CN113303074A - 工作机器人系统和用于配置工作机器人系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工作机器人系统、尤其是割草机器人系统，具有至少一个移动式工作机器人设备、尤其是割草机器人，用于处理工作区域，并且具有至少一个基站，用于给工作机器人设备充电，其中，工作机器人设备和/或基站包括至少一个界面单元，其中，尤其基站和工作机器人系统的周界电缆设置为用于限界工作区域，其中，尤其周界电缆设置为用于尤其与周界电缆和/或工作区域相对于基站的布置无关地与基站至少电连接。提出，工作机器人系统具有至少一个控制和/或调节单元，控制和/或调节单元配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在工作机器人设备投入运行时根据至少一个借助通过界面单元初始询问所感测到的信息求取工作区域相对于基站的布置。

Description

工作机器人系统和用于配置工作机器人系统的方法

技术领域

本发明涉及一种工作机器人系统、尤其是割草机器人系统，其中，所述工作机器人系统具有工作机器人设备、尤其是割草机器人以及基站。

背景技术

已经提出一种工作机器人系统，其具有至少一个用于处理工作区域的移动式工作机器人设备和至少一个用于给工作机器人设备充电的基站，其中，工作机器人设备和/或基站包括至少一个界面单元。

发明内容

本发明从一种工作机器人系统，尤其是割草机器人系统出发，其具有至少一个移动式工作机器人设备、尤其是割草机器人，用于处理工作区域并且具有至少一个基站，用于给工作机器人设备充电，其中，工作机器人设备和/或基站包括至少一个界面单元，其中，尤其基站和工作机器人系统的周界电缆设置为用于限界工作区域，并且其中，尤其周界电缆设置为用于尤其与周界电缆和/或工作区域相对于基站的布置无关地与基站至少电连接。

本发明提出，工作机器人系统包括至少一个控制和/或调节单元，该控制和/或调节单元配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在工作机器人设备投入运行时根据至少一个借助通过界面单元初始询问所感测到的信息求取工作区域相对于基站的布置。

“设置”尤其应理解为专门设计和/或专门配备。对象、尤其是基站和/或周界电缆设置为用于特定功能，尤其应理解为：该对象在至少一个应用状态和/或运行状态下满足和/或实施该特定功能。“配置”尤其应理解为专门设计和/或专门编程。对象、尤其是控制和/或调节单元配置为用于特定功能，尤其应理解为：该对象在至少一个应用状态和/或运行状态下满足和/或实施该特定功能。“控制和/或调节单元”尤其应理解为具有至少一个控制电子器件的单元。“控制电子器件”尤其应理解为一种具有处理器单元和存储器单元以及具有存储在该存储器单元中的运行程序的单元。优选地，控制和/或调节单元构造为基站的一部分和/或构造为工作机器人设备的一部分。

优选地，界面单元构造为工作机器人设备的一部分和/或基站的一部分。优选地，界面单元设置为用于向用户和/或外部单元发出初始询问。尤其，界面单元设置和/或配置为用于借助声学信号、光学信号、触觉信号、电信号和/或电子信号发出初始询问。例如，界面单元配置为用于与外部单元如尤其是智能家庭系统和/或智能电话尤其无线地进行数据传输。借助通过界面单元初始询问所感测到的信息优选构成操作指令和/或语音指令，该操作指令和/或语音指令通过界面单元和/或通过控制和/或调节单元转换成电信号和/或电子信号。

移动式工作机器人设备优选构造为被驱动的可行驶单元，其尤其具有至少一个加工工具、尤其是用于切割植物、尤其是草的割草工具。优选地，工作机器人设备包括至少一个马达、尤其是电动机和尤其通过马达驱动的至少一个行进元件、尤其是轮、滚轮和/或履带。优选地，控制和/或调节单元设置为用于控制工作机器人设备、尤其调设工作机器人设备的至少一个行进路段。控制和/或调节单元尤其具有一种算法，该算法设置为用于根据状况特定地选择或者说匹配用于控制工作机器人设备的控制指令。优选地，工作机器人设备包括至少一个用于环境感测的传感器单元。优选地，传感器单元包括至少一个传感器元件，该传感器元件设置为用于感测磁场。可以考虑，传感器单元具有至少一个另外的传感器元件，该另外的传感器元件例如构造为摄像机、定位传感器(例如GPS传感器)、距离传感器等。优选地，工作机器人系统包括至少一个通信单元，该通信单元设置和/或配置为用于至少将工作机器人设备与基站在传输技术上相互连接。尤其，通信单元构造为工作机器人设备的一部分和基站的一部分。优选地，通信单元配置和/或设置为用于将工作机器人设备与基站无线连接，例如通过无线电、WLAN、蓝牙等。

优选地，周界电缆设置为用于尤其在装配工作机器人系统时与基站尤其电连接。优选地，基站和周界电缆至少基本上完全限界工作区域。尤其，工作区域构造为在工作机器人系统内的面积和/或体积。可以考虑，工作区域是工作机器人系统的一部分。优选地，基站设置和/或配置为用于对周界电缆施加电流和/或电压。尤其，周界电缆设置为用于通过电流在工作区域内产生磁场，其中，尤其工作区域内的磁场的磁场线方向由通过周界电缆的电流方向确定。优选地，基站具有至少两个连接接口，这两个连接接口设置为用于将周界电缆与基站至少电连接。优选地，工作区域内的磁场的磁场线方向取决于周界电缆相对于基站和/或连接接口的定向。特别优选地，工作机器人设备、尤其是传感器单元设置和/或配置为用于通过传感器元件来感测借助周界电缆和基站生成的磁场并且尤其感测和/或确定该磁场的磁场线方向。优选地，基站包括至少一个机器人接口，该机器人接口设置为用于将基站与工作机器人设备连接。尤其，基站设置为用于在至少一个运行状态下借助机器人接口接收工作机器人设备。优选地，工作机器人设备包括至少一个储能单元，该储能单元设置和/或配置为用于至少向马达供给能量、尤其是电能。尤其在马达作为电动机的一个构型中，储能单元例如构造为电化学的蓄电池。优选地，基站配置和/或设置为用于通过机器人接口为工作机器人设备的储能单元、尤其是能量存储器充电。尤其，基站与外部能量供给网连接。优选地，工作机器人设备、尤其是控制和/或调节单元配置和/或设置为用于借助感测到的磁场的磁场线方向来求取工作机器人设备、尤其是传感器单元相对于基站的布置、尤其在工作区域内的布置。尤其，工作机器人设备设置为用于在工作区域内实施至少一个动作，例如抽吸、割草、感测、测量等，其中，工作机器人设备尤其在工作区域上运动和/或运动经过工作区域。在一个优选构型中，工作区域构造为草坪、绿地和/或花园，其中，工作机器人设备构造为割草机器人设备并且设置为用于在工作区域内处理植物，尤其是切割、浇灌和/或施肥。周界电缆设置为用于与周界电缆和/或工作区域相对于基站的布置无关地与基站连接，尤其应理解为：在装配工作机器人系统时，无论周界电缆在基站外如何布置，周界电缆尤其在两端都与基站、尤其是连接接口连接。

