CN107669221A - 具有探测装置的清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洁装置(1)、尤其是用于湿式清洁设备(25)的清洁装置，其具有壳体(2)和相对于壳体(2)能够运动的、用于处理待清洁表面的清洁元件(3)，其中，所述清洁装置(1)具有相对于清洁元件(3)位置固定地安置的探测装置(4)，用于探测所述清洁元件(3)的参数、尤其用于探测所述清洁元件(3)的湿度。为了在没有电线的情况下向探测装置(4)供应能量，建议所述清洁装置(1)具有相对于所述壳体(2)位置固定地安置的供能装置(9)，用于为所述探测装置(4)供应能量，其中，所述供能装置(9)设计用于，借助感应式耦连将能量输送至所述探测装置(4)。

Description

具有探测装置的清洁装置

技术领域

本发明涉及一种清洁装置、尤其是用于湿式清洁设备的清洁装置，其具有壳体和相对于壳体能够运动的、用于处理待清洁表面的清洁元件，其中，所述清洁装置具有相对于清洁元件位置固定地安置的探测装置，用于探测所述清洁元件的参数、尤其用于探测所述清洁元件的湿度。

本发明还涉及一种具有前述类型的清洁装置的湿式清洁设备。

背景技术

前述类型的、具有用于探测清洁元件参数的探测器的清洁装置以及湿式清洁设备在现有技术中是已知的。

所使用的探测装置例如可以探测清洁元件的湿度，以便用清洁液、例如水以最优的程度润湿清洁元件。清洁液量太少会削弱清洁效果，清洁液量太多会引起敏感的地板、例如木地板的损伤。此外，探测装置也可以构造用于探测清洁元件的其他参数、例如清洁元件的脏污程度等等。

专利文献DE 44 11 185 A1或US 5,424,939 A例如公开了一种湿式擦扫清洁设备，其具有能转动的拖把和用于探测拖把的脏污程度的探测装置。探测装置安装在拖把上并且向拖把发射红外光，其中，二极管测量从拖把反射的红外光。在控制装置中，通过检测到的信号级呈现的脏污程度与预定的标准值比较。当检测到的脏污程度高于标准值时，就操纵吸水装置以便吸水用于润湿拖把。

传感器装置安装在能转动的拖把上，通过这种方式需要把用于探测装置的供能装置或者相应的电缆同样布置在拖把上，必要时借助滑动离合器把电缆布设在拖把和探测装置之间。这是复杂困难的，因为通过安装在湿的拖把上供能装置会与液体发生接触。因此必要时耗费的隔绝措施是必须的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有用于探测清洁元件的参数的探测装置的清洁元件，其中，以非传统的方式保证探测装置的能量供应。

所述技术问题按照本发明通过一种清洁装置、尤其是用于湿式清洁设备的清洁装置解决，所述清洁装置具有壳体和相对于壳体能够运动的、用于处理待清洁表面的清洁元件，其中，所述清洁装置具有相对于清洁元件位置固定地安置的探测装置，用于探测所述清洁元件的参数、尤其用于探测所述清洁元件的湿度，在此规定，所述清洁装置具有相对于所述壳体位置固定地安置的供能装置，用于为所述探测装置供应能量，其中，所述供能装置设计用于，借助感应式耦连将能量输送至所述探测装置。

通过按照本发明的设计方案继续确保，探测装置相对于运动的清洁元件静止，使得探测装置的探测区域始终对应清洁元件的相同的位置或者说局部区域，并且在该位置上或者说在该局部区域中对清洁元件的待测量的参数进行可靠探测。通过在供能装置和探测装置之间的感应式耦连，能量传输完全无线地进行，使得在供能装置和相对其运动的探测装置之间不需要布线。此外，供能装置也不需要直接位置固定地对应运动的清洁元件、例如蓄电池或者电池。以此可以省掉相当耗费的针对潮湿的隔绝措施。按照本发明在此使用感应式的耦连，用于通过供能装置的电路磁性地影响探测装置的相应的电路，并且在此在探测装置中感应电压，该电压适合用于运行探测装置的传感器元件。因为探测装置位置固定地对应清洁元件、尤其固定在用于清洁元件的载体上，所以在探测装置和清洁元件的待测量的位置或者说区域之间可以设有微小的距离。以此可以改进探测结果的通常由距离决定的测量精度。探测装置和清洁元件的被测位置或者说局部区域之间始终具有不变的相互距离。形式为振动或者转动的相对运动被排除。

