CN108135422B - 具有液位控制的表面处理机器 - Google Patents

Abstract

一种表面处理机器(10)，包括：框架(11)，其被配置成相对于待处理的表面(12)进行平移；表面处理元件(13)，其连接到所述框架(11)且被配置成用液体对表面(12)进行处理；储集器(14)，其连接到所述框架(11)且被布置成通过递送口部(15)将液体提供到所述表面处理元件(13)；调整元件(16)，其被布置成将从所述储集器(14)供应的所述液体可调整地馈送到所述递送口部(15)。随后提供传感器(20)，其适于测量所述储集器(14)中的剩余液体的液位。控制单元(30)从所述传感器(20)接收与所述储集器(14)中的剩余液体成比例的信号以用于响应于此值而调整所述调整元件(16)，以便响应于液体保存参数而以流动速率的优化来递送所述液体。随后有可能最大化所述机器的范围，且优化操作者的工作时间。

Description

具有液位控制的表面处理机器

技术领域

本发明涉及具有被配置成以液体对表面进行处理的表面处理元件的类型的表面处理机器。

在此类机器当中包括可为电动或推动的骑乘式类型和后操纵式类型的那些机器，具有呈毛刷、圆盘、衬垫、喷射部件的形式的表面处理元件。

背景技术

存在用于以液体来处理表面的机器，所述机器借助于处理元件而提供液体的施加，其从机器机载的储集器取得液体。

一旦液体用完，操作者通常必须将机器带到补充点，用于再次填充储集器。

在一些情况下，由同一机器例如通过吸力系统从表面收集脏的液体，所述吸力系统被布置成通过吸力而向上排出液体到机器机载的收集容器。当储集器排空时收集容器通常也充满了，因为后者是根据储集器的容量而设定大小。

倘若这些表面处理机器必须覆盖宽表面，例如类似于机场、医院、学校、办公室等地方的整夜清洁的情况，这些表面处理机器的操作者常常遇到的问题是除了极粗略近似的情况外并不知道储集器中的剩余液体量，且因而不知道在再次进行液体补充之前可被处理的用表面量表示的机器的范围。

对机器的范围的精确了解是合意的，因为这将允许在处理液体用完之前规划到达最近补充点的最佳处理路线。

在WO2010/099968A2中，描述一种用于清洁表面的机器，其提供用于自动计算机器的范围的系统。所述系统响应于由操作者指示的许多参数而进行物理和运动学量的测量，具体来说机器的速度的测量，从中计算清洁的表面与进行清洁所必要的时间之间的比率，所述参数例如毛刷的大小或用于浸泡毛刷的喷嘴的大小。操作者通过知道机器的剩余范围而得到用于完成直到下一补充处的路线的有用信息。

在具有液体处理的表面处理机器中，会发生液体向表面处理元件的递送并不恒定，且这不允许通过如空间、时间、速度等物理和运动学量的容易了解来精确计算机器的范围。

举例来说，如果通过重力馈送液体，那么随着储集器逐渐地排空，液体到处理元件的流动速率改变。除借助于将较重且昂贵的正排量泵馈送液体的情况之外，通过其它类型的泵，液体到表面处理元件的流动速率可改变，原因在于渗漏以及泵在供应压力下的灵敏度。随后为了确保有效处理，即足够量的液体对处理表面，操作者调整馈送管道区段的开放值，其方式为即使在最不利情形中也始终确保足够用于处理的液体量对处理表面。然而，由于流动速率的不稳定，这决定了机器的范围的减少。

此外，改变表面处理机器相对于待处理表面的速度，存在供应液体量对处理表面的后续改变，并且这还需要馈送管道区段的调整，以便确保在机器的最大速度的情况下也足够的液体量，结果是减少机器的范围。

在US8551262中，考虑水储集器中的液位，相对于水投予化学清洁剂。液位传感器提供影响馈送化学清洁剂的正排量泵的控制器的液位信号。因此，无论储集器中的水位如何，化学清洁剂在水中的稀释都保持固定。在WO2010/110796中，描述一种具有储集器的表面处理机器，所述储集器含有清洁溶液，所述清洁溶液在流动控制模块的控制下通过管道到达递送点。泵控制供应到流体流动线路的化学物质的流动。控制器控制流动控制模块以用于基于由溶液传感器检测到的清洁溶液中的液位而在操作性流动速率下工作。控制器控制化学泵以用于在根据操作性流动速率的流动速率下工作，使得化学物质按选择的化学稀释比率供应到递送点。本文献教示在清洗液体中提供预定浓度的化学物质，但并不确定机器的剩余范围。