控制和/或调节单元优选配置为用于借助通过传感器单元感测到的磁场、工作区域、基站和/或工作机器人设备的电子数据来建立至少一个虚拟地图和/或工作机器人系统的、尤其是工作区域的虚拟模型。可以考虑，传感器单元包括多个彼此不同的传感器元件，例如至少一个接近传感器、定位传感器、带有图像分析评估的摄像机、运动传感器等。在工作机器人系统的一个优选构型中，传感器单元包括至少一个运动传感器，例如陀螺仪传感器，该运动传感器布置在工作机器人设备上，尤其用于至少基本上与周围环境无关地感测工作机器人设备的运动。优选地，控制和/或调节单元配置为用于借助虚拟地图和/或虚拟模型来求取工作机器人设备相对于基站和/或工作区域的至少一个位置。附加地，可以考虑，控制和/或调节单元配置为用于尤其借助界面单元和/或通信单元输出虚拟地图和/或虚拟模型，其中，尤其时间同步地显示工作机器人设备的位置。

通过根据本发明的工作机器人系统的构型，能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的简单且快速地投入运行，尤其，因为用户可以至少基本上与周界电缆相对于基站的连接方向和/或定向无关地将周界电缆与基站连接。“基本上无关地”尤其应理解为：一个动作或一个构件对于特定功能或特定过程而言是不需要的和/或与该功能或过程解耦，其中，尤其所述功能或过程也能够在没有所述动作或构件的情况下实施。通过初始询问可以实现对工作区域相对于基站的布置进行无误解的感测，其中，尤其可以防止错误地架设基站和/或周界电缆和/或防止用户错误地将周界电缆与基站连接。系统的装配可以有利地通过用户灵活地进行。

此外提出，借助通过界面单元初始询问所感测到的信息构成基站相对于与基站邻接的工作区域的方向特征参量。这能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的直观地投入运行，尤其，因为可以将对方向说明的请求通过较小程度的抽象传输给用户。方向特征参量尤其说明了从基站到工作区域、尤其是工作区域的邻接于基站的子区域的方向。优选地，界面单元包括至少两个、尤其至少四个操作元件，其中，尤其给每个操作元件分配一个方向特征参量值。尤其，界面单元和/或控制和/或调节单元设置和/或配置为用于尤其在信息作为基站相对于与基站邻接的工作区域的方向特征参数的构型中，在工作机器人设备与基站连接的状态下、尤其在工作机器人设备与基站分离之前执行初始询问。在界面单元的一个优选构型中，界面单元包括四个操作元件，其中，四个操作元件中的每一个都分配有基站的一个方向，其中，所述四个操作元件的方向布置在一平面内并且分别具有相对彼此至少90°的角度。优选地，所述四个操作元件、尤其是分配给所述四个操作元件的方向至少基本上平行于基站的地基和/或地面定向。“基本上平行”尤其应理解为一直线、一平面或一方向(尤其是操作元件的)相对于另一直线、另一平面或一参考方向(尤其是地基和/或地面的)的一种定向，其中，所述直线、所述平面或所述方向相对于所述另一直线、所述另一平面或所述参考方向(尤其在投影平面中观察)具有尤其小于8°、有利地小于5°和特别有利地小于2°的偏差。尤其，基站设置为用于架设在地面上、尤其是地基上。特别优选地，控制和/或调节单元配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在工作机器人设备投入运行时，根据感测到的基站相对于与基站邻接的工作区域的方向特征参数来求取工作区域相对于基站的布置。

此外提出，借助通过界面单元初始询问所感测到的信息构成工作机器人设备在工作区域内的位置特征参量。这能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的直观地投入运行，尤其，因为可以通过少量的说明可能性准确地执行初始询问。有利地，可以简单地处理感测到的信息，其中，尤其可以有利地将对控制和/或调节单元的硬件要求保持得低。由此，可以有利地实现低的制造成本。“位置特征参量”尤其应理解为对象、尤其是工作机器人设备的一个特征参量，该特征参量描述了该对象在空间或者面积、尤其是工作区域内的位置和/或相对于其它对象、尤其基站的位置。尤其，位置特征参数说明了，工作设备是否布置、尤其完全布置在工作区域内。优选地，控制和/或调节单元包括用于初始询问的位置特征参量的恰好两个值，这两个值尤其通过界面单元在初始询问时作为选择可能性显示给用户。尤其，位置特征参数的这两个值构成关于工作机器人设备存在于工作区域内的结论的肯定和否定评价。优选地，工作机器人设备设置为用于尤其在配置工作机器人系统期间布置在工作区域内，用于求取工作区域相对于基站的布置。尤其，工作机器人设备、尤其是控制和/或调节单元设置为用于尤其与初始询问无关地确定工作机器人设备相对于基站的位置，用于求取工作区域相对于基站的布置。尤其，界面单元和/或控制和/或调节单元设置和/或配置为用于尤其在信息作为工作机器人设备在工作区域内的位置特征参数的构型中，在工作机器人设备与基站分离和/或间隔开的状态下，尤其在工作机器人设备从基站分离之后，执行初始询问。尤其在一个构型中，其中，感测到的信息构成工作机器人设备在工作区域内的位置特征参量，界面单元包括至少一个操作元件、尤其是至少两个操作元件。优选地，操作元件设置为用于在初始询问时在工作机器人设备布置在工作区域内期间被用户操纵，尤其用于确认工作设备在工作区域内的布置。替代地，可以考虑，借助初始询问感测到的信息构成从基站流过周界电缆的电流的循环方向。尤其，该循环方向能够通过周界电缆与基站的连接方式和/或连接方向而被用户识别，其中，尤其基站的一侧和/或连接接口中的一个构造为+正极(+极)。例如，感测到的信息说明了，尤其至少基本上垂直于工作机器人系统的主延伸平面和/或沿着垂线方向观察，循环方向是顺时针还是逆时针地定向。“基本上垂直”尤其应理解为一直线、一平面或一方向(尤其是用户的观察方向)相对于另一直线、另一平面或参考方向(尤其是主延伸平面和/或垂直方向)的定向，其中，所述直线、所述平面或所述方向和所述另一直线、所述另一平面或所述参考方向(尤其在投影平面内观察)围成90°的角度，并且该角度具有尤其小于8°、有利地小于5°并且特别有利地小于2°的最大偏差。结构单元、尤其是工作机器人系统的“主延伸平面”尤其应理解为这样的平面，该平面平行于恰好还完全包围结构单元的最小假想长方体的最大侧面并且尤其延伸穿过该长方体的中点。

