Brevet FR2858204A1 — publié le 20050204

La présente invention concerne un robot épurateur d'air et un système correspondant, et plus particulièrement un robot épurateur d'air et un système correspondant qui purifie l'air ambiant tout en se déplaçant sur une zone prédéterminée. D'une façon générale, un robot nettoyeur peut déterminer une distance à un obstacle tel qu'un meuble, un équipement de bureau ou un mur d'une zone prédéterminée en utilisant un capteur de distance, et 10 évite une collision avec l'obstacle tout en réalisant une tâche affectée. Le robot nettoyeur comporte un corps de robot, une partie d'entraînement destinée à entraîner le corps de robot, un contrôleur destiné à commander la partie 15 d'entraînement, un dispositif de mémorisation et une partie d'émission et réception permettant d'introduire et d'émettre une commande. La tâche affectée comprend le travail d'aspiration d'un sol, et cette tâche est 20 habituellement réalisée à réception d'une commande par un opérateur. Bien qu'il existe de nombreux robots nettoyeurs, il n'existe quasiment pas de robot épurateur d'air qui effectue une épuration de l'air. Du fait des récentes alertes générées par le 25 syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS), les personnes sont de plus en plus préoccupées par la santé et l'air frais et épuré. En conséquence, il existe dans l'industrie un besoin jusqu'à présent non résolu de robot présentant 30 une fonction d'épuration de l'air pour résoudre les manquements et inadéquations précédemment cités. La présente invention a été conçue pour résoudre les problèmes susmentionnés associés à la technique antérieure. En conséquence, un aspect de la présente invention consiste à fournir un robot 5 épurateur d'air et un système correspondant, qui est capable de réaliser une épuration de l'air tout en se déplaçant autour d'une zone prédéterminée. L'aspect précédent est obtenu en fournissant un robot épurateur d'air qui réalise une épuration de 10 l'air tout en se déplaçant autour d'une zone prédéterminée. Le robot épurateur d'air comprend un corps de robot, une partie d'entraînement destinée à entraîner une pluralité de roues montées sur des parties inférieures du corps de robot, et une section 15 d'épuration d'air disposée dans le corps de robot pour aspirer l'air chargé en poussière d'une zone de nettoyage, filtrer l'air et décharger l'air épuré. Un contrôleur est disposé dans le corps de robot pour commander la section d'épuration d'air et la partie 20 d'entraînement. Le contrôleur commande la partie d'entraînement et la section d'épuration d'air simultanément, si bien que le robot se déplace sur la zone prédéterminée et effectue simultanément une épuration de l'air. La partie d'entraînement peut 25 comporter une paire de moteurs d'entraînement disposés dans le corps de robot et entraînés par une alimentation, une paire de roues d'entraînement qui pivotent par la paire de moteurs d'entraînement, une paire de roues entraînées qui suivent la paire de roues 30 d'entraînement, et un moyen de transmission de puissance connectant les roues d'entraînement et les roues entraînées. Dans un mode de réalisation, le moyen de transmission de puissance comprend une courroie 5 synchrone, et le corps de robot est connecté à un capot de corps pour former un extérieur du robot épurateur d'air. La section d'épuration d'air comprend une source d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer l'air chargé en poussière d'une zone prédéterminée, un 10 orifice d'aspiration connecté à un côté du capot de corps, et un orifice de décharge connecté à un autre côté du capot de corps pour libérer l'air épuré, une conduite d'épuration d'air disposée dans le corps de robot et en communication avec l'orifice d'aspiration, 15 et l'orifice de décharge. Plusieurs filtres sont disposés dans la conduite d'épuration d'air pour purifier l'air aspiré. L'orifice d'aspiration peut être disposé dans un côté d'une portion avant du capot de corps, et peut aussi être disposé dans un côté d'une 20 partie supérieure du capot de corps. L'orifice de décharge peut être disposé dans un autre côté de la partie avant du capot de corps, et peut aussi être disposé de l'autre côté de la partie supérieure du capot de corps. Dans un autre mode de réalisation, la 25 source d'entraînement d'aspiration est disposée dans la conduite d'épuration d'air pour aspirer l'air. 