Brevet FR2857846A1 — publié le 20050128

i La présente invention concerne un robot nettoyeur comportant une fonction d'épuration d'air et un système correspondant, et plus particulièrement un robot nettoyeur capable d'épurer l'air ambiant d'une zone de nettoyage 5 prédéterminée tout en réalisant un nettoyage d'un sol, et un système pour ce faire. Malgré le côté pratique fourni par l'invention d'un aspirateur, le nettoyage reste une tâche domestique fatigante, car un utilisateur doit déplacer l'aspirateur vers 10 différents endroits de la maison par luimême. Pour résoudre ce problème, on a effectué des recherches portant sur un robot nettoyeur capable de se déplacer et de nettoyer automatiquement. Un tel robot nettoyeur conventionnel se déplace automatiquement sur une zone prédéterminée et aspire 15 la saleté et la poussière d'une surface, sans nécessiter d'intervention de la part d'un utilisateur. Le robot nettoyeur conventionnel ne possède cependant aucune fonction d'épuration de l'air mais uniquement des fonctions permettant de nettoyer une surface en aspirant la poussière et la 20 saleté. Récemment, les problèmes posés par le syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS) ont rendu de nombreux clients très intéressés par les problèmes de santé, d'air frais et épuré. Il est temps que le robot nettoyeur comporte une fonction d'assainissement de l'air. La Fig. 1 est une vue montrant un robot nettoyeur conventionnel. En faisant référence à la fig. 1, le robot nettoyeur conventionnel, à savoir ne possédant aucune fonction d'épuration de l'air ni aucune fonction de filtrage de l'air, comprend un corps de robot 7, des roues 30 d'entraînement 1 et des roues entraînées 2 disposées au niveau d'une portion inférieure du corps de robot 7. Une portion supérieure du corps de robot 7 est munie d'une antenne 3 permettant l'émission et la réception de signaux par une télécommande, et un détecteur de distance 4 disposé respectivement sur des positions prédéterminées. De même, à l'intérieur du corps de robot 7 sont prévus un moteur d'entraînement (non représenté) destiné à générer une force d'aspiration, et un réceptacle collecteur de poussière (non représenté). La force d'aspiration générée par le moteur d'entraînement est transmise vers un orifice 10 d'aspiration 5 disposé dans la portion inférieure du corps de robot 7, de sorte que la poussière et la saleté sont aspirées vers l'orifice d'aspiration 5 depuis une surface de nettoyage, par la force d'aspiration. Cependant, le robot nettoyeur présentant la conception 15 précédente, qui nettoie la saleté et la poussière de la surface de nettoyage alors qu'il se déplace dans la zone de nettoyage selon un modèle de déplacement prédéterminé, présente des problèmes. D'abord, comme le robot nettoyeur a uniquement une fonction de nettoyage d'aspiration de 20 poussière et de saleté d'une surface de nettoyage, un utilisateur doit acheter un dispositif séparé d'épuration de l'air pour ajouter une fonction supplémentaire d'épuration de l'air au robot nettoyeur. En second lieu, dans le cas où la poussière n'est pas entièrement aspirée vers l'orifice 25 d'aspiration 5 depuis la surface du robot nettoyeur qui ne possède pas de fonction d'épuration de l'air, l'air de la zone de nettoyage possède plus d'impuretés, et en conséquence, l'utilisateur est exposé à une nuisance potentielle due à l'air non épuré. En conséquence, il existe dans l'industrie un besoin jusqu'à présent non résolu de répondre aux manquements et inadéquations précédemment cités. La présente invention a été développée pour résoudre les problèmes susmentionnés de la technique associée. En conséquence, un aspect de la présente invention fournit un 5 robot nettoyeur et un système de nettoyage robotisé, qui purifient l'air ambiant d'une zone de nettoyage tout en nettoyant une surface de nettoyage. L'aspect précédent est obtenu en fournissant un robot nettoyeur comportant un corps, une partie d'entraînement qui 10 entraîne plusieurs roues disposées au niveau d'une portion inférieure du corps, une partie d'aspiration de poussière formée dans le corps et destinée à aspirer la poussière d'une surface de nettoyage, et une partie d'épuration de l'air formée dans le corps et destinée à aspirer l'air chargé en 15 poussière d'une zone de nettoyage. Le robot nettoyeur purifie l'air et libère l'air purifié. Un contrôleur est disposé dans le corps pour commander la partie d'entraînement et la partie d'épuration de l'air. De même, le corps est raccordé à un capot de corps et forme un extérieur du robot nettoyeur. La 20 partie d'épuration de l'air comprend une source d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer l'air chargé en poussière d'une zone de nettoyage, un orifice d'aspiration connecté à l'autre côté du capot de