CN108462245A - 由设备和基站组成的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由具有第一电压源(3)的设备(1)和具有第二电压源(4)的基站(2)组成的系统，所述设备(1)能够与所述基站相连。为了暂时提高耗电器(6)的功率而规定，设备(1)和/或基站(2)具有电路(5)，所述电路设计用于在设备(1)和基站(2)的连接状态下将第一电压源(3)和第二电压源(4)联接，从而使得基站(2)和/或设备(1)的耗电器(6)的产生的功率被升高，超过在仅使用第一电压源(3)或仅使用第二电压源(4)时在设备(1)或基站(2)中的可调用的功率。

Description

由设备和基站组成的系统

技术领域

本发明涉及一种由具有第一电压源的设备和具有第二电压源的基站组成的系统，所述设备能够与所述基站相连。

此外，本发明还涉及一种由具有第一电压源的设备和具有第二电压源的基站组成的系统的运行方法，所述设备能够与所述基站相连。

背景技术

由设备和基站组成的系统以及用于运行这种系统的方法在现有技术中是已知的。

例如已知配备了蓄能器的清洁设备，所述清洁设备能够与基站相连，以便为蓄能器充电。此外还已知工具、例如充电式螺丝刀、钻孔机等，所述工具的蓄能器同样能够在基站上充电。基站为了对蓄能器充电而具有电源件形式的电压源，所述电源件能够利用电缆连接在家用插座上。此外还已知的是，这种类型的基站不仅设计用于蓄能器的充电，而且还设计用于例如向与基站相连的设备上安装新的软件、抽吸物容器的清洁等。

在使用具有蓄能器的设备时的弊端在于，蓄能器的充电状态和进而设备的产生的功率随着设备运行时长的增加而下降。为了提高功率，必须同时改变现有技术中已知的蓄能器的结构尺寸。这尤其在移动设备、例如机器人中是不利的。

发明内容

因此基于现有技术本发明所要解决的技术问题在于，为设备的耗电器提供更高的功率。

为了解决所述技术问题，首先利用本发明建议一种由具有第一电压源的设备和具有第二电压源的基站组成的系统，在所述系统中，设备和/或基站具有电路，所述电路设计用于在设备和基站的连接状态下将第一电压源和第二电压源联接，从而使得基站和/或设备的耗电器的合成功率被升高，超过在仅使用第一电压源或仅使用第二电压源时在设备或基站中的可调用的功率。由此通过根据本发明的设计，不仅设备自己的电压源可供设备的运行所用，而且附加地基站的电压源也可供设备的运行所用。这导致可供设备的耗电器所用的功率的提高。例如由此可以更高的电压运行设备的电机，这同时相当于更高的功率。为了以升高的功率运行，不仅使用来自设备的电压源的能量还使用来自基站的电压源的能量，从而能够使可供使用的功率显著提高。这意味着例如电机的更高转速，这又导致风扇的、钻孔器等的更高转速。设备的工作任务由此可以在更短的时间内执行，而无需在设备中更强的和/或附加的电压源。仅使用那些在设备和基站中反正已经存在的电压源。仅仅设备的耗电器、例如电机必须这样设计，即，电机可以在所述联接的存续期间以升高的功率运行。

尤其规定，设备和基站的电压源的联接在设备与基站连接时自动完成。其例如可以通过下述方式发生，即设备借助设备电缆与基站或者与基站的电压源相连。一旦设备的或基站的控制和分析装置识别到设备与基站之间的这种电连接，则可以自动切换所述电路，从而使电压源为了功率提高而被联接。使用者有利地不必采取其他步骤来实现联接。确切地讲，电路的操作自动完成，从而一旦设备与基站相连，就自动地执行电压源的联接，并且耗电器的功率与仅利用设备的电压源的通常的作业期间的电功率相比被提高。

基站的电压源有利地是为设备的蓄能器充电所使用的电源件。该电源件也可以设计用于，在确定的时间段内释放更高的功率，例如300瓦特，取代50瓦特。这额外地提高了可供使用的功率。显然还可以把多个电源件和/或多个蓄能器联接。例如基站相对于电源件附加地也可以具有蓄能器。

尤其规定，所述设备是移动的设备。术语移动设备尤其被理解为可自动行进的设备，例如地面处理机器人，所述地面处理机器人可以满足抽吸任务和/或擦扫任务和/或抛光任务和/或剪草任务等等。然而此外所述移动设备还可以涉及由使用者手持导引的设备，例如一般的手持导引的吸尘器等。移动设备具有电压源，所述移动设备的电压源可以与基站的电压源连接，以便获得更高的产生的输出电压，所述输出电压源提高了设备的耗电器、例如电机的功率。电机可以用于风扇、清洁元件、行进驱动器等的运行。

