beim erfindungsgemäßen Staubsauger kann es sein, Piezoelemente oder Dehnmeßstreifen als Drucksensoren bzw. Zugsensoren einzusetzen, da diese kostengünstig in großer Zahl herstellbar sind.It can be advantageous in the vacuum cleaner according to the invention be piezo elements or strain gauges as pressure sensors or train sensors because they are inexpensive can be produced in large numbers.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figurenbei spielen weiter erläutert.In the following the invention is illustrated by figures play further explained.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge mäßen Staubsaugers. Fig. 1 shows an embodiment of a vacuum cleaner according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Staubsaugers dargestellt. Mit 1 ist das Gehäuse eines fahrbaren Staubsaugers bezeichnet, das ein Gebläse aggregat 2 enthält. Am hinteren Ende des Staubsauger gehäuses 1 sind seitlich Bodenräder 3 vorgesehen. Zur Vorderseite des Staubsaugergehäuses 1 hin ist an dessen Unterseite ein um eine senkrechte Achse 4 verschwenk bares Bugrad angeordnet. Die senkrechte Achse 4 ist mit einem Verstellantrieb 6 gekoppelt. Dieser Verstellantrieb 6 wird durch eine Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 gesteuert. Über ein die Zugkraft und die Zugrichtung eines an das Staubsaugergehäuse angeschlossenen Saugschlauches 8 erfassendes Sensorelement 9 erhält die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7, die zur entsprechenden Verschwen kung des Bugrades 5 erforderlichen Istwertsignale zugeführt. Ferner sind im Staubsaugergehäuse 1 Sensoren 10 zur Hin derniserkennung angeordnet, die ebenfalls Istwertsignale an die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 abgeben.In Fig. 1, an embodiment of a vacuum cleaner according to the Invention is shown. With 1 the housing of a mobile vacuum cleaner is referred to, which contains a blower unit 2 . At the rear end of the vacuum cleaner housing 1 , bottom wheels 3 are provided on the side. To the front of the vacuum cleaner housing 1 is arranged on the underside of a bow wheel pivotable about a vertical axis 4 . The vertical axis 4 is coupled to an adjustment drive 6 . This adjustment drive 6 is controlled by a control device with semiconductor memory 7 . Via a sensor element 9 which detects the tensile force and the direction of pull of a suction hose 8 connected to the vacuum cleaner housing, the control device with semiconductor memory 7 receives the actual value signals required for the corresponding pivoting of the nose wheel 5 . Further, 1 the sensors 10 are arranged in the vacuum cleaner housing for reciprocal derniserkennung the proposed also feedback signals to the control device with semiconductor memory. 7

Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 bildet aus den zugeführten Istwertsignalen entsprechende Steuersignale für den Verstellantrieb 6, durch den das Bugrad 5 derart verschwenkt wird, daß das Staubsaugergehäuse 1 in die ge wünschte Richtung fährt, ohne gegen in seinem Fahrweg liegende Hindernisse zu stoßen. The control device with semiconductor memory 7 forms from the supplied actual value signals corresponding control signals for the adjusting drive 6 , through which the nose wheel 5 is pivoted such that the vacuum cleaner housing 1 travels in the desired direction without encountering obstacles lying in its path.

Wie in der Fig. 1 ebenfalls angedeutet, ist den Boden rädern 3 ein Antriebsmotor 11 zugeordnet, welcher eben falls über die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 in Abhängigkeit von den durch den Sensor gelieferten Istwertsignalen gesteuert wird.As also indicated in FIG. 1, the ground wheels 3 are assigned a drive motor 11 , which is also controlled via the control device with semiconductor memory 7 as a function of the actual value signals supplied by the sensor.

Beim Saugen mit dem erfindungsgemäßen Staubsauger geschieht folgendes:When vacuuming happens with the vacuum cleaner according to the invention the following:

Der Benutzer aktiviert das Gerät und zieht am Saugschlauch. Dies bewirkt, daß über den Sensor 9 ein Zug an den Halb leiterspeicher mit der Steuervorrichtung 7 gemeldet wird, woraufhin der Antriebsmotor 11 aktiviert wird. Der Staub sauger folgt dem Zug des Benutzers. Wird von den Sensoren 10 ein Hindernis im Weg des Staubsaugers festgestellt, so veranlaßt es über die Steuerung mit Halbleiterspeicher 7 eine Verstellung des Bugrades 5. Der Staubsauger weicht dem Hindernis aus. Parallel dazu werden sämtliche Steuer aktionen und Antriebsaktionen im Halbleiterspeicher proto kolliert, die von der Steuereinheit mit Halbleiterspeicher 7 ausgeführt werden.The user activates the device and pulls on the suction hose. This causes a train to be reported to the semiconductor memory with the control device 7 via the sensor 9 , whereupon the drive motor 11 is activated. The vacuum cleaner follows the user's turn. If an obstacle in the path of the vacuum cleaner is detected by the sensors 10 , it causes the nose wheel 5 to be adjusted via the control with the semiconductor memory 7 . The vacuum cleaner evades the obstacle. In parallel, all control actions and drive actions in the semiconductor memory are logged, which are carried out by the control unit with semiconductor memory 7 .