corps, un orifice de décharge connecté à un autre côté du capot de corps, une 25 conduite d'épuration d'air en communication fluide avec l'orifice d'aspiration et l'orifice de décharge, et plusieurs filtres disposés dans la conduite d'épuration d'air pour purifier l'air aspiré. L'orifice d'aspiration peut être formé dans un côté d'une portion avant du capot de corps ou dans un 30 côté d'une portion supérieure du capot de corps. L'orifice de décharge peut être formé dans un autre côté de la portion Il avant du capot de corps ou dans un autre côté d'une portion supérieure du capot de corps. Dans un mode de réalisation, la source d'entraînement d'aspiration est disposée dans la conduite d'épuration d'air pour aspirer l'air. Dans un autre mode de réalisation, la pluralité de filtres comprend un premier filtre destiné à filtrer des particules de poussière relativement grandes de l'air aspiré, et un second filtre destiné à filtrer les minuscules 10 particules de poussière et les odeurs désagréables de l'air. L'aspect précédent est aussi obtenu en fournissant un système de nettoyage robotisé comportant une partie d'entraînement qui entraîne plusieurs roues, une partie d'aspiration de poussière destinée à aspirer la poussière 15 d'une surface de nettoyage, et un contrôleur permettant de commander la partie d'entraînement et la partie d'aspiration de poussière. Le système de nettoyage robotisé comprend en outre une partie d'épuration d'air commandée par le contrôleur, dans laquelle le système de nettoyage robotisé 20 effectue une tâche de nettoyage par la partie d'aspiration de poussière et un travail d'épuration d'air par la partie d'épuration d'air, simultanément ou de façon sélective. La partie d'épuration d'air comprend une source d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en poussière 25 d'une zone de nettoyage prédéterminée, un orifice d'aspiration par lequel l'air est aspiré, un orifice de décharge par lequel l'air épuré est libéré, et au moins un filtre pour épurer l'air aspiré. Lorsque la source d'entraînement d'aspiration est entraînée par le contrôleur, 30 l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration, épuré par le filtre, et libéré par l'orifice de décharge. De nombreux aspects de l'invention peuvent être mieux compris en faisant référence aux dessins suivants. Les composants des dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle, car on préfère souligner ici l'illustration claire 5 des principes de la présente invention. De plus, dans les dessins, des références numériques identiques désignent des parties correspondantes des différentes vues. D'autres systèmes, méthodes, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront apparents à 10 l'homme de l'art à l'examen des dessins suivants et de la description détaillée. Il est envisagé que tous ces systèmes, méthodes, caractéristiques et avantages supplémentaires inclus dans la présente description entrent dans l'étendue de la présente invention et soient protégés par les 15 revendications annexées. - la fig. 1 est une vue montrant un robot nettoyeur conventionnel; - la fig. 2 est une vue en perspective montrant un système de robot nettoyeur comportant une partie d'épuration 20 d'air selon un mode de réalisation de la présente invention; - la fig. 3 est une vue en perspective montrant le robot nettoyeur de la fig. 2, dans lequel le capot supérieur est retiré ; - la fig. 4 est une vue en perspective du dessous 25 montrant la partie d'épuration d'air du robot nettoyeur de la fig. 2; - la fig. 5 est un schéma fonctionnel d'un dispositif de commande central d'un système de robot nettoyeur selon la présente invention; et - la fig. 6 est une vue en perspective montrant un système de robot nettoyeur comportant une partie d'épuration - d'air selon un mode de réalisation de la présente invention. On décrit par la suite plus en détails un robot nettoyeur et un système de celui-ci selon des modes de réalisation de la présente invention, en faisant référence aux dessins d'accompagnement. En faisant référence aux fig. 2 à 5, le robot nettoyeur 10 comprend un corps 12, un capot de corps 11 relié au corps 12 pour former un extérieur du robot nettoyeur 10, une partie d'aspiration de poussière 16 et une partie ou 10 unité d'entraînement 20. Le robot nettoyeur comprend aussi une caméra supérieure 30, une caméra avant 32, un détecteur d'obstacle 34, une partie ou section d'épuration d'air 60, un contrôleur 40, un dispositif à mémoire 41, une partie d'émission/réception 43. La référence "I" indique une 15 direction vers l'avant du robot nettoyeur 10. La partie d'aspiration de poussière 16 est formée sur le corps 12 pour aspirer l'air chargé en poussière et collecter alors la poussière d'une surface de nettoyage. La partie d'aspiration de