此外，提出一种用于配置尤其是部分自主的、根据本发明的工作机器人系统的方法，其中，在至少一个方法步骤中，尤其在工作机器人设备投入运行时，借助工作机器人系统的至少一个、尤其是前述界面单元对至少一个关于工作区域相对于工作机器人系统的基站的布置的信息进行尤其是前述初始询问，其中，在至少一个另外的方法步骤中，借助工作机器人系统的至少一个、尤其是前述控制和/或调节单元根据借助通过界面单元初始询问所感测到的信息来求取工作区域相对于基站的布置。

尤其在一个构型中，其中，感测到的信息构成基站相对于与基站邻接的工作区域的方向特征参量，在工作机器人设备与基站连接和/或布置在基站上的状态下，例如在基站与能量供给网电连接时，借助界面单元进行初始询问。尤其，如果借助基站感测到工作机器人设备与基站分离的状态，则优选在初始询问之前借助界面单元尤其对用户和/或外部单元进行操作请求，用于将工作机器人设备连接和/或布置在基站上。尤其在一个构型中，其中，感测到的信息构成工作机器人设备在工作区域内的位置特征参量，在工作机器人设备与基站分离的状态下借助界面单元进行初始询问，其中，工作机器人设备布置在工作区域内。尤其，如果借助基站感测到工作机器人设备与基站连接和/或布置在基站上的状态，则优选在初始询问之前借助界面单元尤其对用户和/或外部单元进行操作请求，用于将工作机器人设备布置在工作区域内。替代地或附加地，可以考虑，初始询问、尤其是感测借助初始询问要感测的信息构造为UX过程。

通过根据本发明的方法的构型，能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的简单且快速地投入运行，尤其，因为用户可以与周界电缆相对于基站的连接方向和/或定向无关地连接周界电缆和基站。通过初始询问可以实现对工作区域相对于基站的布置的无误解的感测，其中，尤其可以防止错误地架设基站和/或周界电缆和/或防止用户错误地将周界电缆与基站连接。系统的装配可以有利地通过用户灵活地进行。

此外提出，在至少一个方法步骤中借助控制和/或调节单元根据求出的工作区域相对于基站的布置来求取尤其是前述的、通过基站在工作区域内产生的磁场的磁场线方向。这能够有利地实现工作机器人设备的简单且快速地取向，尤其与通过用户来装配工作机器人系统、尤其是基站和/或周界电缆无关。尤其在感测到的信息构成基站相对于与基站邻接的工作区域的方向特征参量的构型中，借助传感器单元通过在感测信息的时间点确定磁场的磁场线方向来求取通过基站在工作区域内产生的磁场的磁场线方向，其中，工作机器人设备尤其布置在工作区域内。尤其在感测到的信息构成工作机器人设备在工作区域内的位置特征参量的构型中，借助控制和/或调节单元根据连接接口的布置和/或通过基站施加到连接接口上的电流方向来求取通过基站在工作区域内产生的磁场的磁场线方向，所述连接接口的布置和/或电流方向尤其与工作区域相对于基站的布置无关地构造。尤其，连接接口的布置和/或通过基站施加到连接接口上的电流方向保存在控制和/或调节单元中。

此外提出，在至少一个方法步骤中，借助工作机器人设备驶过工作机器人系统的周界电缆的附近区域，其中，通过测量尤其是前述的通过基站生成的磁场和/或测量工作机器人设备经过的路段借助控制和/或调节单元检验借助通过界面单元初始询问所感测到的信息。这能够有利地实现工作机器人系统的安全运行，尤其，因为在初始询问时可以识别出错误的输入。这能够有利地防止工作机器人设备的不希望的损坏和/或维修成本，尤其，因为工作区域在常规的割草运行之前被明确地辨识。优选地，在至少一个方法步骤中，借助传感器单元，尤其周期性地或连续地感测工作机器人设备的磁场和/或经过的路段。对象、尤其周界电缆的“附近区域”尤其应理解为这样的区域，该区域尤其在已装配状态下在周界电缆和基站的共同的主延伸平面内观察，在对象周围的最大间距内，尤其是1m、优选0.7m、优选0.5m和特别优选0.3m内延伸。优选地，工作机器人设备、尤其是传感器单元和/或控制和/或调节单元设置和/或配置为用于识别周界电缆的附近区域。例如可以考虑，借助基站流过周界电缆的电流的电流强度保存在控制和/或调节单元中，其中，尤其借助工作机器人设备、尤其是传感器单元和/或控制和/或调节单元，通过借助传感器单元感测到的磁场的强度来求取从传感器单元、尤其是传感器元件到周界电缆的最小距离。例如，也可以考虑，传感器单元包括至少两个传感器元件，其中，工作机器人设备、尤其是传感器单元和/或控制和/或调节单元设置和/或配置为用于在驶过周界电缆期间将两个传感器元件中的一个传感器元件布置在工作区域外，而将两个传感器元件中的另一传感器元件布置在工作区域内，其中，尤其两个传感器元件中的每一个分别感测磁场的磁场线的不同方向。优选地，工作机器人设备沿着周界电缆的整个长度驶过周界电缆，尤其从基站的连接接口中的一个到基站的连接接口中的另一个。优选地，在驶过周界电缆之后，借助控制和/或调节单元对借助通过界面单元初始询问所感测到的信息进行检验。例如，借助控制和/或调节单元虚拟地示出周界电缆、基站和/或工作区域，其中，尤其借助磁场的磁场线方向和/或经过的路段和通过周界电缆和/或连接接口的电流方向来求取在工作区域内的磁场的磁场线方向。也可以考虑，为了检验感测到的信息，借助控制和/或调节单元创建虚拟地图和/或虚拟模型，其中，尤其由虚拟地图和/或虚拟模型的布置来确定在工作区域内的磁场的磁场线方向和/或工作机器人设备在工作区域内的布置。尤其，为了检验感测到的信息，将在驶过周界电缆时求出的方向值与借助感测到的信息求出的方向值进行比较。

