DE102017125339A1 - System aus einem sich selbsttätig forbewegenden Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung - Google Patents

System aus einem sich selbsttätig forbewegenden Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung Download PDF

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Christian Holz
Gerhard Isenberg
Hendrik Koetz
Andrej Mosebach
Roman Ortmann
Robin Dulinski
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator (2) aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät (1) zum Betrieb in einem Innenbereich und mindestens einer Ladeeinrichtung (3) zum Aufladen des Akkumulators (2) des Bodenbearbeitungsgerätes (1). Um ein Aufladen des Akkumulators (2) zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtung (3) und das Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät (1) korrespondierend so ausgebildet sind, dass der Akkumulator (2) kontaktlos während eines Bodenbearbeitungsbetriebs durch die Ladeeinrichtung aufladbar ist.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein System aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät zum Betrieb in einem Innenbereich und mindestens einer Ladeeinrichtung zum Aufladen des Akkumulators des Bodenbearbeitungsgerätes.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Systems aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung zum Aufladen des Akkumulators des Bodenbearbeitungsgerätes.
  • Stand der Technik
  • Systeme aus einem Bodenbearbeitungsgerät und einer Ladeeinrichtung sind im Stand der Technik bekannt. Die Ladeeinrichtung kann beispielsweise in eine Basisstation integriert sein, welche eine oder mehrere Servicetätigkeiten an dem Bodenbearbeitungsgerät ausführen kann, neben der Aufladung des Akkumulators beispielsweise die Abreinigung eines Staubsammelraums oder ähnlichem. Des Weiteren kann die Ladeeinrichtung auch ein bloßes Netzteil sein, welches den Akkumulator lädt.
  • Üblicherweise dockt das Bodenbearbeitungsgerät für einen Ladevorgang des Akkumulators an der Ladeeinrichtung an, wobei elektrische Kontakte des Akkumulators und der Ladeeinrichtung miteinander verbunden werden. Sobald die Ladeeinrichtung die Verbindung zu einem Bodenbearbeitungsgerät feststellt, wird der Ladevorgang des Akkumulators gestartet. Während des Ladevorgangs befindet sich das Bodenbearbeitungsgerät stationär an der Ladeeinrichtung, so dass in dieser Zeit keine Bodenbearbeitungstätigkeit ausgeführt werden kann. Erst wenn der Akkumulator vollständig geladen ist oder das Bodenbearbeitungsgerät vorzeitig von der Ladeeinrichtung getrennt wird, kann der Betrieb des Bodenbearbeitungsgerätes wieder aufgenommen werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein System aus einem Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät und einer Ladeeinrichtung zu schaffen, bei welchem das Aufladen des Akkumulators vereinfacht ist und das Bodenbearbeitungsgerät insbesondere nicht während des Ladevorgangs pausieren muss.
  • Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird zunächst ein System aus einem Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung vorgeschlagen, bei welchem die Ladeeinrichtung und das Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät so ausgebildet sind, dass der Akkumulator kontaktlos während eines Bodenbearbeitungsbetriebes durch die Ladeeinrichtung aufladbar ist.