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 30 filtrer les minuscules particules de poussière et les odeurs désagréables de l'air. L'aspect précédent est aussi obtenu en proposant un système de robot épurateur d'air comportant une partie d'entraînement qui entraîne plusieurs roues, et un contrôleur permettant de 5 commander la partie d'entraînement. Le système de robot épurateur d'air comprend en outre une section d'épuration d'air commandée par un contrôleur, dans laquelle le système se déplace automatiquement le long d'une zone prédéterminée tout en épurant l'air. La 10 section d'épuration d'air peut comprendre une source d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en poussière d'une zone prédéterminée, un orifice d'aspiration par lequel l'air est aspiré, un orifice de décharge par lequel l'air épuré est libéré. 15 L'épurateur d'air peut en outre comporter au moins un filtre pour épurer l'air aspiré. Lorsque la source d'entraînement d'aspiration est entraînée par le contrôleur, l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration et filtré par le filtre. L'air épuré est libéré par 20 l'orifice de décharge. La fig. 1 est un schéma montrant une vue en perspective d'un robot épurateur d'air qui comprend une section d'épuration d'air selon un mode de réalisation de la présente invention; 25 la fig. 2 est un dessin montrant une vue en perspective du robot épurateur d'air de la fig. 1, dont un capot supérieur est retiré ; la fig. 3 est une vue de dessus montrant la section d'épuration d'air du robot épurateur 30 d'air de la fig. 1; la fig. 4 est un schéma fonctionnel montrant une commande centrale d'un système de robot épurateur d'air selon un mode de réalisation; et la fig. 5 est une vue en perspective montrant un robot épurateur d'air comportant une section d'épuration d'air selon un mode de réalisation de la présente invention. En faisant référence aux fig. 1 à 4, on décrit 10 dans le détail par la suite un robot épurateur d'air et un système correspondant selon un mode de réalisation de la présente invention, où la référence 'I' indique une direction avant du robot. En faisant référence aux fig. 1-4, le robot épurateur d'air comprend 15 essentiellement un corps 12, un capot de corps 11 connecté au corps 12 pour former l'extérieur du robot épurateur d'air, une unité ou partie d'entraînement 20, une caméra supérieure 30, une caméra avant 32, un détecteur d'obstacle 34, une section d'épuration 20 d'air 60, un contrôleur 40, un dispositif à mémoire 41 et une unité de transmission et de réception 43. L'unité d'entraînement 20 comprend deux roues entraînées 21 montées des deux côtés avant du corps de robot 12, deux roues d'entraînement 22 montées au 25 niveau des deux côtés arrière du corps de robot 12, une paire de moteurs 24 destinés à entraîner les deux roues d'entraînement arrière 22, respectivement, et un moyen de transmission de force d'entraînement 25 destiné à transmettre la force d'entraînement des roues 30 d'entraînement arrière 22 vers les roues entraînées avant 21. Le moyen de transmission de la force d'entraînement 25 comprend une courroie synchrone (non représentée) ou une poulie à engrenages (non représentée). L'unité d'entraînement 20 entraîne les moteurs 24 indépendamment dans le sens horaire ou anti5 horaire, en fonction d'un signal de commande émanant du contrôleur 40. La direction de déplacement du robot nettoyeur 10 est déterminée en faisant varier la vitesse de rotation respective des moteurs 24. La caméra avant 32 est disposée dans le corps 10 12 pour photographier des images vers l'avant et émettre les images photographiées vers le contrôleur 40. La caméra supérieure 30 est disposée dans le corps 12 pour photographier des images vers le haut et émettre les images photographiées vers le 15 contrôleur 40. Dans un autre mode de réalisation, la caméra supérieure 30 utilise une lentille grand angulaire (non représentée). Comme la construction de la lentille grand angulaire est divulguée dans les publications de brevet coréen 1996-7005245, 1997-48669, 20 et 1994-22112, et est commercialisée par différents fabricants