此外提出，在至少一个方法步骤中，如果对借助通过界面单元初始询问所感测到的信息的检验已经被评价为否定的，则借助界面单元向用户和/或尤其是前述外部单元发出输入和/或动作请求，尤其用于继续配置工作机器人系统。这能够有利地防止工作机器人系统错误地投入运行，尤其，因为在工作机器人设备的常规运行之前能够校正由用户指示的信息。这能够有利地实现高度的用户友好性，尤其，因为能够防止由错误指示引起的损坏。尤其，如果在驶过周界电缆时确定的磁场线方向值不同于借助感测到的信息求出的磁场线方向，则对检验进行否定评价。优选地，在对检验进行肯定评价时，尤其，如果在驶过周界电缆时确定的磁场线方向值与借助感测到的信息求出的磁场线方向相同，则借助界面单元将工作机器人系统的运行准备就绪状态输出给用户和/或外部单元。优选地，在对检验进行肯定评价时，借助控制和/或调节单元使工作机器人设备运动到布置在基站上、尤其是机器人接口处的位置中和/或运动到与基站、尤其是机器人接口连接的状态中。可以考虑，输入和/或动作请求构成对用户的请求：确认针对磁场线方向和/或工作区域相对于基站的布置所求出的两个不同值中的一个。替代地或附加地，可以考虑，输入和/或动作请求构成这样的请求：使工作机器人设备运动到布置在基站上、尤其是机器人接口处的位置中和/或运动到与基站、尤其是机器人接口连接的状态中，尤其用于恢复工作机器人系统的原始状态。可以考虑，在检验为否定的情况下重新开始用于配置工作机器人系统的方法，其中，尤其请求附加的信息和/或直接进行另一初始询问。

此外提出，在至少一个方法步骤中，借助控制和/或调节单元将工作区域的至少一个布置参数、尤其是感测到的和/或经检验的工作区域相对于基站的布置和/或求出的尤其是前述通过基站在工作区域中产生的磁场的磁场线方向至少基本上无错误地、可再次调用地保存在工作机器人系统的至少一个存储单元中。这能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的无错误地运行，尤其，因为可以防止在调用保存的数据时的不希望的错误。有利地，可以防止在正常运行中覆写保存的数据。优选地，布置参数构成工作区域相对于基站的布置、构成在工作区域内的磁场的磁场线方向等。“布置参数”尤其应理解为工作区域的如下参数，该参数描述了工作区域相对于基站和/或周界电缆的几何布置和/或地理布置。可以考虑，布置参数构成借助初始询问感测到的信息、借助控制和/或调节单元由借助初始询问感测到的信息求取和/或在工作机器人设备的至少一个行进路段上求取。优选地，在对感测到的信息的检验进行肯定评价之后，将布置参数保存在存储单元中。布置参数“基本上无错误地、可再次调用地保存”尤其应理解为：布置参数借助数据存储方法保存，该数据存储方法设置为用于至少基本上防止例如由于比特错误和/或存储单元的故障的存储元件而从存储单元错误地再次调用布置参数。特别优选地，布置参数借助控制和/或调节单元通过校验方法和/或通过哈希函数保存在存储单元中。优选地，控制和/或调节单元和/或存储单元设置为用于读写保护地存储布置参数，其中，尤其在正常的割草运行期间不能覆写、尤其是与配置方法无关地覆写布置参数。

此外，提出了一种根据本发明的工作机器人系统的工作机器人设备、尤其是割草机器人。

通过根据本发明的工作机器人设备的构型，可以有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的简单且快速地投入运行，尤其，因为用户可以与周界电缆相对于基站的连接方向和/或定向无关地连接周界电缆和基站。通过初始询问可以实现对工作区域相对于基站的布置进行无误解的感测，其中，尤其可以防止错误地架设基站和/或周界电缆和/或防止用户错误地将周界电缆与基站连接。系统的装配可以有利地通过用户灵活地进行。

此外，本发明还提出一种工作机器人系统的基站。

通过根据本发明的基站的构型，能够有利地实现工作机器人系统和/或工作机器人设备的简单且快速地投入运行，尤其，因为用户可以与周界电缆相对于基站的连接方向和/或定向无关地连接周界电缆和基站。通过初始询问可以实现对工作区域相对于基站的布置进行无误解的感测，其中，尤其可以防止错误地架设基站和/或周界电缆的和/或防止用户错误地将周界电缆与基站连接。系统的装配可以有利地通过用户灵活地进行。

在此，根据本发明的工作机器人系统、根据本发明的方法、根据本发明的工作机器人设备和/或根据本发明的基站不应限于上面所说明的应用和实施方式。尤其，根据本发明的工作机器人系统、根据本发明的方法、根据本发明的工作机器人设备和/或根据本发明的基站为了满足在此所说明的工作方式可以具有与各个元件、构件和单元以及方法步骤的在此所述的数量不同的数量。此外，在本公开中给出的值范围中，位于所提及的极限内的值也应视为被公开并且可任意使用。