发明内容

本发明的特征是提供一种表面处理机器，其确保关于液体量对处理表面的有效处理且同时最大化机器的范围。

本发明的另一特征是提供此机器，其准许控制液体到表面处理元件的递送对存在于储集器中的液体液位以用于改善机器的范围。

本发明的另一特征是提供此机器以用于响应于待遵循的预定清洁路线而最大化机器的范围。

本发明的特征还有提供此机器，其使得操作者能够实时确定机器的剩余范围。

这些和其它目的是通过一种表面处理机器来实现，所述机器包括：

-框架，其被配置成相对于待处理的表面进行平移，

-表面处理元件，其连接到所述框架且被配置成用液体对表面进行处理，所述框架相对于所述表面前进，

-储集器，其连接到所述框架且被布置成通过递送口部将液体供应到所述表面处理元件；

-调整元件，其被布置成将从所述储集器供应的所述液体可调整地馈送到所述递送口部；

-传感器，其被配置成测量所述储集器中的剩余液体的液位且提供测量信号；

-输入/输出单元，其被配置成显示指示液体的所述剩余液位的所述测量信号且用于输入液体保存参数；

控制单元，其被配置成从所述传感器接收所述测量信号和所述液体保存参数；

程序构件，其驻留于所述控制单元中，且被配置成响应于所述测量信号和所述液体保存参数而设定所述调整元件；

其中所述输入/输出单元与操作参数以及基于存在于储集器中的剩余液体液位的测量的即时值而计算的机器的范围值以及选择的液体保存参数的显示单元相关联。

因此，操作者可根据剩余液位关于例如待处理的剩余表面或直到下一补充时待覆盖的处理距离而设定机器的剩余范围，使得调整元件根据选择的液体保存参数而提供用于所有处理的处理液体的恒定值。

此外，使操作者能够在显示单元上看见机器的剩余范围的值对时间，或者待处理的表面，以便确定允许到达补充点而无时间损失或不会覆盖无用路线的最佳路线。倘若在所述路线期间操作者选择改变液体保存参数，那么这可改变地完成，因此分配处理液体的运载的恒定值

机器可随后考虑由操作者为到达最近补充点而选择的液体保存参数以及存在于储集器中的剩余液体而递送恒定量的液体，因为其影响在储集器的出口区段处响应于剩余液体的不同高差(head)而供应的液体量，从而避免受到储集器中的液体液位影响的不合意的递送作用，优化流动速率，实现响应于直到到达计划补充点时待处理的剩余空间而最大化机器范围的目标。

液体保存参数可指示关于液体的体积对处理表面，且可例如为正、零或负，指示机器是否必须递送相对于参考预设调整值更多或更少的液体。在此情况下，控制单元重新计算机器的剩余范围，且输入/输出单元显示机器的此剩余范围以用于由操作者检验。在继续处理的同时，机器的剩余范围可连续地更新且显示给操作者。液体保存参数也可直接表达为操作者希望实现的机器的剩余范围值。

有利的是，与存在于储集器中的液体量成比例的所述测量信号可为压力值，且传感器是被布置成与储集器连通以用于确定存在于储集器中的液体液位的压力传感器。

此解决方案允许对储集器中的液位的极精确控制。实际上，位于储集器的基底处的压力传感器在过滤掉由于机器的移动带来的可作为噪声而消除的任何波动之后给出液位的精确值，其由于储集器中的液体高差而可影响流动速率，即流体静压，以便优化流动速率。

替代地，存在于储集器中的液体液位可以用力传感器确定，具体来说是荷重计，其可被布置成保持所述储集器的支撑元件的重量。

替代地，存在于储集器中的液体液位可以用液位传感器确定，具体来说光学传感器或超声波脉冲传感器或浮动传感器，其可布置于所述储集器中，且被配置成测量液体表面距储集器的底部或顶部壁的距离。