de lentilles, une description détaillée de celle-ci sera omise. Les détecteurs d'obstacle 34 sont disposés le long d'une circonférence du corps 12, selon un 25 intervalle prédéterminé, pour transmettre des signaux vers l'extérieur et recevoir un signal réfléchi. Le détecteur d'obstacle 34 peut aussi utiliser un capteur d'ondes ultrasonores qui émet une onde ultrasonore et reçoit une onde ultrasonore réfléchie. Le détecteur 30 d'obstacle 34 est utilisé pour mesurer une distance à un obstacle ou un mur. Le capteur de distance de déplacement (non représenté) raccordé au contrôleur 40 peut utiliser un capteur de détection de rotation (non représenté) pour détecter la vitesse de rotation des roues d'entraînement 22 et des roues entraînées 21. En 5 particulier, le capteur de rotation peut employer un encodeur pour détecter la vitesse de rotation des moteurs respectifs 24. La section d'épuration d'air 60 est disposée au niveau d'un côté intérieur du corps 12 pour 10 aspirer l'air d'une zone de nettoyage et filtrer la poussière (fig. 3). La section d'épuration d'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 15 côté du capot de corps 11, une conduite d'épuration 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 20 d'entraînement d'aspiration 61 est disposée dans la conduite d'épuration d'air 67 pour aspirer l'air, et fournit aussi une force d'aspiration à la section d'épuration d'air 60 en association avec le mouvement d'un moteur d'entraînement (non représenté), 25 fournissant alors une force d'entraînement à la partie d'entraînement 20 du robot épurateur d'air. La source d'entraînement d'aspiration 61 peut être réalisée en association avec le moteur d'entraînement (non représenté) ou séparément si la source d'entraînement 30 d'aspiration 61 fournit la force d'aspiration à la section d'épuration d'air 60. La source d'entraînement d'aspiration 61 peut se composer d'un système de moteur et de ventilateur. L'orifice d'aspiration 63 est formé dans un côté avant ou dans un côté supérieur du capot de 5 corps 11, et l'orifice de décharge 65 est formé dans l'autre côté avant ou l'autre côté supérieur du capot de corps 11. Comme montré à la fig. 1, l'orifice d'aspiration 63 peut être disposé dans un côté avant du corps de capot 11, alors que l'orifice de 10 décharge 65 peut être disposé dans un côté arrière du capot de corps 11. Les positions dans lesquelles l'orifice d'aspiration 63 et l'orifice de décharge 65 sont disposés peuvent donc varier. Par exemple, l'orifice d'aspiration 63 peut être disposé dans un 15 côté avant du capot de corps 11, alors que l'orifice de décharge 65 peut être disposé dans un côté supérieur du capot de corps 11 tel que montré à la fig. 5. De même, il peut y avoir au moins deux orifices d'aspiration 63 et au moins deux orifices de 20 décharge 65. Dans ce cas, 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 fluide 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 30 décharge 65 via la conduite d'épuration d'air 67. Tant que la communication fluide avec l'orifice d'aspiration 63 vers l'orifice de décharge 65 est garantie, la ligne de communication fluide 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 10 grandes de l'air, alors que le second filtre 73 filtre les particules relativement petites de l'air et les odeurs indésirables de l'air. Dans un autre mode de réalisation, le second filtre 73 peut utiliser un filtre HEPA du commerce pour filtrer les bactéries, 15 les virus, les moisissures, la poussière domestique et les minuscules bactéries des animaux, qui peuvent entraîner des troubles respiratoires et des allergies chez les humains. Le second filtre 73 peut utiliser un filtre désodorisant du commerce destiné à éliminer 20 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 épurateur d'air 10 peut de plus comporter un appareil 25 d'entrée à touches (non représenté). Dans ce cas, 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 épurateur d'air 10, et le contrôleur 40 traite les 30 signaux émis via l'appareil d'entrée à touches (non représenté). Le contrôleur 40 active la partie d'entraînement 20 et la section d'épuration d'air 60 simultanément, si bien que le robot épurateur d'air 10 effectue une purification de l'air en se déplaçant sur 5 