探测装置在此可以或者仅具有唯一的传感器元件，或者具有多个传感器元件，多个传感器元件对应清洁元件的多个局部区域，使得能够对清洁元件的整个表面检查各个待探测的参数。该参数例如可以是清洁元件的湿度、清洁元件的脏污程度等。在此可以与待探测参数的种类和与测量方法的类型无关地实现按照本发明的、借助供能装置和探测装置之间感应式的耦连的能量输送。

按照本发明建议，所述供能装置具有相对于所述壳体位置固定地布置的线圈，并且所述探测装置具有位置固定地对应所述清洁元件的线圈，所述探测装置的线圈能够与所述供能装置的线圈感应式地耦连。供能装置和探测装置的电路因此具有相互对应的线圈，其中，供能装置的能量能借助电磁感应向探测装置的线圈上传输。供能装置的通电的线圈在其空间环境中产生磁通密度。探测装置的线圈布置在此空间环境中，使得该线圈中的带电粒子由于磁场而运动并且感应出电压，该电压适于驱动探测装置的传感器元件。为了在没有中间布置铁芯或者铁氧体磁芯的情况下实现从供能装置的线圈向探测装置的线圈的能量传输(这又是在供能装置和探测装置之间有相对运动时才实现的)，必要的是，两个线圈紧邻地布置。有利的是，两个线圈以几厘米直至最大10cm的间距布置，其中，线圈的间距由于清洁元件或者说探测装置相对于湿式清洁设备的壳体或者说供能装置的相对运动而变化。在此运动期间不应超过至10cm的最大间距，以便保证最优的耦连。总之，在此进行如具有间隙的变压器情况中的能量传输。

备选地建议，所述供能装置具有相对于所述壳体位置固定地布置的磁体，并且所述探测装置具有位置固定地对应所述清洁元件的线圈，所述探测装置的线圈能够与所述供能装置的磁体感应式地耦连。按照此设计方案，供能装置的磁体与探测装置的线圈按照发电机的形式相互作用。供能装置的磁体、优选永磁体产生磁场，在清洁元件运动时探测装置的线圈在该磁场中运动。由此在线圈内使得带电粒子移动，带电粒子的移动感应出电压，该电压适合用于驱动探测装置的传感器元件。对于供能装置的磁体的布置方式有多个可能的位置，例如在清洁装置的壳体上，清洁元件和探测装置的位置固定地对应清洁元件的线圈经过该位置。供能装置的磁体的磁场在此确定磁体和探测装置的线圈之间可能的距离。

此外建议，所述探测装置具有电容式传感器元件，所述电容式传感器元件与所述探测装置的线圈共同构成振荡电路。按照此设计方案，探测装置的线圈不仅仅用于在线圈自身内部感应电压，而是也用作探测装置的、具有线圈和电容式传感器元件的振荡电路的感应元件。电容式传感器元件例如可以是单独的电容器，或者也可以是一个电容器或者多个电容器构成的电极结构。该线圈或者说供能装置的磁体用于激励振荡电路，该振荡电路可以通过清洁元件参数的改变而失谐。例如振荡电路的共振频率可以通过润湿清洁元件改变，润湿清洁元件改变电容器的电容。

在此建议，所述探测装置安置在设计用于固持所述清洁元件的承载板上。尤其建议，探测装置安置在承载板内。按照此设计方案，清洁元件布置在优选平面式的承载板上，例如以在承载板上张紧的清洁布的形式。清洁元件本身可分离地布置在承载板上，使得可以在不影响探测装置布置的情况下替换清洁元件。因为不仅探测装置，而且清洁元件也不动地布置在承载板上，所以两者在承载板运动期间保持相互之间不变的距离，使得能够在探测装置的待测量的参数方面实现最优化的测量结果。

按照一种设计方案建议，所述承载板是相对于所述壳体振动式运动的振动板，或者所述承载板能够安置在相对于所述壳体振动式运动的振动板上。在两种情况中，承载板进行相对于壳体的振动。例如承载板通过偏心驱动装置布置在清洁装置的壳体上，形成基本上圆形的运动。承载板在此可以或者直接与驱动装置连接或者间接地通过与偏心驱动装置连接的振动板。特别优选的实施方式是，清洁装置首先具有与偏心驱动装置连接的振动板，该振动板可分离地固持承载板。承载板又具有清洁元件，清洁元件可取下地固定在承载板上。