在可能的示例性实施例中，调整元件选自由以下各项组成的群组：

-先导阀，其中所述控制单元被配置成响应于所述液位的减小而以增加方式或者响应于由操作者选择的流动速率保存的增加而以减小方式调整所述阀的打开区段；

-泵，其中所述控制单元被配置成响应于所述液位的减小而以增加方式或者响应于由操作者选择的流动速率保存的增加而以减小方式调整所述泵的速度。

因此，存在造成供应到表面处理元件的液体的流动速率对存在于储集器中的液体液位的变化的不合意影响的消除，且存在根据由操作者为到达最近补充点且无需停止处理而选择的液体保存参数对流动速率的优化。

这调整供应液体的量，以便具有理想处理效率而无过量或不足的液体供应，以便最大化机器的范围。

如果调整元件由先导阀组成，那么储集器相对于递送口部而布置以用于通过阀借助重力将液体递送到表面处理元件。

此解决方案使得有可能最小化制造所述机器的成本，因为不需要用于将液体递送到处理元件的泵，而是简单地利用重力，从而实现避免难以响应于处理表面而控制供应液体量的目标。

随后，使操作者能够在显示单元上看见机器的剩余范围值对时间，或待处理的剩余表面，且又设定允许最大化机器范围且最终进行补充而无时间损失或不覆盖无用路线的处理路线。

附图说明

本发明现参照附图，通过其具有说明性而非限制性的示例性实施例的以下描述进行展示，其中：

-图1示出了根据现有技术的通用表面处理机器的框图；

-图2示出了根据本发明的通用表面处理机器的框图；

-图3示出了图2的表面处理机器的示例性实施例，其中添加了输入/输出单元，以及可能的显示单元；

-图4示出了驻留于所述机器的控制单元中的程序构件的可能流程图。

具体实施方式

如图1中所示，总体布局已知且被指示为1的表面处理机器包括框架11，所述框架被配置成相对于待处理的表面12进行平移。

在箭头2的方向上的平移可通过把手或通过单独的手柄(未图示)进行推动或者以电动方式通过轮或轨道(未图示)来实行，且所述机器可为骑乘式类型或后操纵式类型。待处理的表面12可为地面，但也可为竖直的，例如窗口或竖直墙壁的情况，其中所述机器在竖直导引件上或通过提升平台(未图示)而移动。

机器1包括表面处理元件13，所述表面处理元件连接到框架11且被配置成以液体处理表面12，框架11相对于所述表面前进。

大体上指示为块13的表面处理元件可为旋转的毛刷或其它毛刷元件，且可为振动衬垫或其它处理元件，例如喷射液体分配器。可提供马达或其它致动元件13a以用于致动链接到表面处理元件13的连接元件13b，例如旋转轴。

此外，机器1包括储集器14，所述储集器连接到框架11且被布置成通过递送口部15将液体供应到表面处理元件13。随后提供调整元件16，所述调整元件被布置成将从储集器14供应的液体可调整地馈送到递送口部15，且定位于两个分支15a和15b之间，所述分支被布置成用于将液体从储集器14馈送到递送口部15。

储集器14中的处理液体可为水、具有清洁剂的水、纯清洁剂或其它处理液体，例如保护膜、涂层膜等。也可提供又一储集器，其可含有清洁剂以在递送之前与水混合(未图示)。

大体上以块16指示的调整元件可为阀或泵。其可简单地为接通/断开装置或可调整的装置，例如可调整的旋塞阀。

在图1中，还示出了收集元件17，例如与吸力装置相关联的橡胶滚轴，其被布置成当机器1在箭头2的方向上逐渐移动时排放浸透表面12的过剩处理液体18。收集元件17液压地连接到被布置成用于收集剩余液体和可能的尘土的容器19。

在某些型号的机器中也可不存在收集元件17。

在收集元件的存在和不存在的情况下，在机器的后部区中都可提供轮，未图示，所述轮为从动的或惰轮。

如图2中所展示，根据本发明，从图1的表面处理机器1开始，修改表面处理机器10以便包括调整元件16，所述调整元件被布置成将由储集器14供应的液体可调整地馈送到递送口部。调整元件16可例如为电方式的调整阀，或具有可调整速度的电动泵。