附图说明

另外的优点由下面的附图说明得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含多个组合的特征。本领域技术人员也可符合目的地单独考虑所述特征并且将其总结成有意义的其他组合。

附图示出了：

图1在装配状态下的根据本发明的工作机器人系统的示意图，该工作机器人系统用于执行根据本发明的方法来设置工作机器人系统，其具有根据本发明的移动式工作机器人设备、根据本发明的基站和周界电缆，

图2根据本发明的工作机器人设备和根据本发明的基站的示意性细节视图，该基站具有布置在基站上的界面单元，

图3根据本发明的方法的示意性流程，和

图4具有根据本发明的工作机器人设备的根据本发明的工作机器人系统的一个替代构型的示意图，该工作机器人设备包括界面单元。

具体实施方式

在图1中示出在装配状态下的构造为割草机器人系统的工作机器人系统10a，该工作机器人系统布置在花园上。工作机器人系统10a包括周界电缆12a、基站14a和构造为割草机器人的移动式工作机器人设备16a。然而，也可以考虑工作机器人系统10a的其它构型，该工作机器人系统尤其具有多于一个工作机器人设备16a和/或所述工作机器人设备16a。基站14a和周界电缆12a限界工作区域18a。工作机器人设备16a设置为用于处理工作区域18a，其中，尤其在工作区域18a内割草。工作机器人设备16a设置为用于在工作区域18a内运动，尤其在草坪上行驶，用于处理工作区域18a。基站14a设置为用于给工作机器人设备16a充电，其中，尤其电能从基站14a被传输给工作机器人设备16a的储能单元20a。周界电缆12a设置为用于尤其与周界电缆12a和/或工作区域18a相对于基站14a的布置无关地与基站14a电连接和机械连接。

基站14a包括界面单元22a，该界面单元尤其设置为用于用户交互。界面单元22a布置在基站14a上、尤其在基站14a的壳体的上侧上。界面单元22a设置为用于向用户和/或外部单元24a发出用于感测信息的初始询问。界面单元22a设置为用于将初始询问作为声学信号和/或光学信号发出和/或将初始询问作为电子信号输出给例如构造为用户的智能手机的外部单元24a。然而，也可以考虑界面单元22a的其它构型。工作机器人系统10a包括控制和/或调节单元26a，该控制和/或调节单元配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在工作机器人设备16a投入运行时，根据借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息来求取工作区域18a相对于基站14a的布置。

基站14a设置为用于借助通过周界电缆12a的电流在工作区域18a内产生磁场28a。基站14a优选与外部供电网30a电连接。基站14a包括用于与工作机器人设备16a电连接和机械连接的机器人接口32a。工作机器人设备16a设置和/或配置为用于在至少一个运行状态下、尤其为了充电和/或在工作机器人系统10a停用时运动到基站14a和/或通过机器人接口32a与基站14a连接。尤其，工作机器人设备16a设置为用于在配置工作机器人系统10a时与基站14a连接和/或布置在基站14a上。基站14a包括两个连接接口33a，用于将周界电缆12a与基站14a电连接和机械连接。

控制和/或调节单元26a构造为基站14a的一部分并且尤其布置在基站14a的壳体内。工作机器人设备16a尤其包括用于部分自主控制的至少一个监控单元34a。然而，也可以考虑，控制和/或调节单元26a构造为工作机器人设备16a的一部分，其中，尤其监控单元34a与控制和/或调节单元26a一件式地构造。工作机器人设备16a包括构造为电动机的马达36a和三个行进元件38a，这些行进元件尤其构造为轮。然而，也可以考虑工作机器人设备16a的其它构型，尤其是具有马达36a的不同于电动机的构型和/或具有不同数量的马达36a和/或行进元件38a。马达36a设置为用于驱动行进元件38a以使移动式工作机器人设备16a运动、尤其在工作区域18a内运动。优选地，监控单元34a设置为用于控制和/或调节马达36a和/或行进元件38a的转向。优选地，马达36a设置为用于驱动行进元件38a中的至少一个和/或驱动用于行进元件38a中的至少一个的转向的至少一个调设装置。优选地，马达36a至少与行进元件38a中的至少一个力锁合地连接。特别优选地，马达36a至少与储能单元20a电连接，这尤其在附图中出于清楚的原因而未示出。优选地，储能单元20a设置为用于至少给马达36a、监控单元34a、传感器元件62a和另外的传感器元件66a供电。工作机器人系统10a包括通信单元40a，用于在基站14a与工作机器人设备16a和/或外部单元24a之间进行数据传输。通信单元40a构造为无线电系统，其中，电子数据在基站14a与工作机器人设备16a和/或外部单元24a之间尤其通过无线电波传输。通信单元40a包括两个通信元件42a，其中，两个通信元件42a中的第一通信元件42a构造为基站14a的一部分，而两个通信元件42a中的第二通信元件42a构造为工作机器人设备16a的一部分。两个通信元件42a构造为无线电接口。然而，也可以考虑通信单元40a的其它构型。工作机器人系统10a包括传感器单元44a，该传感器单元至少部分地布置在工作机器人设备16a上。

控制和/或调节单元26a配置为用于根据求出的工作区域18a相对于基站14a的布置来确定在工作区域18a内借助基站14a和/或周界电缆12a生成的磁场28a的磁场线方向46a。控制和/或调节单元26a、尤其是监控单元34a设置为用于根据求出的工作区域18a相对于基站14a的布置来确定工作机器人设备16a的驶出方向48a。尤其，控制和/或调节单元26a配置为用于在工作机器人设备16a沿驶出方向48a驶出到工作区域18a中之后通过传感器单元44a确定在工作区域18a内借助周界电缆12a生成的磁场28a的磁场线方向46a。优选地，通过沿驶出方向48a驶出可以防止工作机器人设备16a与在工作区域18a外的物体78a碰撞。尤其，工作机器人设备16a的沿着驶出方向48a延伸的驶出路段构造为朝向工作区域18a逆着连接方向74a延伸的90°转弯。控制和/或调节单元26a包括存储单元50a，用于至少基本上永久地保存电子数据。控制和/或调节单元26a配置为用于将工作区域18a的至少一个布置参数、尤其是感测到和/或经检验的工作区域18a相对于基站14a的布置和/或求出的通过基站14a在工作区域18a中产生的磁场28a的磁场线方向46a至少基本上无错误地、可再次调用地保存在工作机器人系统10a的存储单元50a中。