  • Erfindungsgemäß kann das sich vorzugsweise selbsttätig fortbewegende Bodenbearbeitungsgerät, welches beispielsweise als Reinigungsgerät ausgebildet ist, ohne mechanischen Kontakt, insbesondere kabellos, während eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Bodens, wobei gleichzeitig auch eine überarbeitende Einwirkung auf den Boden stattfinden kann oder das Bodenbearbeitungsgerät ohne gleichzeitige bearbeitende Einwirkung auf dem Boden verfährt, geladen werden. Die Ladung kann also kurzgefasst während eines üblichen Betriebs des Bodenbearbeitungsgerätes vorgenommen werden. Das Bodenbearbeitungsgerät kann somit insbesondere auch während des Ladevorgangs eine Bodenbearbeitungsaufgabe erfüllen, so dass sich keine Totzeiten ergeben, in welchen das Bodenbearbeitungsgerät an einer Ladeeinrichtung pausieren muss. In dem Fall, dass es sich bei dem Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät beispielsweise um ein Reinigungsgerät handelt, kann der Akkumulator während einer Reinigung des Innenraums geladen werden. Das Bodenbearbeitungsgerät bleibt somit auch während des Ladevorgangs mobil.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Bodenbearbeitungsgerät ein eine elektrische Verbindung zu dem Akkumulator aufweisendes Photovoltaikelement aufweist und die Ladeeinrichtung eine schaltbare Lichtquelle aufweist, deren Emissionsspektrum zumindest teilweise mit einem Empfängerspektrum des Photovoltaikelements überlappt. Gemäß dieser Ausgestaltung sind das Bodenbearbeitungsgerät und die Ladeeinrichtung für eine drahtlose Energieübertragung in Form einer optischen Energieübertragung ausgebildet. Dabei wird die von der Ladeeinrichtung bereitgestellte Energie kontaktlos an das Photovoltaikelement des Bodenbearbeitungsgerätes übertragen. Die optische Energieübertragung kann auch für eine Fernfeldübertragung ausgebildet sein, so dass die Energie über in einem Raum oder einer Wohnung übliche Entfernungen übertragen werden kann. Das von der Lichtquelle emittierte Licht trifft auf das Photovoltaikelement des Bodenbearbeitungsgerätes, welches die optische Energie in elektrische Energie wandelt und damit den Akkumulator lädt. Die Energieübertragung ist auch möglich, wenn sich das Bodenbearbeitungsgerät innerhalb des Innenraums bewegt, d. h. sich relativ zu der Ladeeinrichtung bewegt. Wesentlich ist, dass sich das Photovoltaikelement des Bodenbearbeitungsgerätes innerhalb des räumlichen Emissionsbereiches (d. h. Abstrahlbereiches) der Lichtquelle der Ladeeinrichtung befindet, so dass die Energie von der Ladeeinrichtung auf den Akkumulator übertragen werden kann. Besonders vorteilhaft kann das System dabei auch eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen aufweisen, deren Emissionsbereiche die Umgebung des Bodenbearbeitungsgerätes gemeinsam abdecken und somit eine Energieversorgung des Bodenbearbeitungsgerätes in einem großen Bereich eines Raumes oder einer Wohnung bereitstellen.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle der Ladeeinrichtung eine Laserquelle ist. Insbesondere kann es sich bei der Laserquelle um einen Diodenlaser handeln. Heutige Laser, insbesondere Diodenlaser, sind bezogen auf ihre Größe ohne Weiteres in Ladeeinrichtungen integrierbar. Selbstverständlich sind alternativ zu einem Diodenlaser auch andere Laserquellen denkbar. Die Laserquelle kann entweder gepulst oder kontinuierlich betrieben werden. Des Weiteren sind auch andere Lichtquellen für die Ladeeinrichtung nicht ausgeschlossen, sofern diese eine geeignete Energiedichte aufweisen und ein Emissionsspektrum, welches zu dem Empfängerspektrum des Photovoltaikelements passt. Das Photovoltaikelement kann eine übliche Solarzelle sein, die auch für Sonnenenergie geeignet ist. In diesem Fall sollte die Lichtquelle der Ladeeinrichtung ein Emissionsspektrum aufweisen, welches dem Emissionsspektrum der Sonne nahekommt oder dieses zumindest teilweise überlappt.