此外，其包括被配置成测量储集器14中的剩余液体的液位的传感器20。此外，其包括控制单元30，所述控制单元被布置成从传感器20接收与液位值成比例的信号且被配置成响应于测得的液位值而设定调整元件16。

传感器20可为被布置成提供压力信号的压力传感器，其与储集器14的下部部分连通。此压力传感器20是与液体表面的液位直接相关的流体静压的传感器。

在此情况下，调整元件16选自由以下各项组成的群组：

-先导阀，其中控制单元30被配置成响应于压力的减小而以增加方式调整阀的打开区段；

-泵，其中控制单元30被配置成响应于压力的减小而以增加方式调整泵的速度。

在控制单元中，例如可记录值的表，所述表使调整参数关联到逐渐减小的每一压力，所述调整参数例如先导阀的逐渐增加的打开参数或者泵的逐渐增加的转数。或者可提供用于响应于压力而计算调整参数的算法。

响应于储集器的几何形状，液位的测量直接相关于剩余液体的体积。这还允许计算剩余液体的体积，并且接着计算机器的范围对所述体积。此体积值可有利地在机器上显示，作为给操作者的有用信息。

替代地，传感器20是力传感器，例如荷重计，其例如位于储集器14下方，或被布置成保持储集器14的支撑元件的重量，能够即刻测量储集器的重量，所述重量从等于充满的储集器14的重量值改变到等于空的储集器14的重量值。剩余液体的重量容易地相关于可用作机器的范围值的剩余液体量且相关于液位以用于确定调整参数。

作为进一步替代实施例，传感器20以未图示的方式可以是液位传感器，例如定位于储集器上方或储集器中且被配置成测量液体的液体表面距储集器14的上壁的距离的光学传感器、超声波脉冲传感器、电磁、机械浮动传感器。

同样在后面两个情况中，响应于储集器的重量或液位表面的减小，针对可供应的液体的每一流动速率值可确定阀或泵的调整参数。

根据图中未图示的又一示例性实施例，控制单元30可与基于由传感器确定的值的即时值计算的机器的范围值的显示单元相关联。

调整元件16可为阀，例如先导阀，且储集器14可相对于递送口部15布置以用于通过调整阀16借助重力将液体递送到表面处理元件13。在此情况下，液位的测量是必要的以确保恒定的供应液体的量，因为借助重力的馈送受到水储集器中的任何液位变化的极端影响。

确切地说，操作者可设定机器的范围值，使得直到下一补充时液体的流动速率是恒定的且使用存在于储集器中的所有液体。

为了实现此目标，如图3所示，在优选的示例性实施例中，表面处理机器10可存在输入/输出单元70，其连接到控制单元30，且包括显示单元60，所述显示单元被布置成显示基于来自传感器20的信号而计算的测量信号，所述测量信号指示液体的剩余液位和机器的剩余范围。

通过输入/输出单元70，可输入液体保存参数，所述参数可与液位测量信号一起传送到控制单元。

在控制单元30中，可存在可控制调整元件16的程序构件，例如电磁阀或泵，呈改变为PWM的形式，随着测量信号和液体保存参数两者而变。

随后，操作者根据由传感器20确定的剩余液位可通过输入/输出单元70设定机器的范围，这涉及例如待处理的剩余表面(例如平方米)或在直到下一补充时仍有待覆盖的距离(例如线性米)。

随后，控制单元30可根据选择的液体保存参数向调整元件16提供用于所有处理的处理液体的恒定值。

在图4中作为一实例(指示为80)给出可能的流程图，接着是驻留于单元30中的程序构件，具体来说是微处理器。

机器10可随后考虑由操作者通过单元70输入的用于到达最近补充点的液体保存参数以及存在于储集器14中的剩余液体而递送恒定量的液体，因为其影响在储集器的出口区段处响应于调整元件16上的剩余液体的不同高差而供应的液体量，从而避免受到储集器14中的液体液位影响的不合意的递送作用，优化流动速率，且响应于直到到达计划补充点时待处理的剩余空间而实现最大化机器范围的目标。