此外还规定，设备是工具、尤其钻孔设备或旋拧设备。工具例如可以是充电式钻孔机、充电式螺丝刀等。通常这种电池运行的工具可以在基站上再充电。为了在一定时间段内实现更高的钻孔功率和/或旋拧功率，工具的电压源和基站的电压源联接，从而使与通过工具的蓄能器得到的单独功率相比更高的功率可供旋转轴的驱动所用。为了使工具的电压源和基站的电压源联接，工具有利地借助设备电缆与基站相连。优选地，这同时还实现了对电路的操纵，该操纵使得电压源被联接，从而使产生的功率被提高，超过仅基于工具的电压源或仅基于基站的电压源可调取的功率。

此外还规定，设备是地面处理设备、尤其是可自动行进的清洁设备。所述地面处理设备可以是例如吸尘器、擦扫设备、多功能抽吸擦扫设备、打磨设备、抛光设备、剪草机、离地清洁设备等。地面处理设备可以通过使用者手持导引或在环境内自动行进。

作为备选还规定，所述设备是不动的设备。所述不动的设备不具有用于行进的器件，例如借助电机驱动的滚轮或被动地在表面上滚动的滚轮。确切地说，该设备通常放置在固定位置上并且在作业运行过程中保持在那里。不动的设备可以例如是厨用机器，所述厨用机器具有用于搅拌、烹煮、切碎、称重、加热、蒸制等的装置。不动的设备的电压源可以是蓄能器或电源件。优选地，所述设备不仅具有蓄能器还具有电源件，所述蓄能器和电源件能够根据不动的设备的当前任务在必要时额外地联接，以便进一步提高输出电压。此外，所述设备还可以例如仅具有蓄能器或仅具有电源件，所述蓄能器或电源件在设备的特殊功率要求时与基站的电源件、例如充电站的电源件联接，以便在特殊功率要求时通过将蓄能器和基站的功率相结合实现相应的功率提高。

尤其针对所述系统的所有上述实施方式规定，第一电压源是蓄能器。所述设备因此按照充电式设备的类型构造，所述充电式设备可以按照通常的方式和方法无电缆地使用。只有在蓄能器与基站的电压源联接时才需要电缆连接，以便为了功率提高而将电压源联接。就为该设备得到电缆连接式设备的功能，然而其中，所述设备并非自身连接在家用插座上，相反而是连接在基站上，该基站又与家用插座相连。

此外还规定，第一电压源和/或第二电压源具有两个蓄能器和/或一个具备多个蓄电池的蓄能器，其中，所述电路设计用于，使蓄能器和/或蓄电池为提高输出电压而可变地联接。在该范畴内可以把多个电源件和/或蓄能器和/或蓄电池联接。例如设备可以具有两个或更多的蓄能器，与仅以唯一一个蓄能器的功率的作业运行的电池布置方式相比，所述两个或多个蓄能器的电池布置方式为了以升高的功率运行而改变。例如电池布置方式为了升高功率可以从8S2P布置方式变为16S1P布置方式，从而使得在以升高的功率运行期间的输出电压增加一倍。这在耗电器的电流消耗相同的情况下相当于功率的增加一倍。以这种方式不仅能够将设备的多个蓄能器和/或基站的多个蓄能器相互连接，还能将唯一一个蓄能器的多个蓄电池相互连接。此外，无论是设备还是基站都可以分别具有两个蓄能器，或者无论是设备还是基站都可以具有配备多个蓄电池的蓄能器，从而能够分级地提高可供使用的输出电压。在此，不仅能够接两个不同的电压，而且还能够根据蓄能器的数量和/或蓄能器的蓄电池的数量接多个不同的电压。

根据规定，第二电压源是电源件。所述电源件可以有利地是开关电源件。作为备选还可能的是，使用变压器电源件或电容器电源件。电源件有利地集成在基站中，然而设备本身也可以具有电源件。有利地，基站的电源件例如还被用作充电电源件，以便为设备的蓄能器充电。