按照一种备选的实施方式建议，所述探测装置安置在设计用于容纳所述清洁元件的清洁辊上。尤其建议，探测装置安置在清洁辊内。按照此实施方式，清洁装置具有围绕滚辊轴线能转动的清洁辊，清洁辊在其外周面上支撑清洁元件。清洁元件优选可取下地布置在清洁辊上，例如以管状物体的形式，其可以张紧在辊芯上。探测装置布置在清洁辊的靠近清洁元件的表面区域中，特别优选的是齐平地集成在清洁辊的表面中。按照此设计方案，探测装置和清洁元件在清洁元件的转动期间具有相互不变的距离，这促进测量结果的可靠性和精度。

在所有情况中都建议，所述探测装置相对于所述清洁元件布置，使得所述清洁元件的至少一个局部区域伸入到所述探测装置的传感器元件的探测范围内。在此，清洁元件的能被探测的局部区域的尺寸取决于传感器元件的类型。探测装置的由供能装置供应能量的传感器元件例如可以是电容式传感器元件，但是备选地也可以是电阻式、光学和/或声学传感器元件等。在此，传感器元件的类型还取决于待测量的清洁元件的参数。为了测量清洁元件的靠近表面的特性，优选地适合使用光学和/或声学的传感器元件，而为了测量湿度例如尤其适合使用电容式或者电阻式传感器元件。若要测量清洁元件的大面积的区域，必要时适合使用多个传感器，其沿清洁元件的表面布置。

还建议，所述清洁装置的设备电子器件和所述探测装置具有相互对应的无线的通信器件。清洁装置的设备电子器件例如可以具有处理器、通信装置、分析和控制装置和/或类似器件。此外，设备电子器件也包括供能装置。为了向设备电子器件传送探测装置的测量值，尤其适合使用无线的通信器件，因为其同样不需要连线式的通信通道。无线的通信器件尤其可以是光学的或者磁性的通信器件，例如光电二极管和对应的光电传感器、线圈和霍尔传感器等。

最后，除了上述清洁装置之外还建议一种具有所述清洁装置的湿式清洁设备，其中，清洁装置可以具有一个或者多个上述特征。湿式清洁设备基本上可以是所有仅能实施或者不限于实施清洁的设备。为此，一方面包括手动导引的湿式清洁设备，另一方面包括能自动行进的湿式清洁设备、尤其例如清洁机器人。此外在本发明中也指干式和湿式组合清洁设备。湿式清洁设备可以是通常的用于清洁地面的清洁设备，也可以是用于清洁高于地面的面的清洁设备、例如用于清洁窗玻璃、架板、踢脚线、台阶等等。或者清洁装置可以是湿式清洁设备的固定安装的组成部分，或者可以是按照附加设备的形式可分离地固持在湿式清洁设备的基础设备上。

附图说明

下面按照实施例进一步阐述本发明。附图中：

图1示出具有清洁装置的湿式清洁设备，

图2示出由清洁装置的振动板、承载板和清洁元件构成的装置，

图3示出清洁装置的第一实施方式的示意图，

图4示出清洁装置的底视图，

图5示出按照备选方式的清洁装置的底视图，

图6示出清洁装置的第二实施方式的示意图，

图7示出清洁装置的第三实施方式的示意图，

图8示出用于按照第一实施方式的清洁元件的承载板，

图9示出按照第二实施方式的承载板，

图10示出按照第三实施方式的承载板。

具体实施方式

图1示出湿式清洁设备25，在此构造为手动导引的湿式擦扫设备。湿式清洁设备25具有基础设备18以及构造为附加设备的清洁装置1。在基础设备18上布置有把手20，用于在通常的清洁运行期间导引湿式清洁设备25。清洁装置1可分离式地布置在基础设备18上。

清洁装置1具有具备振动板6的壳体2，在清洁运行期间振动板相对于壳体2和待清洁的面振动。在此，振动板6进行圆形的振动，这使得污物颗粒从待清洁的面上脱落。在振动板6上可分离地布置有承载板5，用于容纳清洁元件3。

图2以细节视图示出振动板6、承载板5和清洁元件3，其在此构造为织物式清洁布。振动板6具有偏心器接口23，振动板6通过偏心器接口能布置在清洁装置1的偏心驱动装置上。振动板6和承载板5具有对应的轨道21，其可以相互连接，以便把承载板5定位在振动板6上。承载板5和清洁元件3具有对应地布置的搭扣带(魔术贴带)，以此能把清洁元件3布置在承载板5上。