poussière 16 peut prendre plusieurs formes bien connues de 20 la technique. Par exemple, la partie d'aspiration de poussière 16 peut comporter un moteur d'aspiration (non représenté) et une chambre de collecte de poussière destinée à recueillir la poussière aspirée par un orifice d'aspiration, ou un tube d'aspiration qui est formé à 25 l'opposé de la surface de nettoyage et fonctionne par le fonctionnement du moteur d'aspiration. La partie d'entraînement 20 comprend deux roues entraînées 21 disposées au niveau des deux côtés avant du corps 12, deux roues arrière d'entraînement 22 disposées au 30 niveau des deux côtés arrière du corps 12, une paire de moteurs 24 destinés à entraîner par rotation les deux roues arrière 22, respectivement, et une courroie synchrone 25 destinée à transmettre une force d'entraînement des roues arrière 22 aux roues avant 21. De même, la partie d'entraînement 20 entraîne par rotation les moteurs 24 5 indépendamment dans une direction horaire ou dans une direction anti-horaire en fonction d'un signal de commande du contrôleur 40. La direction de fonctionnement du robot nettoyeur 10 peut être modifiée en faisant tourner les moteurs 24 selon différentes vitesses de rotation. La caméra 10 avant 32 est disposée sur le corps 12 pour photographier des images vers l'avant et émettre les images photographiées vers le contrôleur 40. La caméra supérieure 30 est disposée sur le corps 12 pour photographier des images vers le haut et émettre les images photographiées vers le contrôleur 40. Dans 15 un autre mode de réalisation, la caméra supérieure 30 emploie un objectif très grand angulaire (non représenté). L'objectif très grand angulaire est divulgué dans les demandes de brevet coréen nO 1996-7005245 et 1994-22112 et est commercialisé par différents vendeurs d'objectifs, et par conséquent, une 20 description détaillée de celui-ci est omise. Les détecteurs d'obstacle 34 sont disposés le long d'une circonférence du corps 12 selon un intervalle prédéterminé, pour transmettre les signaux vers l'extérieur et recevoir des signaux réfléchis. Les détecteurs d'obstacle 34 peuvent 25 utiliser un détecteur à ultrasons pour émettre une onde ultrasonore et recevoir une onde ultrasonore réfléchie. Les détecteurs d'obstacle 34 sont aussi utilisés pour mesurer une distance à un obstacle ou un mur. En faisant référence à la fig. 4, la partie d'épuration 30 d'air 60 est disposée d'un côté du corps 12 pour aspirer l'air d'une zone de nettoyage et épurer l'air. La partie d'épuration de l'air 60 comprend une source d'entraînement d'aspiration 61, un orifice d'aspiration 63 connecté à un côté du capot de corps 11, un orifice de décharge 65 connecté à l'autre côté du capot de corps 11, une conduite d'épuration 5 d'air 67 et plusieurs filtres 69. La source d'entraînement d'aspiration 61 génère une force d'aspiration permettant d'aspirer de l'air chargé en poussière de la zone de nettoyage. La source d'entraînement d'aspiration 61 peut être disposée dans le conduite d'épuration d'air 67 et fournit une 10 force d'aspiration en association avec un moteur d'aspiration (non représenté) qui fournit une force d'aspiration vers une partie inférieure de la partie d'aspiration de poussière du corps 12. En conséquence, la source d'entraînement d'aspiration 61 15 peut être réalisée en association avec le moteur d'entraînement (non représenté) ou séparément du moteur d'aspiration pour fournir la force d'aspiration à la partie d'épuration d'air 60. La source d'entraînement d'aspiration 61 peut se composer d'un système de moteur et de 20 ventilateur.L'orifice d'aspiration 63 est formé dans un côté d'une portion avant du capot de corps 11 ou dans un côté d'une portion supérieure du capot de corps 11. L'orifice de décharge 65 est formé d'un autre côté de la portion avant du capot de corps 11 ou d'un autre côté de la portion supérieure 25 du capot de corps 11. Comme montré à la fig. 2, l'orifice d'aspiration 63 est formé d'un côté d'une portion avant du corps de capot 11, alors que l'orifice de décharge 65 est formé d'un côté de la portion arrière du capot de corps 11. Les positions dans lesquelles l'orifice d'aspiration 63 et 30 l'orifice de décharge 65 sont disposés peuvent varier. Par exemple, l'orifice d'aspiration 63 peut être formé dans un côté de la portion avant du capot de corps 11, alors que l'orifice de décharge 65 peut être formé dans un côté de la portion supérieure du capot de corps 11 tel que montré à la fig. 6. De même, il peut y avoir au moins deux orifices 5 d'aspiration 63 et au moins deux orifices de décharge 65. Dans ce mode de réalisation, chaque orifice d'aspiration 63 et chaque orifice de décharge 65 peuvent être disposés indépendamment de la conduite d'épuration d'air 67 ou peuvent être connectés à la conduite d'épuration