根据规定，所述电路构造用于将第一电压源与第二电压源串联，从而使其输出电压相叠加。为了升高的功率运行，从设备的电压源至设备的耗电器的电连接被切换，从而使基站的电压源与设备的电压源串联，并且由此使双方电压源的电压相叠加。这意味着(在电流强度恒定时)消耗器功率的增加一倍，其前提在于，基站的电压源能够在功率升高的时间内提供相应的电流强度。为以升高的功率运行所需的电压由此一部分由设备的电压源提供并且另一部分由基站的电压源提供。

可以规定，提高的功率比设备的耗电器的通常功率升高大约20％至100％。根据设备的电压源和基站的电压源的单个功率由此可以明显提高耗电器的功率。例如如果基站的电压源具有50瓦特的功率，并且设备的电压源具有250瓦特的功率，则通过两个电压源的叠加式联接使功率从250瓦特提高到300瓦特，也即提高了20％。

根据规定，联接的持续时长低于60秒、尤其约为30秒。尤其可以规定，以升高的功率运行的时长自动借助记时器控制。由此，升高的功率的提供优选自动结束，从而使耗电器仅极其短暂地被升高的功率加载。由此不需要特殊的保护措施、例如冷却装置。此外对耗电器的供应、例如承受短暂功率提高的电机的供应是巨大的。预计不会对耗电器的总运行时长、也即使用寿命产生不利影响。显然还可以规定，只有当例如传感器识别到所期望的状态、例如最佳的清洁、所期望的抛光结果等时，以升高功率的运行才会被结束。这显然需要耗电器的相应的功率性能。而且还可以通过使用者实现手动的结束。

此外还规定，为以升高的功率运行所需的电压的约50％由设备的电压源提供，并且所需的电压的约50％由基站的电压源提供。由此，用于以升高的功率运行所需的电功率一半来自设备的电压源并且一半来自基站的电压源。

可以规定，蓄能器的充电状态在作业运行过程中按如下所述地被监视，即充电状态保持大于确定的最小充电状态、尤其大于蓄能器的最大充电状态的20％。由此在作业运行过程中这样地进行蓄能器的充电监视，即蓄能器始终例如维持20％的剩余电容量，以便例如还能到达基站、执行设备的清理等。由此在设备的通常的作业运行过程中不会发生蓄能器的完全放电。所述确定的最小充电状态在此有利地规定为蓄能器的最大充电状态的20％。然而所述最小充电状态可以根据蓄能器类型而改变。

除了上述由具有第一电压源的设备和具有第二电压源的基站组成的系统之外，本发明还规定了一种用于运行这种系统的方法，在所述方法中，第一电压源和第二电压源在设备与基站相连的情况下联接，从而使基站的和/或设备的耗电器的产生的功率被提高，超过在设备或基站中在仅使用第一电压源或第二电压源时可调用的功率。尤其规定了用于运行上述系统的方法。与上述系统类似地得到了根据本发明的方法的特征和优点。

附图说明

以下借助实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：

图1示出根据第一实施方式的系统；

图2示出具有两个电压源的设备的正视图；

图3示出根据图2的设备的后视图；

图4示出自外部观察的根据另一实施方式的系统的立体图；

图5示出根据图4的系统的纵剖图；

图6示意性示出在设备的通常作业运行过程中设备的电压源和基站的电压源的电路；

图7示意性示出根据图6的电路在以更高功率运行过程中；

图8示意性示出在充电运行过程中的电路。

具体实施方式

图1示出由设备1和基站2组成的系统。所述设备1在此涉及具有作为第一电压源3的蓄能器的钻孔机。该电压源3处于设备1的手柄8的内部，并且可以从手柄中取出。此外，设备1还具有耗电器6，也即驱动钻头7旋转的电机。在手柄8的区域中布置了设备电缆9，所述设备电缆用于与基站2相连。

基站2具有容纳装置12，设备1可以容纳在所述容纳装置中。容纳装置12按照针对设备1的形状适配的固持罩壳的方式构造。基站2具有电源件4、电缆10和电网插头11。借助电缆10和电网插头11能够将基站2连接在家用电网、即通常的家用插座上。基站2的电源件4用于将通常的电网电压从例如230伏特的交流电压转换为适于为设备1的电压源3充电的直流电压、在此例如为12伏特。

在设备1的通常的作业运行过程中，设备电缆9不位于设备1上。相反，设备1或设备的耗电器6仅利用蓄能器的电压运行。如果应完成作业任务，而利用该蓄能器电压不能达到该作业任务所需的功率时，设备1可以借助设备电缆9与基站2相连。电路5(参照图6至8)位于基站2内部，所述电路使设备1的蓄能器的电压输出部与基站2的电源件的电压输出部串联，从而使输出电压相叠加并且通过设备1的耗电器6能够调用升高的功率。