可指示关于在口部15可递送的液体的体积对处理表面的液体保存参数，且所述参数可例如为正、零或负，指示机器10是否必须递送相对于参考预设调整值更多或更少的液体。在此情况下，控制单元30重新计算机器的剩余范围，且输入/输出单元70显示机器的此剩余范围以用于由操作者检验。在继续处理的同时，机器的剩余范围可在单元70上连续地更新且显示给操作者。液体保存参数也可直接表达为操作者希望实现的机器的剩余范围值。

具体示例性实施例的前述描述根据概念性观点如此充分地公开了本发明，以便其他人通过应用当前的知识而能够在不进一步研究且不偏离本发明的情况下修改和/或适应这些具体示例性实施例的不同应用，且相应地，因此理解这类适应和修改须被视为等效于具体实施例。因此，实现本文所述的不同功能的方式和材料可以具有不背离本发明领域的不同性质。应了解，本文中所采用的措词或术语是出于描述而非限制的目的。

Claims (6)

1.一种表面处理机器(10)，包括：

框架(11)，其被配置成相对于待处理的表面(12)进行平移；

表面处理元件(13)，其连接到所述框架(11)且被配置成用液体对表面(12)进行处理，所述框架(11)相对于所述表面(12)前进；

储集器(14)，其连接到所述框架(11)且被布置成通过递送口部(15)将液体供应到所述表面处理元件(13)；

调整元件(16)，其被布置成将由所述储集器(14)提供的所述液体可调整地馈送到所述递送口部(15)；

传感器(20)，其被配置成测量所述储集器(14)中的剩余液体的液位且提供测量信号；

输入/输出单元(70)，其用于显示指示所述储集器(14)中的所述剩余液体的液位的所述测量信号且用于输入液体保存参数；

控制单元(30)，其被布置成从所述传感器(20)接收所述测量信号和所述液体保存参数；

程序构件(80)，其驻留于所述控制单元(30)中，被配置成响应于所述测量信号和所述液体保存参数而设定所述调整元件(16)；

其中所述输入/输出单元(70)包括用于显示所述测量信号、所述液体保存参数以及所计算的所述机器的范围值的显示单元(60)。

2.根据权利要求1所述的表面处理机器，其中所述传感器选自由以下各项组成的群组：

压力传感器，其与所述储集器(14)连通且被布置成由于从所述储集器(14)的液体表面开始的液体高差而提供压力信号；

力传感器，其能够被布置成保持所述储集器的支撑元件的重量；

液位传感器，其能够被布置于所述储集器中，且被配置成测量所述液体表面距所述储集器的底部或顶部壁的距离。

3.根据权利要求2所述的表面处理机器，其中所述力传感器是荷重计。

4.根据权利要求2所述的表面处理机器，其中所述液位传感器是光学传感器或超声波脉冲传感器或浮动传感器。

5.根据权利要求2所述的表面处理机器，其中所述调整元件(16)选自由以下各项组成的群组：

先导阀，其中所述控制单元(30)被配置成响应于所述储集器(14)中的所述液体液位的减小而以增加方式调整打开所述阀；

可调整泵，其中所述控制单元(30)被配置成响应于所述储集器(14)中的所述液体液位的减小而以增加方式调整所述泵的速度。

6.一种表面处理的方法，包括以下步骤：

使表面处理机器(10)相对于待处理的表面(12)进行平移，所述机器具有连接到框架(11)的表面处理元件(13)；

在所述表面处理元件(13)处馈送处理液体，使得所述表面处理元件(13)在所述平移期间用所述液体处理所述表面(12)；

所述处理液体从连接到所述框架(11)的储集器(14)被抽吸，以便通过递送口部(15)将所述液体提供到所述表面处理元件(13)；

由调整元件(16)调整由所述储集器(14)提供的液体向所述递送口部(15)的递送；

由传感器(20)测量所述储集器(14)中的剩余液体的液位测量信号；

由输入/输出单元(70)引入与所述液体的流动速率相关的液体保存参数；

其中所述调整基于与所述液位测量信号和用于递送所述液体的所述液体保存参数成比例的信号而实行，以便具有所述流动速率的优化；

所述方法的特征在于进一步包括：在显示单元(60)上显示所述液位测量信号、所述液体保存参数以及所计算的所述机器的范围值的步骤。

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