图3示意性示出清洁装置1的第一实施方式，具有壳体2和相对于壳体2能运动的承载板5。承载板5可以如图2所示地例如固定在清洁装置1的振动板6上，使得承载板5能进行平行于振动平面26的振动。在清洁装置1的壳体2和振动板6之间，布置有振动地驱动振动板6的偏心驱动装置，然而在此未示出。

在壳体2中布置有设备电子器件15和供能装置9。设备电子器件15在此例如具有分析和控制装置(未示出)以及通信器件16，其在此例如是光电传感器。供能装置9具有磁体12，磁体12的磁场垂直于承载板5的振动平面26。承载板5具有探测装置4，所述探测装置4具有形式为电容器13的电容式传感器元件8。传感器元件8的探测区域7穿过布置在承载板5上的清洁元件。探测装置4还具有线圈11，所述线圈11在承载板5运动时平行于振动平面26振动。还为探测装置4配设通信器件17，在此例如为光电二极管。

图4示出清洁装置1没有安装的承载板5和振动板6的底视图。清洁装置1具有振动块27，其平衡振动板6的振动，以便使得清洁装置1在清洁运行期间容易在待清洁的面上导引。清洁装置1的壳体2在此具有磁体12，其在图4所示视角中在安装振动板6的情况下布置在振动板6之后。与磁体12对于的线圈11位于承载板5上，如图3所示。

图5示出备选的清洁装置1。其中，磁体12布置在振动块27上。对应磁体12的线圈11在此位于承载板5上。在此，通过振动块27相对于承载板5的相对运动在线圈11内感应电压。

如图3和图4所示，本发明以如下方式作用，在湿式清洁设备25清洁运行期间，清洁装置1的振动板6与布置在振动板上的承载板5借助偏心驱动装置进行在振动平面26中的振动。在此运动时，布置在承载板5中的线圈11垂直于磁体12的磁场运动。以此在线圈11的导线端部之间感应电压，其足以用于探测装置4的运行。该电压被用于在探测装置4的传感器元件8上形成电场，传感器元件8构造为电容器13。该电场确定传感器元件8的探测区域7。该探测区域7同时是清洁元件3的局部区域，其作为电容器13的两个电极之间的电介质。电容器13的电容根据清洁元件3的湿度改变。借助探测装置4的电子器件测量该电容并且以此给出清洁元件3的湿度的指示。测量结果接着借助探测装置4的电子器件转换为光学信号并且借助通信器件17向清洁装置1的设备电子器件15的通信器件16传送。接着，清洁装置1的控制装置例如可以触发用于润湿清洁元件3的润湿过程。按照本发明，探测装置4的能量供应在供能装置9和探测装置4之间无线连接地进行。同样地，在设备电子器件25的通信器件16、17和探测装置4之间的通信也是无线式的。尽管在所示例中传感器元件8是电容式传感器，但是基本上也可以使用其他的传感器元件用于探测清洁元件3的参数，例如电阻式、声学和/或光学传感器元件8。在此以同样的方式进行借助感应的能量传输。

图6示出清洁装置1的第二实施方式。在此，供能装置9和探测装置4都具有线圈10、11，两个线圈10、11为了借助感应式耦连传输能量而配合作用。按照此设计方案，流过供能装置9的线圈10的电流产生磁场，该磁场在探测装置4的线圈11中感应电压。该作用方式与具有空气芯的变压器的构造相同。线圈10、11在此例如以5cm的间距相对彼此布置。在此，探测装置4的线圈11中的感应电压与承载板5(因而也就是线圈11)相对于供能装置9的线圈10的振动无关地进行。因此，探测装置4不仅能在静止状态，也能在承载板5振动期间测量期望的参数。

图7示出清洁装置1的第三实施方式，其中，在承载板5内构造有振荡电路24。振荡电路24具有探测装置4的线圈11和探测装置4的构造为电容器13的传感器元件8。在振荡电路24内，能量周期性地在线圈11的磁场和电容器13的电场之间交换。在此，振荡电路的频率取决于电容器13的电容，电容器的电容又受清洁元件3的湿度影响。因此，振荡电路24的频率根据清洁元件3的湿度变化，该频率因而提供了关于清洁元件3的待测量的参数、即湿度的说明。探测到的振荡电路24频率被探测装置4的电子器件分析并且作为光学信号通过对应的光学的通信器件16、17向清洁装置1的分析和控制装置传送。接着，清洁装置1必要时可以进行再次润湿清洁元件3的措施。