图2示出备选的设备1，所述设备在此是烹煮搅拌设备。该设备1具有搅拌容器13，搅拌器突伸进所述搅拌容器中。搅拌器通过作为耗电器6的电机驱动。设备1同样也具有电缆10和用于与家用电网相连的电网插头11。图3示出设备1的后视图。以虚线示出两个电压源3、4、也即蓄能器和电源件。这两个电压源可借助电路5(参照图6至8)联接，以便提高设备1的耗电器6的功率。设备1也可以作为按照下述系统的基站2使用，在该系统中有另外的设备1连接在该厨用机器上。借助(复数个)设备1中的一个设备的电路5就可以实现双方的电压源3、4的联接。此外还能实现的是，在构造为厨用机器的设备1的内部借助设备1的电源件为蓄能器充电。

图4示出由设备1、也即充电式吸尘器和基站2组成的系统。设备1具有手柄8，使用者可以在所述手柄上将设备1在作业运行过程中在待清洁表面上导引。通过抽吸口16可以将抽吸物、也即灰尘或污垢吸入设备1中。设备1以通常的方式和方法具有风扇18(参照图5)和具备永久过滤器20的过滤腔15。在作业运行过程中抽吸物基于风扇18的吸力到达过滤腔15中并且被挡在过滤腔中，使得仅清洁后的空气能够穿过永久过滤器20并且达到风扇18。为耗电器6的作业运行、也即例如风扇18的运行所需的电压通过设备的电压源3提供。该电压源3在此是蓄能器，所述蓄能器能够借助基站2的电压源4、也即电源件被再充电。

基站2具有电压源4、也即以上所提到的电源件。此外，基站2还具有用于容纳来自设备的过滤腔15的抽吸物的集尘室19。为了将设备1的过滤腔15与基站2的集尘室19相连，设备1的抽吸口16与基站2的基站接口17相连，从而使处于过滤腔15中的抽吸物能够通过抽吸口16离开设备1，并且到达基站2的集尘室19中。为此目的，设备1的风扇18在再生运行过程中以相对于作业运行相反的流动方向驱动。作为备选，例如也可以连接通向基站2的风扇的流动路径。

图5示出图4所示系统的纵剖图。可以看出风扇18和驱动风扇18的耗电器6、也即电动机位于设备1的手柄8的区域中。在风扇18的抽吸侧布置了设备1的电压源3、也即蓄能器，从而使被清洁的较冷的空气在达到风扇18之前穿流过或流经所述蓄能器。优选地，在此处所示的设备1与基站2相连的状态下，基站2的电压源4、也即电源件通过相应的电连接线与设备1的电压源3相连，从而使电压源3的充电能够在作业运行之后进行。

图6至8分别示出示意性表示的设备1的电压源3的电路5和基站2的电压源2的电路5。图6示出电压源4和电压源3尚未联接的状态。图7示出两个电压源3、4为功率提高的串联。图8示出用于借助基站2的电压源4为设备1的电压源3充电的充电运行。电路5具有多个开关元件21至27，所述开关元件在作业运行过程中、以升高的功率运行的过程中和充电运行过程中将两个电压源3、4断开或连接。根据图6至8的电路5适用于根据图1至5的各个系统，以便使电压源3、4相互连接。

在相应的设备1作业运行时两个电压源3、4、也即电源件和蓄能器如图6所示地相互分离。设备1在此未布置在基站2上。图7相反则示出在设备1以升高的功率运行过程中两个电压源3、4的连接。设备1在此如图1至4所示与基站2相连。两个电压源3、4相互连接，即两个电压源串联并且两个电压源3、4的电压相叠加。图8示出充电状态，在所述充电状态中设备1的电压源3借助基站2的电压源4充电。为此，处于电压源3、4之间的开关元件23、24、25以及从电压源4引向电网供电(未示出)的开关元件21、22闭合。电压源4通常通过电缆10和电网插头11与家用插座相连。电压源3从设备1的耗电器6、例如电机分离。为此将相关的开关元件26、27断开。