d'air 67. La conduite d'épuration d'air 67 est en communication fluidique avec l'orifice d'aspiration 63 et l'orifice de décharge 65, si bien que l'air aspiré via l'orifice d'aspiration 63 par la source d'entraînement d'aspiration 61 est déchargé par l'orifice de décharge 65 via la conduite 15 d'épuration d'air 67. Tant que la communication fluide avec l'orifice d'aspiration 63 vers l'orifice de décharge est garantie, la ligne de communication fluidique peut revêtir plusieurs formes, telles qu'une ligne droite ou courbe. Les différents filtres 69 fonctionnent pour épurer l'air qui est aspiré par l'orifice d'aspiration 63. Les filtres 69 comprennent un premier filtre 71 et un second filtre 73. le premier filtre 71 filtre les particules de poussière relativement grandes de l'air alors que le second 25 filtre 73 filtre les particules relativement minuscules de l'air et les odeurs indésirables de l'air. Dans un autre mode de réalisation, le second filtre 73 peut utiliser un filtre général HEPA pour filtrer les minuscules bactéries et virus, moisissures, poussières domestiques et animales, qui peuvent 30 entraîner des troubles respiratoires et des allergies chez les humains. Le second filtre 73 peut utiliser un filtre désodorisant général destiné à éliminer différentes odeurs. Le contrôleur 40 traite les signaux reçus par la partie d'émission/réception 43 et commande les composants respectifs en conséquence. Le robot nettoyeur 10 peut de plus comporter 5 un appareil d'entrée à touches (non représenté). Dans ce mode de réalisation, l'appareil d'entrée à touches (non représenté) est formé dans le corps 12 et comprend plusieurs touches permettant de régler le fonctionnement du robot nettoyeur, et le contrôleur 40 traite les signaux émis par 10 l'appareil d'entrée à touches (non représenté). Le contrôleur 40 active la partie d'aspiration de poussière 16 ou la partie d'entraînement 20 et commande au robot nettoyeur 10 d'effectuer une tâche de nettoyage autour d'une zone de nettoyage. Le contrôleur 40 fait aussi 15 fonctionner la partie d'épuration d'air 60 en même temps. En actionnant la partie d'entraînement 20 et la partie d'épuration d'air 60 ensemble, mais sans faire fonctionner la partie d'aspiration de poussière 16, le robot nettoyeur 10 peut effectuer une fonction d'épuration de l'air alors qu'il 20 traverse la zone de nettoyage. Le dispositif à mémoire 41 enregistre les images vers le haut photographiées capturées par la caméra supérieure 30 pour que le contrôleur 40 calcule les informations de position et les informations de déplacement. La partie 25 d'émission/réception 43 transmet les données vers un dispositif externe 80 via une unité d'émission/réception (non représentée) montée dans le contrôleur 40 (non représenté), et transmet aussi les signaux reçus depuis le dispositif externe 80 via l'unité d'émission/réception vers le 30 contrôleur 40. Le dispositif externe 80 est un appareil à relais sans fil (non représenté) ou une télécommande (non représentée) par laquelle les données sont émises en entrée/sortie. Dans ce mode de réalisation, le dispositif externe 80 est une télécommande. La partie suivante est une description détaillée des 5 opérations du système de robot nettoyeur présentant la fonction d'épuration de l'air de la conception précédente. Lorsque le robot nettoyeur 10 reçoit une commande depuis le dispositif externe 80, il perçoit la commande de travail par la partie d'émission/réception 43. Selon que la commande de 10 travail soit une commande de travail de nettoyage ou une commande d'épuration de l'air, le contrôleur 40 initie le fonctionnement de la partie d'entraînement 20, de la partie d'aspiration de poussière 16 ou de la partie d'épuration d'air 60. En conséquence, en traversant une zone déterminée 15 automatiquement, le robot nettoyeur 10 effectue le travail de nettoyage par la partie d'aspiration de poussière 16 et le travail d'épuration de l'air par la partie d'épuration d'air 60, ou effectue de façon sélective le travail de nettoyage ou le travail d'épuration de l'air. Lorsque la source d'entraînement d'aspiration 61 est entraînée par le contrôleur 40, de l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration 63, épuré par les filtres 69 de la partie d'épuration d'air 60 puis libéré par l'orifice de décharge 65. Quand un signal d'arrêt du fonctionnement de la 25 partie d'entraînement 20 est introduit par le dispositif externe 80, le robot nettoyeur 10 s'arrête au niveau d'une position prédéterminée, mais continue à réaliser le travail d'épuration de l'air. Comme décrit précédemment, le robot nettoyeur 10 effectue le travail de nettoyage et le travail 30 d'épuration de l'air de façon simultanée ou sélective. Comme le robot nettoyeur précédemment décrit, et un système de celui-ci