une zone prédéfinie. Le dispositif à mémoire 41 enregistre les images vers le haut photographiées par la caméra supérieure 30 pour aider le contrôleur 40 à calculer les informations de position et les informations de déplacement. La partie d'émission/réception 43 transmet les données vers un dispositif externe 80 via une antenne, et transmet aussi les signaux reçus depuis le dispositif externe 80 via l'antenne vers le contrôleur 40. Le dispositif externe 80 comprend un 15 appareil à relais sans fil (non représenté) et une télécommande (non représentée), par lesquels les données sont émises en entrée/sortie. Dans ce mode de réalisation, le dispositif externe 80 est une télécommande. Le contrôleur 40 commande la partie d'entraînement 20 pour qu'elle déplace le robot épurateur d'air autour d'une zone de travail selon un modèle de déplacement, crée une carte d'image par rapport à une zone supérieure à partir de l'image vers 25 le haut photographiée par la caméra supérieure 30, et enregistre la carte d'image créée dans le dispositif à mémoire 41. Comme alternative, quand une commande de travail est reçue sans fil par l'appareil d'entrée à touche ou depuis l'extérieur, la carte d'image peut 30 être créée avant que la tâche soit effectuée. Après la création de la carte d'image, le contrôleur 40 identifie un emplacement en utilisant la carte d'image créée alors qu'il travaille. Cela signifie que lorsqu'un signal de commande de travail ou de tâche est entré sans fil par l'appareil d'entrée à touches ou 5 depuis l'extérieur, le contrôleur 40 identifie une position actuelle en comparant la carte d'image mémorisée avec les images actuelles émises par la caméra supérieure 30 ou la caméra avant 32, et dirige l'unité d'entraînement 20 pour qu'elle suive une 10 trajectoire de déplacement depuis la position perçue vers une destination cible. Le signal de demande de travail comprend une tâche d'épuration ou une surveillance par les caméras 30, 32. Lorsque le robot épurateur d'air 10 se déplace 15 le long de la trajectoire de déplacement vers la destination cible, l'unité de commande 40 calcule une erreur de déplacement en utilisant une distance de déplacement mesurée par l'encodeur et la position actuelle qui est identifiée par comparaison entre 20 l'image actuelle photographiée et la carte d'image mémorisée, et compense l'erreur, pour suivre la trajectoire de déplacement vers l'emplacement cible. Lorsque le robot épurateur d'air se déplace, le contrôleur 40 actionne la section d'épuration d'air 60 25 pour qu'elle fonctionne selon le signal de commande de travail. Lorsque la source d'entraînement d'aspiration 61 est commandée par le contrôleur 40, l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration 63 et filtré par les filtres 69 de la section d'épuration 30 d'air 60, et l'air épuré est libéré par l'orifice de décharge 65. En conséquence, le robot épurateur d'air 10 épure l'air tout en se déplaçant sur une zone prédéterminée. Lorsqu'un utilisateur introduit un signal demandant l'arrêt du fonctionnement de l'unité 5 d'entraînement 20 via le dispositif externe 80, le robot épurateur d'air 10 s'arrête dans une position prédéterminée, mais continue d'épurer l'air. Lorsque l'utilisateur entre une commande d'arrêt via le dispositif externe lorsque l'épuration d'air est 10 terminée, le contrôleur 40 arrête la tâche d'épuration de l'air et ramène le robot épurateur 10 dans sa position initiale. Les modes de réalisation et avantages précédents sont uniquement donnés à titre d'exemples 15 et ne doivent pas être 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 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 25 structurels, mais aussi les structures équivalentes. REVENDICATIONS 1. Robot épurateur d'air qui réalise une épuration de l'air en se déplaçant sur une zone prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte: un corps (12) de robot; une unité (20) d'entraînement destinée à entraîner plusieurs roues montées sur une partie inférieure du corps de nettoyeur; une section (60) d'épuration d'air disposée dans le corps de robot et destinée à aspirer un air chargé en poussière d'une zone d'épuration, à filtrer l'air et à libérer l'air filtré ; et un contrôleur (40) disposé dans le corps de robot et 15 destiné à commander la partie d'épuration et la partie d'entraînement. 