图8至图10示出承载板5内传感器元件8的可能的布置方式。在所有示例中，传感器元件8构成承载板5内的电极结构14。该电极结构14构造在清洁元件3的较大的局部区域上，使得待测量的参数不仅在清洁元件3的较小的局部区域上测量，而且也能在清洁元件3的整个纵向延伸上大面积地测量。传感器元件8在此优选地按照电路板的形式集成在承载板5中，或者从外部安装在承载板5上，尤其在构成用于清洁元件3的贴靠面的局部区域中。传感器元件8在此分别与探测装置4的电子器件连接，该电子器件分析测得的参数。

图8示出两个分别构造为电容器13的传感器元件。每个传感器元件分别具有两个电极。

图9示出具有两个电极的传感器元件8，其分别构造为梳状，并且以其齿部相互咬合。传感器元件8的两个电极整体上构成具有回形的介电区域的电容器13。

图10示出带有多个传感器元件8的电极结构14。每个传感器元件8都构成一个电容器13，其与探测装置4的电子器件连接。

附图标记列表

1 清洁装置

2 壳体

3 清洁元件

4 探测装置

5 承载板

6 振动板

7 探测区域

8 传感器元件

9 供能装置

10 线圈

11 线圈

12 磁体

13 电容器

14 电极结构

15 设备电子器件

16 通信器件

17 通信器件

18 基础设备

19 手柄

20 把手

21 轨道

22 搭扣带

23 偏心器接口

24 振荡电路

25 湿式清洁设备

26 振动平面

27 振动块

Claims (10)

1.一种清洁装置(1)、尤其是用于湿式清洁设备(25)的清洁装置，其具有壳体(2)和相对于壳体(2)能够运动的、用于处理待清洁表面的清洁元件(3)，其中，所述清洁装置(1)具有相对于清洁元件(3)位置固定地安置的探测装置(4)，用于探测所述清洁元件(3)的参数、尤其用于探测所述清洁元件(3)的湿度，其特征在于，所述清洁装置(1)具有相对于所述壳体(2)位置固定地安置的供能装置(9)，用于为所述探测装置(4)供应能量，其中，所述供能装置(9)设计用于，借助感应式耦连将能量输送至所述探测装置(4)。

2.按照权利要求1所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述供能装置(9)具有相对于所述壳体(2)位置固定地布置的线圈(10)，并且所述探测装置(4)具有位置固定地对应所述清洁元件(3)的线圈(11)，所述探测装置(4)的线圈(11)能够与所述供能装置(9)的线圈(10)感应式地耦连。

3.按照权利要求1所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述供能装置(9)具有相对于所述壳体(2)位置固定地布置的磁体(12)，并且所述探测装置(4)具有位置固定地对应所述清洁元件(3)的线圈(11)，所述探测装置(4)的线圈(11)能够与所述供能装置(9)的磁体(12)感应式地耦连。

4.按照上述权利要求之一所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述探测装置(4)具有电容式传感器元件(8)、尤其构成电容器(13)的电极结构(14)，所述电容式传感器元件(8)与所述探测装置(4)的线圈(11)共同构成振荡电路(24)。

5.按照权利要求1至4之一所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述探测装置(4)安置在设计用于固持所述清洁元件(3)的承载板(5)上、尤其安置在所述承载板(5)内。

6.按照权利要求5所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述承载板(5)是相对于所述壳体(2)振动式运动的振动板(6)，或者所述承载板(5)能够安置在相对于所述壳体(2)振动式运动的振动板(6)上。

7.按照权利要求1至4之一所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述探测装置(4)安置在设计用于容纳所述清洁元件(3)的清洁辊上、尤其安置在所述清洁辊内。

8.按照上述权利要求之一所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述探测装置(4)相对于所述清洁元件(3)布置，使得所述清洁元件(3)的至少一个局部区域伸入到所述探测装置(4)的传感器元件(8)的探测范围(7)内。

9.按照上述权利要求之一所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述清洁装置(1)的设备电子器件(15)和所述探测装置(4)具有相互对应的无线的通信器件(16、17)、尤其光学或磁性的通信器件(16、17)。

10.一种湿式清洁设备(25)，具有按照上述权利要求之一所述的清洁装置(1)。