pour le nettoyage d'une surface, a une fonction d'épuration de l'air, un utilisateur n'a pas à acheter un épurateur d'air supplémentaire, ce qui représente un avantage pour l'utilisateur. De même, comme le robot nettoyeur fournit 5 de l'air frais et épuré pour une zone de nettoyage prédéterminée, il contribue à un environnement résidentiel plus frais. Les modes de réalisation et avantages précédents sont uniquement donnés à titre d'exemples et ne doivent pas être 10 interprétés comme limitant la présente invention. La description de la présente invention est uniquement illustrative, et ne doit pas être interprétée comme limitant l'étendue des revendications. De nombreuses alternatives, modifications et variations deviendront apparentes pour le 15 spécialiste de la technique. Dans les revendications, les clauses complémentaires visent à couvrir les structures ici décrites comme réalisant la fonction citée et pas uniquement les équivalents structurels, mais aussi les structures équivalentes. REVENDICATIONS 1. Robot nettoyeur, caractérisé en ce qu'il comporte: - un corps 12; - une unité (20) d'entraînement comportant 5 plusieurs roues disposées au niveau d'une portion inférieure du corps; - une partie (16) d'aspiration de poussière formée dans le corps et destinée à aspirer de la poussière depuis une surface de nettoyage; - une partie (60) d'épuration d'air formée dans le corps et destinée à aspirer de l'air chargé en poussière d'une zone de nettoyage, à épurer l'air et à libérer l'air épuré ; et - un contrôleur (40) disposé dans le corps pour 15 commander la partie d'entraînement et la partie d'épuration de l'air. 2. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (12) est raccordé à un capot (11) de corps et forme un extérieur du 20 robot nettoyeur, et la partie (60) d'épuration d'air comprend: - une source (61) d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en poussière de la zone de nettoyage; - un orifice d'aspiration connecté à un côté dudit capot de corps; - un orifice (67) de décharge connecté à l'autre côté du capot de corps; une conduite d'épuration d'air en communication fluide avec 30 l'orifice d'aspiration et l'orifice de décharge; et - plusieurs filtres disposés dans la conduite d'épuration d'air pour épurer l'air aspiré. 3. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration est formé d'un côté d'une portion avant du capot de corps. 4. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration est formé d'un côté d'une portion supérieure du capot de corps. 5. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la 10 revendication 3, caractérisé en ce que l'orifice de décharge est formé d'un autre côté de la portion avant du capot de corps. 6. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice de décharge 15 est formé d'un autre côté d'une portion avant du capot de corps. 7. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice de décharge est formé d'un autre côté de la portion supérieure du capot 20 de corps. 8. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce que la source d'entraînement d'aspiration est disposée dans la conduite d'épuration d'air pour aspirer l'air. 9. Robot nettoyeur tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce que les différents filtres 69 comprennent: - un premier filtre destiné à filtrer les particules de poussière relativement grandes de l'air 30 aspiré ; et - un second filtre destiné à filtrer les petites particules de poussière et les odeurs désagréables de l'air. 10. Système de nettoyage robotisé, caractérisé en ce qu'il comporte une partie (20) d'entraînement qui entraîne plusieurs roues, une partie (16) d'aspiration de poussière 5 destinée à aspirer la poussière d'une surface de nettoyage, et un contrôleur (40) permettant de commander la partie d'entraînement et la partie d'aspiration de poussière, le système de nettoyage robotisé comprenant en outre une partie d'épuration d'air commandée par le contrôleur, où le système 10 de nettoyage robotisé effectue une tâche de nettoyage via la partie d'aspiration de poussière et une tâche d'épuration d'air via la partie d'épuration d'air, de façon simultanée ou sélective. 11. Système de nettoyage robotisé tel que revendiqué 15 dans la revendication 10, caractérisé en ce que la partie d'épuration d'air comprend une source (61) d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en poussière d'une zone de nettoyage prédéterminée, un orifice d'aspiration par lequel l'air est aspiré, un orifice de 20 décharge par lequel l'air épuré est libéré, et au moins un filtre pour épurer l'air aspiré, et lorsque la source d'entraînement d'aspiration est commandée par le contrôleur, l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration, épuré par le filtre et libéré par l'orifice de décharge.