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle ein Emissionsspektrum im sichtbaren (VIS) und/oder infraroten (IR) Spektralbereich aufweist. Insbesondere emittiert die Lichtquelle vorzugsweise eine oder mehrere Emissionswellenlängen im Bereich zwischen 400 nm und 1000 nm. Dieser Bereich entspricht in etwa dem sichtbaren Teil des Sonnenlichts, welcher die größte Intensität aufweist. Es werden des Weiteren auch Teilbereiche zwischen 400 nm und 1000 nm vorgeschlagen, beispielsweise von 800 nm bis 900 nm, von 400 nm bis 800 nm oder beliebige andere. Das Emissionsspektrum kann grundsätzlich auch nur eine einzige Wellenlänge aufweisen oder mehrere voneinander getrennte Emissionswellenlängen, insbesondere Vielfache einer Basiswellenlänge.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ladeeinrichtung für eine induktive Energieübertragung ausgebildet ist. Insbesondere kann die Ladeeinrichtung eine Spule und/oder eine Induktionsschleife aufweisen. Die induktive Energieübertragung kann alternativ oder zusätzlich zu einer optischen Energieübertragung zwischen der Ladeeinrichtung und dem Akkumulator des Innenraum-Bodenbearbeitungsgerätes erfolgen. Die Ladeeinrichtung weist zum Zwecke der induktiven Energieübertragung ein Energieübertragungselement auf, während das Bodenbearbeitungsgerät ein korrespondierendes Energieempfangselement aufweist. Das Energieübertragungselement und das Energieempfangselement sind für eine drahtlose Energieübertragung miteinander koppelbar. Die induktive Energieübertragung ermöglicht eine hohe Energiedichte bei maximalem Wirkungsgrad, so dass eine Ladung des Akkumulators besonders schnell möglich ist. Zudem kann sich der Akkumulator bzw. das Bodenbearbeitungsgerät auch während des Ladevorgangs innerhalb der Umgebung fortbewegen. Der maximal mögliche Abstand zwischen dem Energieübertragungselement und dem Energieempfangselement kann bis zu einigen 10 cm Abstand betragen. Bei größeren Abständen sinkt der Wirkungsgrad der induktiven Kopplung. Gemäß einer Ausführungsform kann das Energieübertragungselement eine in der Ladeeinrichtung bzw. der Basisstation eingebaute Spule sein, welche ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld reicht aus dem Gehäuse der Ladeeinrichtung bzw. der Basisstation heraus und kann von dem Bodenbearbeitungsgerät bzw. dessen Energieempfangselement durchfahren werden. Sofern innerhalb eines Verfahrweges des Bodenbearbeitungsgerätes eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen hintereinander angeordnet ist, kann das Bodenbearbeitungsgerät von dem Magnetfeld einer ersten Ladeeinrichtung in das Magnetfeld einer zweiten Ladeeinrichtung übertreten, wobei die Aufladung des Akkumulators nahezu ohne Unterbrechung fortgeführt werden kann. Besonders bevorzugt sind als Energieübertragungselemente auch eine oder mehrere Induktionsschleifen in einen Boden eingebracht, welchen das Innenraumraum-Bodenbearbeitungsgerät befährt. Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist die Ladeeinrichtung somit nicht eine auf der Fläche stehende Ladeeinrichtung, sondern beispielsweise nach der Art einer Induktionsschleife in einen Fußboden integriert. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladeeinrichtung auch in eine Raumbegrenzung, wie beispielsweise eine Fußleiste oder eine Wand, integriert sein. Die Ladeeinrichtung kann des Weiteren ein in einen Teppichboden eingewebter elektromagnetischer Energieerzeuger sein. Die Ladeeinrichtung kann eine oder mehrere Induktionsschleifen und/oder eine oder mehrere Spulen aufweisen. Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Ladeeinrichtung eine integrierte Lichtquelle aufweist, die - vorzugsweise nicht durch einen Nutzer einsehbar - in eine Fläche bzw. eine Raumbegrenzung integriert ist. Die Ladeeinrichtung bzw. die Mehrzahl von Ladeeinrichtungen können eine Umgebung somit möglichst vollständig abdecken, wobei sich das Bodenbearbeitungsgerät innerhalb der Umgebung von einem Ladebereich in den nächsten fortbewegen kann und dabei fortwährend aufgeladen wird. In diesem Zusammenhang kann besonders vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Ladeeinrichtungen darüber informiert werden, beispielsweise durch eine Detektionseinrichtung oder auch das Bodenbearbeitungsgerät selbst, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät in der Nähe befindet oder in Kürze in den entsprechenden Ladebereich eintritt, so dass die Ladeeinrichtungen segmentweise nach Bedarf eingeschaltet werden können, wenn sich das Bodenbearbeitungsgerät annähert bzw. bereits in dem entsprechenden Ladebereich befindet.