在图2中示出工作机器人系统10a在工作机器人设备16a的区域中的细节视图，所述工作机器人设备布置在基站14a上。界面单元22a包括显示器52a和具有四个操纵元件56a的操纵单元54a。借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息构成基站14a相对于与基站14a邻接的工作区域18a的方向特征参量。四个操纵元件56a尤其至少基本上平行于基站14a的壳体的上侧和/或平行于基站14a和/或工作区域18a的主延伸平面布置。四个操纵元件56a中的每一个都通过控制和/或调节单元26a针对初始询问配有恰好一个方向58a，其中，尤其所配属的方向58a分别相对彼此具有至少90°的角度。界面单元22a设置为用于尤其借助显示器52a向用户发出请求以输入初始询问的方向，该方向从基站14a指向工作区域18a、尤其是工作区域18a的与基站14a邻接的子区域60a。

传感器单元44a包括两个传感器元件62a，这两个传感器元件设置为用于感测磁场28a。传感器元件62a布置在工作机器人设备16a上、尤其在工作机器人设备16a的壳体内。传感器元件62a构造为线圈，电流根据磁场28a流过所述线圈。在传感器元件62a中借助感测到的磁场28a感应出的电流的方向与磁场28a的磁场线方向46a有关。传感器元件62a沿着工作机器人设备16a的纵轴线64a以与纵轴线64a相同的间距彼此并排地布置。优选地，工作机器人设备16a设置为用于在至少基本上平行于纵轴线64a定向的方向上以直线运动的方式移动。工作机器人设备16a设置和/或配置为用于为了驶过周界电缆12a而这样地运动，使得尤其在投影平面中观察时，两个传感器元件62a中的一个传感器元件62a布置在工作区域18a外，并且尤其在投影平面中观察时，两个传感器元件62a中的另一传感器元件62a布置在工作区域18a内。尤其在驶过周界电缆12a时通过传感器元件62a感测与通过另一传感器元件62a感测到的不同的电流方向。优选地，工作机器人设备16a和/或控制和/或调节单元26a配置为用于通过工作机器人设备16a在驶过周界电缆12a时所经过的路段以及通过传感器元件62a和另一传感器元件62a感测到的磁场28a的磁场线方向46a来求取基站14a相对于与基站14a邻接的工作区域18a的方向特征变量并且优选地检验通过初始询问感测到的信息。

传感器单元44a具有另外的传感器元件66a，其构造为位置传感器并且布置在工作机器人设备16a上。所述另外的传感器元件66a设置为用于感测工作机器人设备16a相对于基站14a、工作区域18a和/或周界电缆12a的位置。例如，所述另外的传感器元件66a构造为GPS系统的一部分。然而，也可以考虑传感器元件66a的其它构型。优选地，控制和/或调节单元26a配置为用于根据借助所述另外的传感器元件66a感测到的数据来求取工作机器人设备16a在空间中的位置和行进路段。

特别优选地，连接接口33a(尤其至少基本上垂直于基站14a的主延伸平面观察)沿着基站14a的纵轴线72a布置在基站14a的两个彼此背离的侧上。也可以考虑，连接接口33a一起布置在基站14a的下侧上。优选地，连接接口33a沿着基站14a的纵轴线72a观察居中地布置在基站14a的壳体上。基站14a、尤其是机器人接口32a优选包括连接方向74a，工作机器人设备16a沿着该连接方向能够与基站14a连接，尤其通过机器人接口32a连接。特别优选地，连接方向74a(尤其在基站14a的至少一个投影平面中观察)沿着基站14a的纵轴线72a布置。基站14a设置为用于使电流经由连接接口33a以保持相同和/或恒定的电流方向76a流过周界电缆12a，用于产生磁场28a。磁场28a的磁场线方向46a通过麦克斯韦方程由流经周界电缆12a的电流方向76a确定。连接接口33a构造为电插头。然而，也可以考虑基站14a、尤其是连接接口33a和/或机器人接口32a的其它构型。优选地，连接方向74a在基站14a的附近区域中至少基本上平行于周界电缆12a定向、尤其平行于周界电缆12a在连接接口33a之一上的延伸部。