2. Robot épurateur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôleur (40) commande la partie d'entraînement et la section 20 d'épuration d'air simultanément, ce qui permet au robot de se déplacer sur une zone prédéterminée tout en effectuant simultanément une épuration de l'air. 3. Robot épurateur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (20) d'entraînement 25 comprend: une paire de moteurs d'entraînement disposés dans le corps de robot et entraînés par une alimentation respective; une paire de roues d'entraînement qui pivotent par la 30 paire de moteurs d'entraînement; une paire de roues entraînées par la paire de roues d'entraînement; et une unité (25) de transmission de la force destinée à connecter les roues d'entraînement et les roues entraînées. 4. Robot épurateur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité (25) de transmission de la force comprend une courroie synchrone. 5. Robot épurateur d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (12) de robot est connecté à un capot (11) de corps et forme un extérieur du robot épurateur d'air, et la section d'épuration d'air comprend: une source (61) d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en poussière d'une zone prédéterminée; un orifice d'aspiration connecté à un côté dudit capot de corps; un orifice de décharge connecté à l'autre côté du capot de corps pour libérer l'air épuré ; une conduite d'épuration d'air disposée dans le corps de robot et en communication avec l'orifice d'aspiration et l'orifice de décharge; et plusieurs filtres (71, 73) disposés dans la conduite d'épuration d'air pour filtrer l'air aspiré. 6. Robot épurateur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration est disposé au niveau d'un côté d'une 30 partie avant du capot de corps. 7. Robot épurateur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'orifice d'aspiration est disposé au niveau d'un côté d'une partie supérieure du capot de corps. 8. Robot épurateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de décharge est disposé au niveau d'un autre côté d'une partie avant du capot de corps. 9. Robot épurateur d'air selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice de décharge est disposé au niveau d'un autre côté d'une partie supérieure du capot de corps. 10. Robot épurateur d'air selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de 15 décharge est disposé au niveau d'un autre côté d'une partie supérieure du capot de corps. 11. Robot épurateur d'air selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice de décharge est disposé au niveau d'un autre côté de la 20 partie supérieure du capot de corps. 12. Robot épurateur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que la source (61) d'entraînement d'aspiration est disposée à l'intérieur de la conduite d'épuration d'air destinée à aspirer 25 l'air. 13. Robot épurateur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que les différents filtres (71, 73) comprennent: un premier filtre destiné à filtrer les particules de 30 poussière relativement grandes de l'air aspiré ; et un second filtre destiné à filtrer les petites particules de poussière et les odeurs désagréables. 14. Système de robot épurateur d'air, caractérisé en ce qu'il comporte une unité (20) d'entraînement qui entraîne plusieurs roues, et un 5 contrôleur (40) permettant de commander la partie d'entraînement, et en outre une section (60) d'épuration d'air commandée par un contrôleur, où le système se déplace automatiquement le long d'une zone prédéterminée tout en effectuant simultanément une 10 épuration de l'air. 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que la section (60) d'épuration d'air comprend une source (61) d'entraînement d'aspiration destinée à aspirer de l'air chargé en 15 poussière d'une zone prédéterminée, un orifice d'aspiration par lequel l'air est aspiré, un orifice de décharge par lequel l'air épuré est libéré, au moins un filtre pour épurer l'air aspiré, et lorsque la source d'entraînement d'aspiration est commandée 20 par le contrôleur, l'air est aspiré par l'orifice d'aspiration, épuré par le filtre, et l'air épuré est libéré par l'orifice de décharge.