Angenommen der Bediener des Staubsaugers hat sich in eine unzugängliche Stelle hineinmanövriert, welche beispiels weise ein enger Korridor sein kann. Folgende Ausgangssi tuation liegt vor. Das Sensorelement 9 meldet keinen Zug am Schlauch. Noch meldet das Sensorelement 10 keine Hinder nisse. Der Antrieb 11 ist deaktiviert. Der Benutzer wird nun zurückgehen wollen und nähert sich infolgedessen dem Staubsaugergehäuse. Dabei nehmen die Sensoren 10 ein be wegtes Hindernis wahr und melden dies an die Steuervorrich tung mit Halbleiterspeicher 7. Die Bedingung für Rücklauf ist erfüllt. Die Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 veranlaßt den Antriebsmotor 11 die Antriebsräder 3 in umgekehrter Richtung anzutreiben. Gleichzeitig werden dem Halbleiterspeicher die zuvor abgespeicherten Steueraktionen in umgekehrter Reihenfolge entnommen. D.h. sie wer den mit der zuletzt getätigten Steueraktion beginnend ausgelesen und dem Stellmotor 6 des Bugrades 5 zugeführt. Bei der Rückwärtsfahrt des Staubsaugers wird nun das Bugrad in umgekehrter Reihenfolge entsprechend verstellt wie dies bei der Vorwärtsfahrt geschah. Damit wird be wirkt, daß der Staubsauger an den bei Vorwärtsfahrt pas sierten Hindernissen, im Rückwärtsgang auch wieder vorbei fährt. Die Rückwärtsfahrt findet solange statt bis entwe der der Benutzer am Schlauch 8 zieht und der Sensor 9 der Steuervorrichtung mit Halbleiterspeicher 7 einen Zug meldet, oder bis der Sensor 10 den Benutzer, der die Rückwärtsfahrt ausgelöst hat, nicht mehr erfassen kann und dies an die Steuervorrichtung an die Halbleiterspeicher meldet. Es kann dann wie zuvor beschrieben wieder Vorwärtsfahrt aufgenommen werden.Assume that the vacuum cleaner operator has maneuvered into an inaccessible area, which can be a narrow corridor, for example. The following initial situation exists. The sensor element 9 reports no tension on the hose. The sensor element 10 still reports no obstacles. The drive 11 is deactivated. The user will now want to go back and consequently approaches the vacuum cleaner housing. The sensors 10 perceive a moving obstacle and report this to the control device with semiconductor memory 7 . The condition for return is fulfilled. The control device with semiconductor memory 7 causes the drive motor 11 to drive the drive wheels 3 in the opposite direction. At the same time, the previously stored control actions are taken in reverse order from the semiconductor memory. That is, who reads the who started with the last control action and fed the servomotor 6 of the nose wheel 5 . When the vacuum cleaner is moving backwards, the nose wheel is now adjusted in reverse order as it was when driving forward. This will have the effect that the vacuum cleaner passes the obstacles pas when driving forward, in reverse gear again. The backward movement takes place until the user pulls on the hose 8 and the sensor 9 reports a train to the control device with semiconductor memory 7 , or until the sensor 10 can no longer detect the user who initiated the backward travel and this to the control device reports to the semiconductor memory. Forward driving can then be resumed as previously described.

Claims

1.Powered vacuum cleaner where

a) at least one first sensor ( 10 ) is provided for obstacle detection,
b) at least one second sensor ( 9 ) for detecting the user outgoing train is provided,
c) at least one steering means ( 4 , 5 , 6 ) is provided for specifying the direction of the vacuum cleaner,
d) at least one control means ( 7 ) is provided which controls the steering means and / or the drive as a function of the sensor signals,
e) at least one storage means ( 7 ) is provided for storing control actions of the control means ( 7 ),
f) when the user is at a standstill and there is no train and in the presence of at least one approaching obstacle detected by the first sensors, a return of the vacuum cleaner is triggered, the drive being carried out in the opposite direction and the control means ( 7 ) starting the stored control actions last first in reverse order at the same time as when saving.

2. Vacuum cleaner according to claim 1, in which as a criterion for the termination of the rewind signals from second sensors serve.

3. Vacuum cleaner according to claim 2, in which as a termination criterion for the return is the no longer available Registration of the moving obstacle, which the Return function has triggered by the first sensors serves.

4. Vacuum cleaner according to one of claims 1 to 3, wherein the steering means is a nose wheel ( 5 ) in connection with a servomotor ( 6 ).

5. Vacuum cleaner according to one of claims 1 to 4, wherein the control means ( 7 ) is a microprocessor.

6. Vacuum cleaner according to one of claims 1 to 5, wherein the storage means ( 7 ) is a semiconductor memory.

7. Vacuum cleaner according to claim 6, wherein the semiconductor memory ( 7 ) has a timer which provides the control actions with a time stamp.

8. Vacuum cleaner according to one of claims 1 to 7, where the first (10) sensors on ultrasound, light or laser based.

9. Vacuum cleaner according to one of claims 1 to 8, in which the second sensors ( 9 ) are strain gauges or piezo elements.