在图3中示出用于配置工作机器人系统10a的方法100a的示例性流程。在方法100a的方法步骤101a中，将基站14a架设在工作区域18a上并且这样地设计周界电缆12a，使得基站14a和周界电缆12a限界工作区域18a。尤其，基站14a在架设时与供电网30a连接。在方法100a的一个方法步骤中，尤其在方法步骤101a中，将周界电缆12a通过连接接口33a与基站14a连接。优选地，在将周界电缆12a与基站14a连接和/或在连接周界电缆12a之后激活基站14a时，电流沿电流方向76a流过周界电缆12a，其中，在工作区域18a内产生磁场28a。优选地，仅当工作机器人设备16a在工作区域18a内运动时，电流才流过周界电缆12a。尤其，如果工作机器人设备16a布置在基站14a上、尤其布置在机器人接口32a处和/或被停用，则借助基站14a使周界电缆12a断电。在方法100a的另一方法步骤102a中，在工作机器人设备16a投入运行时借助工作机器人系统10a的界面单元22a对构造为基站14a相对于与基站14a邻接的工作区域18a的方向特征参量的信息在工作区域18a相对于工作机器人系统10a的基站14a的布置方面进行初始询问。优选地，通过界面单元22a自动地在激活工作机器人系统10a、尤其是基站14a和/或工作机器人设备16a时进行初始询问。在方法100a的另一方法步骤104a中，借助工作机器人系统10a的控制和/或调节单元26a根据借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息求取工作区域18a相对于基站14a的布置。在方法100a的另一方法步骤106a中，借助控制和/或调节单元26a根据求出的工作区域18a相对于基站14a的布置求取在工作区域18a内通过基站14a和/或周界电缆12a产生的磁场28a的磁场线方向46a，其中，工作机器人设备16a尤其在面向工作区域18a的方向上、尤其沿驶出方向48a从基站14a驶出，并且在与基站14a间隔开的状态下借助传感器元件62a感测磁场28a的磁场线方向46a。在方法100a的另一方法步骤108a中，借助工作机器人设备16a驶过周界电缆12a的附近区域68a(参见图2)，其中，通过测量由基站14a和/或周界电缆12a生成的磁场28a和/或测量工作机器人设备16a经过的路段借助控制和/或调节单元26a检验借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息。优选地，驶过周界电缆12a，尤其从基站驶出，在周界电缆12a的附近区域68a内沿着周界电缆12a，直至工作机器人设备16a(尤其在基站14a的背离机器人接口32a的一侧)又到达基站14a。尤其，在驶过周界电缆12a之后，借助另外的传感器元件66a感测工作机器人设备16a接近基站14a。优选地，在驶过周界电缆12a之后，工作机器人设备16a绕过基站14a行驶并且占据与机器人接口32a连接的状态。在方法100a的另一方法步骤110a中，如果对借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息的检验被评价为否定的，则借助界面单元22a向用户和/或外部单元24a发出输入和/或动作请求，尤其用于继续配置工作机器人系统10a。在方法100a的另一方法步骤112a中，尤其，如果对借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息的检验被评价为肯定的，则借助控制和/或调节单元26a将工作区域18a的至少一个布置参数、尤其是感测到和/或经检验的工作区域18a相对于基站14a的布置和/或求出的通过基站14a在工作区域18a中产生的磁场28a的磁场线方向46a至少基本上无错误地、可再次调用地保存在工作机器人系统10a的存储单元50a中。优选地，在将工作机器人设备16a与机器人接口32a连接时并且如果对借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息的检验被评价为肯定的，则完成对工作机器人系统10a的配置，其中，尤其工作机器人系统10a可供用于常规的割草运行。优选地，如果对借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息的检验被评价为肯定的，则借助界面单元22a发出至少一个光学信号、声学信号和/或触觉信号，该信号以信号表示成功地完成对工作机器人系统10a的配置。尤其在工作机器人系统10a的常规运行期间可以考虑，通过借助界面单元22a和/或通信单元40a的用户输入重新开始方法100a，用于进行配置。优选地，在工作机器人系统10a的常规运行期间，定期感测在工作区域18a内的磁场28a的磁场线方向46a并且与保存在存储单元50a中的电子数据进行比较。如果磁场28a的磁场线方向46a在常规运行期间改变，则优选借助控制和/或调节单元26a和/或界面单元22a向用户发出至少一个警告和/或为了维护工作机器人系统10a而使工作机器人设备16a停用和/或停止。

替代地，可以考虑，在方法100a的一个方法步骤中，预给定用于通过周界电缆12a的电流的电流方向76a和/或在工作区域18a内的磁场28a的磁场线方向46a的值，例如以便与工作机器人系统和/或外部工作系统的其它设备同步。优选地，在对感测到的信息的检验被评价为肯定的之后，优选借助控制和/或调节单元26a将磁场28a的磁场线方向46a和/或与此相关的电流方向76a的求出和/或经检验的值与预给定的值进行比较。尤其，如果求出和/或经检验的值与预给定值有偏差，则优选在方法100a的另一方法步骤中(该方法尤其在图3中未示出)借助控制和/或调节单元26a、尤其在对感测到的信息的检验被评价为肯定的之后对通过周界电缆12a的电流的电流方向76a进行匹配，使得该电流方向相应于预给定值和/或使得在工作区域18a内的磁场28a的磁场线方向46a相应于预给定值。

替代地，可以考虑，尤其，如果借助界面单元22a感测到的信息构成工作机器人设备16a在工作区域18a内的位置特征参量，则在方法100a的一个方法步骤中、优选在方法步骤104a中，借助工作机器人系统10a的控制和/或调节单元26a根据借助通过界面单元22a初始询问所感测到的信息求取工作区域18a相对于基站14a的布置，其中，尤其求取从基站14a朝向布置在工作区域18a中的工作机器人设备16a定向的方向。附加地和/或替代地，可以考虑，如果借助界面单元22a感测到的信息构成工作机器人设备16a在工作区域18a内的位置特征参数，则在方法100a的一个方法步骤中、尤其在方法步骤106a中，借助控制和/或调节单元26a根据求出的工作区域18a相对于基站14a的布置求取通过基站14a和/或周界电缆12a在工作区域18a内产生的磁场28a的磁场线方向46a，该磁场线方向尤其相应于借助工作机器人系统10a的布置在工作机器人设备16a上的传感器单元44a的传感器元件62a感测到的、在工作机器人设备16a的位置处的磁场28a的磁场线方向46a。特别优选地，可以借助方法100a与周界电缆12a与基站14a的连接类型和/或连接方向无关地配置工作机器人系统10a。

在图4中示出本发明的另一实施例。下面的说明和附图基本上限于实施例之间的区别，其中，关于相同标记的构件、尤其关于具有相同附图标记的构件原则上也可以参照附图和/或另一实施例、尤其是图1至3的说明。为了区分这些实施例，字母a置于在图1至3中的实施例的附图标记之后。在图4的实施例中，字母a被字母b代替。