具体而言本发明工作方式如下，即，使用者首先例如借助钻孔机(设备1)实施作业运行。在此，设备1从基站2上取下并且仅利用蓄能器(电压源3)运行。钻头7被导向墙壁、家具等上，并且借助电机、也即耗电器6驱动，从而使旋转的钻头7能够钻入待钻孔的表面中。现在如果待钻孔的表面具有特殊的硬度、例如混凝土墙等等，则耗电器6会需要以升高的功率运行。为了提高可供使用的功率，如图1所示将设备1连接在基站2上。在此，设备电缆9将设备1与基站2相连。通过设备1的电缆9与基站2的连接，使得电路5的开关元件21至26自动换位，从而使基站2的电压源4和设备1的电压源3如图7所示串联并且使基站2的电压源4和设备1的电压源3的电压相叠加。通过等式：功率＝电流x电压，由电压源3、4提供的功率也相应地相叠加。如果基站2的电压源4例如提供50瓦特的功率，并且设备1的电压源3提供例如250瓦特的功率，那么两个功率(在恒定的电流强度下)通过串联电路相叠加达到300瓦特的升高的功率。与在设备1的作业运行过程中的单独功率相比，耗电器6的功率由此提高了20％。以升高的功率运行的持续时长在此例如通过计时器限制，所述计时器在大约30秒之后结束两个电压源3、4的联接，从而使耗电器6、也即设备1的电机不再负载所述升高的功率。该时间段足以实施钻孔过程。

在设备1的作业运行过程中，设备1的电压源3的充电状态被这样地监视，即充电状态不会低于最小充电状态。最小充电状态在此例如确定为电压源3的最大充电状态的20％。电压源3由此仅放电至该最小充电状态还能给出的程度。例如可以借助告警信号提示使用者，已经达到最小充电状态，并且在必须为电压源3重新充电之前仅能再进行少量钻孔过程。同样还可以自动结束作业运行。

为了对设备1的电压源3充电，以图7为出发点将电路5的开关元件25至27换位，使得设备1的电压源3从耗电器6断开，并且设备1的电压源3仅仅还与基站2的电压源4相连。

如果以此为出发点应该重新执行设备1的通常的蓄电池式运行，则位于电压源3、4之间的开关元件23、24再次断开，从而使设备1的电压源3再次与基站2的电压源4分离。此外，开关元件25、26重新复位至根据图6的位置，从而使设备1的电压源3与设备1的耗电器6相连，并且为耗电器提供功率。

附图标记清单

1 设备

2 基站

3 第一电压源

4 第二电压源

5 电路

6 耗电器

7 钻头

8 手柄

9 设备电缆

10 电缆

11 电网插头

12 容纳装置

13 搅拌容器

14 显示器

15 过滤腔

16 抽吸口

17 基站接口

18 风扇

19 集尘室

20 永久过滤器

21 开关元件

22 开关元件

23 开关元件

24 开关元件

25 开关元件

26 开关元件

27 开关元件

Claims (10)

1.一种由具有第一电压源(3)的设备(1)和具有第二电压源(4)的基站(2)组成的系统，所述设备(1)能够与所述基站相连，其特征在于，所述设备(1)和/或所述基站(2)具有电路(5)，所述电路设计用于在所述设备(1)和所述基站(2)的连接状态下将所述第一电压源(3)和所述第二电压源(4)联接，从而使得基站(2)的和/或设备(1)的耗电器(6)的产生的功率被升高，超过在仅使用第一电压源(3)或仅使用第二电压源(4)时在设备(1)或基站(2)中可调用的功率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备(1)是移动设备(1)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述设备(1)是工具、尤其钻孔设备或旋拧设备。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述设备(1)是地面处理设备，尤其自动行进式的清洁设备。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，是设备(1)是不动的设备(1)、尤其厨用机器。

6.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，第一电压源(3)是蓄能器。

7.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，第一电压源(3)和/或第二电压源(4)具有两个蓄能器和/或一个具备多个蓄电池的蓄能器，其中，所述电路(5)设计用于，使蓄能器和/或蓄电池为提高输出电压而可变地联接。

8.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，第二电压源(4)是电源件。

9.根据上述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述电路(5)设计用于，使第一电压源(3)和第二电压源(4)串联，从而使第一电压源和第二电压源的输出电压相叠加。

10.一种由具有第一电压源(3)的设备(1)和具有第二电压源(4)的基站(2)组成的系统的运行方法，所述设备(1)能够与所述基站相连，其特征在于，第一电压源(3)和第二电压源(4)在设备(1)与基站(2)相连的情况下联接，从而使基站(2)的和/或设备(1)的耗电器(6)的产生的功率被提高，超过仅使用第一电压源(3)或第二电压源(4)时在设备(1)或基站(2)中可调用的功率。