在图4中示出在装配状态下的构造为割草机器人系统的工作机器人系统10b的一个替代构型。工作机器人系统10b包括构造为割草机器人的用于处理工作区域18b的移动式工作机器人设备16b、用于给工作机器人设备16b充电的基站14b、与基站14b一起限界工作区域18b的周界电缆12b。周界电缆12b设置为用于尤其与周界电缆12b和/或工作区域18b相对于基站14b的布置无关地与基站14b至少电连接。工作机器人系统10b包括控制和/或调节单元26b。在图4中所示的工作机器人系统10b具有至少基本上类似于在图1至图3的说明中所描述的工作机器人系统10a的构型，使得关于在图4中所示的工作机器人系统10b的构型可以至少基本上参考对图1至图3的说明。与在图1至3的说明中所描述的工作机器人系统10a不同，在图4中所示的工作机器人系统10b优选具有界面单元22b，该界面单元构造为工作机器人设备16b的一部分并且尤其设置为用于用户交互。界面单元22b包括显示器52b和操纵元件56b。显示器52b和操纵元件56b布置在工作机器人设备16b的壳体的外壁上，该外壁尤其布置在工作机器人设备16b的上侧。然而，也可以考虑工作机器人设备16b的其它构型，尤其是界面单元22b的其它构型。控制和/或调节单元26b配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在工作机器人设备16b投入运行时根据至少一个借助通过界面单元22b初始询问所感测到的信息求取工作区域18b相对于基站14b的布置。借助通过界面单元22b初始询问所感测到的信息构成工作机器人设备16b在工作区域18b内的位置特征参量。尤其，界面单元22b、尤其是初始询问设置为用于确认工作机器人设备16b在工作区域18b内的布置，其中，当工作机器人设备16b布置在工作区域18b中时，构造为位置特征参量的信息优选构造为对操纵元件56b的操纵。优选地，控制和/或调节单元26b配置为用于尤其在初始询问时借助界面单元22b、尤其是显示器52b请求用户将工作机器人设备16b布置在工作区域18b内和/或确认工作机器人设备16b布置在工作区域18b中。控制和/或调节单元26b包括用于部分自主控制工作机器人设备16b的监控单元34b，其中，监控单元34b布置在工作机器人设备16b上、尤其在工作机器人设备16b的壳体内。然而，也可以考虑控制和/或调节单元26b的其它构型。工作机器人系统10b包括传感器单元44b，该传感器单元包括接近传感器元件70b，其中，接近传感器元件70b布置在基站14b上并且设置为用于在基站14b的附近区域中感测工作机器人设备10b。可以考虑，控制和/或调节单元26b配置为，如果借助接近传感器元件70b感测到工作机器人设备10b不存在，则通过界面单元22b开始初始询问。

Claims (10)

1.一种工作机器人系统、尤其是割草机器人系统，具有：

-至少一个移动式工作机器人设备(16a；16b)、尤其是割草机器人，用于处理工作区域(18a；18b)，和

-至少一个基站(14a；14b)，用于给所述工作机器人设备(16a；16b)充电，

其中，所述工作机器人设备(16a；16b)和/或所述基站(14a；14b)包括至少一个界面单元(22a；22b)，其中，尤其所述基站(14a；14b)和所述工作机器人系统(10a；10b)的周界电缆(12a；12b)设置为用于限界所述工作区域(18a；18b)，并且其中，尤其所述周界电缆(12a；12b)设置为用于尤其与所述周界电缆(12a；12b)和/或所述工作区域(18a；18b)相对于所述基站(14a；14b)的布置无关地与所述基站(14a；14b)至少电连接，

其特征在于，设有至少一个控制和/或调节单元(26a；26b)，所述控制和/或调节单元配置为用于在至少一个运行状态下、尤其在所述工作机器人设备(16a；16b)投入运行时根据至少一个借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息求取所述工作区域(18a；18b)相对于所述基站(14a；14b)的布置。

2.根据权利要求1所述的工作机器人系统，其特征在于，借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息构成所述基站(14a；14b)相对于与所述基站(14a；14b)邻接的工作区域(18a；18b)的方向特征参量。

3.根据权利要求1所述的工作机器人系统，其特征在于，借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息构成所述工作机器人设备(16a；16b)在所述工作区域(18a；18b)内的位置特征参量。

4.一种用于配置尤其部分自主的、根据前述权利要求中任一项所述的工作机器人系统(10a；10b)的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤(102a；102b)中，尤其在工作机器人设备(16a；16b)投入运行时，借助所述工作机器人系统(10a；10b)的至少一个界面单元(22a；22b)对至少一个关于所述工作区域(18a；18b)相对于所述工作机器人系统(10a；10b)的基站(14a；14b)的布置的信息进行初始询问，其中，在至少一个另外的方法步骤(104a；104b)中，借助所述工作机器人系统(10a；10b)的至少一个控制和/或调节单元(26a；26b)根据借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息求取所述工作区域(18a；18b)相对于基站(14a；14b)的布置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤(106a；106b)中，借助所述控制和/或调节单元(26a；26b)根据求出的所述工作区域(18a；18b)相对于所述基站(14a；14b)的布置来求取通过所述基站(14a；14b)在所述工作区域(18a；18b)内产生的磁场(28a；28b)的磁场线方向(46a；46b)。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤(108a；108b)中，借助所述工作机器人设备(16a；16b)驶过所述工作机器人系统(10a；10b)的周界电缆(12a；12b)的附近区域，其中，通过测量由所述基站(14a；14b)生成的磁场(28a；28b)和/或测量所述工作机器人设备(16a；16b)经过的路段，借助所述控制和/或调节单元(26a；26b)检验借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤(110a；110b)中，如果对借助通过所述界面单元(22a；22b)初始询问所感测到的信息的检验被评价为否定的，则借助所述界面单元(22a；22b)向用户和/或外部单元(24a；24b)发出输入和/或动作请求，尤其用于继续配置所述工作机器人系统(10a；10b)。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个方法步骤(112a；112b)中，借助所述控制和/或调节单元(26a；26b)将所述工作区域(18a；18b)的至少一个布置参数、尤其是感测到的和/或经检验的、所述工作区域(18a；18b)相对于基站(14a；14b)的布置和/或将求出的通过所述基站(14a；14b)在所述工作区域(18a；18b)中产生的磁场(28a；28b)的磁场线方向(46a；46b)至少基本上无错误地、可再次调用地保存在所述工作机器人系统(10a；10b)的至少一个存储单元(50a；50b)中。

9.一种根据权利要求1至3中任一项所述的工作机器人系统(10a；10b)的工作机器人设备、尤其是割草机器人。

10.一种根据权利要求1至3中任一项所述的工作机器人系统(10a；10b)的基站。

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