  • Dem System mit einem Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung kann eine Detektionseinrichtung zur Detektion einer Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes in der Nähe einer oder mehrerer Ladeeinrichtungen zugeordnet sein. Die Detektionseinrichtung ist vorzugsweise eine zentrale Detektionseinrichtung, die alle Bereiche eines Raumes oder einer Wohnung abdeckt. Alternativ können mehrere Detektionseinrichtungen für mehrere Teilbereiche der Umgebung vorgesehen sein. Die Detektionseinrichtung kann vorzugsweise eine optische Detektionseinrichtung, beispielsweise eine Kamera, sein, welche ein Bild der Umgebung aufnimmt. Eine der Detektionseinrichtung zugeordnete Auswerteeinrichtung kann ermitteln, ob das von der Detektionseinrichtung aufgenommene Bild der Umgebung die Anwesenheit eines Bodenbearbeitungsgerätes zeigt. Besonders bevorzugt ist die Detektionseinrichtung beispielsweise in dem Bereich einer Raumdecke angeordnet, so dass die Detektionseinrichtung von oben auf die Ladeeinrichtungen bzw. das Bodenbearbeitungsgerät blicken kann. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Ladeeinrichtungen eine eigene Detektionseinrichtung aufweisen, welche die Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes vor dieser Ladeeinrichtung erkennt. In diesem Fall kann die Detektionseinrichtung beispielsweise ein optischer Sensor, ein Ultraschallsensor, ein Kontaktsensor oder ähnliches sein.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Ladeeinrichtung eine Steuereinrichtung zum automatischen An- und/oder Ausschalten der Ladeeinrichtung zugeordnet ist. Die Steuereinrichtung kann entweder Teil der Ladeeinrichtung bzw. einer eine Ladeeinrichtung aufweisenden Basisstation sein oder auch eine externe Steuereinrichtung des Systems, welche eine Datenverbindung zu der Ladeeinrichtung aufweist und diese schalten kann. Der Steuereinrichtung kann vorteilhaft eine Detektionseinrichtung zugeordnet sein, welche eine Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes in der Nähe der Ladeeinrichtung detektiert und ein entsprechendes Detektionssignal an die Steuereinrichtung übermittelt, welche daraufhin beispielsweise das Anschalten der Lichtquelle oder einer Spule veranlasst. Das Anschalten der Ladeeinrichtung kann des Weiteren auch davon abhängig gemacht werden, ob das Bodenbearbeitungsgerät aktuell eine Nachladung des Akkumulators benötigt oder nicht. Hierfür kann entsprechend eine Datenkommunikation zwischen der Steuereinrichtung und dem Bodenbearbeitungsgerät vorgesehen sein, über welche das Bodenbearbeitungsgerät seinen Energiebedarf an die Steuereinrichtung melden kann. Die Steuereinrichtung kann in diesem Sinne auch eine Mehrzahl von Ladeeinrichtungen dahingehend überwachen, welche der Ladeeinrichtungen sich in der Nähe eines aktuellen Ortes des Bodenbearbeitungsgerätes befinden und zur Ladung des Akkumulators verwendet werden können. Hierzu kann die Steuereinrichtung auch auf eine Umgebungskarte des Bodenbearbeitungsgerätes zugreifen, in welcher die Positionen der Ladeeinrichtungen eingezeichnet sind. Während sich das Bodenbearbeitungsgerät innerhalb einer Umgebung bewegt, können die Ladeeinrichtungen von der Steuereinrichtung darüber informiert werden oder mittels einer eigenen Detektionseinrichtung erkennen, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät in ihrer Nähe befindet. Die Ladeeinrichtungen der Umgebung können dann segmentweise eingeschaltet werden bzw. ausgeschaltet werden, so dass nur solche Ladeeinrichtungen angeschaltet sind, die aktuell auch zur Ladung des Akkumulators geeignet sind, da sie sich in der Nähe des Bodenbearbeitungsgerätes befinden.
  • In diesem Zusammenhang wird des Weiteren vorgeschlagen, dass das System eine Steuereinrichtung aufweist, welche eingerichtet ist, einen von der Detektionseinrichtung detektierten Abstand zwischen einer Ladeeinrichtung und dem Bodenbearbeitungsgerät mit einem definierten Referenzabstand zu vergleichen und die Ladeeinrichtung bei Unterschreiten des Referenzabstandes einzuschalten. Ab einer gewissen Distanz des Bodenbearbeitungsgerätes zu der jeweiligen Ladeeinrichtung wird diese (automatisch) eingeschaltet und versorgt den Akkumulator des Bodenbearbeitungsgerätes mit der notwendigen Energie. Sofern sich das Bodenbearbeitungsgerät wieder aus dem räumlichen Ladebereich der Ladeeinrichtung herausbewegt, d. h. einen Abstand aufweist, der größer ist als der Referenzabstand, wird die Ladeeinrichtung wieder ausgeschaltet. Im Verlauf einer Fortbewegungsroute kann das Bodenbearbeitungsgerät somit Ladebereiche verschiedener Ladeeinrichtungen betreten und wieder verlassen, wobei die entsprechenden Ladeeinrichtungen dann eingeschaltet bzw. wieder ausgeschaltet werden. Das Einschalten kann wie zuvor erwähnt vorzugsweise davon abhängig gemacht werden, dass das Bodenbearbeitungsgerät zuvor einen Energiebedarf an die Steuereinrichtung bzw. Ladeeinrichtung gemeldet hat.
  • Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das System eine Steuereinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, mehrere entlang einer vorbestimmten Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes positionierte Ladeeinrichtungen automatisch in Abhängigkeit von einer sich determiniert verändernden Position des Bodenbearbeitungsgerätes zeitlich aufeinanderfolgend an- und/oder auszuschalten. Gemäß dieser Ausgestaltung greift die Steuereinrichtung vorzugsweise auf eine Umgebungskarte zu, in welcher die Positionen der Ladeeinrichtungen gespeichert sind. Die Umgebungskarte ist ebenfalls Grundlage für die Planung der Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes. Ein Fortbewegungsstatus des Bodenbearbeitungsgerätes entlang der geplanten Route beeinflusst somit, insbesondere zeitlich und/oder örtlich, den Betriebsstatus der Ladeeinrichtungen. Dadurch kann es möglich sein, dass entlang der gesamten Route ein Aufladen des Akkumulators erfolgt.
  • Neben dem zuvor beschriebenen System aus einem Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung wird mit der Erfindung des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines Systems aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät und mindestens einer Ladeeinrichtung zum Aufladen des Akkumulators des Bodenbearbeitungsgerätes vorgeschlagen, wobei die Ladeeinrichtung den Akkumulator kontaktlos während eines Bodenbearbeitungsbetriebes lädt. Der Akkumulator kann während einer Fortbewegung von einer oder mehreren Ladeeinrichtungen durch drahtlose Energieübertragung, insbesondere durch induktive und/oder optische Energieübertragung, geladen werden. Das Verfahren dient insbesondere dem Betrieb eines zuvor beschriebenen Systems. Die zuvor genannten Merkmale und Vorteile ergeben sich somit entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere entlang einer vorbestimmten Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes positionierte Ladeeinrichtungen automatisch in Abhängigkeit von einer sich determiniert verändernden Position des Bodenbearbeitungsgerätes zeitlich aufeinanderfolgend an- und/oder ausgeschaltet werden. Beispielsweise können die Ladeeinrichtungen derart mit dem Bodenbearbeitungsgerät vernetzt sein, dass eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ladeeinrichtungen auf eine Umgebungskarte des Bodenbearbeitungsgerätes zugreift und in Abhängigkeit von einer geplanten Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes und/oder einer aktuellen Position des Bodenbearbeitungsgerätes gemäß der Umgebungskarte entsprechend örtlich korrespondierende Ladeeinrichtungen schaltet. Insbesondere ist es möglich, dass ein externer Server, insbesondere ein Webserver, die Steuereinrichtung für die Ladeeinrichtungen aufweist. Des Weiteren kann die Steuereinrichtung dabei auch in Kommunikationsverbindung mit einer Detektionseinrichtung stehen, die eine aktuelle Situation der Umgebung erfasst, d. h. unter anderem die aktuellen Positionen der Ladeeinrichtungen und des Bodenbearbeitungsgerätes detektiert
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein erfindungsgemäßes System mit einem Bodenbearbeitungsgerät und einer eine Ladeeinrichtung aufweisenden Basisstation,
    • 2 ein System aus einem Bodenbearbeitungsgerät und einer Vielzahl von unterschiedlichen Ladeeinrichtungen.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • 1 zeigt ein Bodenbearbeitungsgerät 1, welches hier als sich selbsttätig fortbewegender Reinigungsroboter zur Reinigung eines Innenbereiches ausgebildet ist. Das Bodenbearbeitungsgerät 1 verfügt über einen Akkumulator 2 zur Energieversorgung der elektrischen Komponenten des Bodenbearbeitungsgerätes 1. Das Bodenbearbeitungsgerät 1 verfügt über mehrere elektrisch angetriebene Bodenbearbeitungselemente 10, nämlich hier eine um eine im Wesentlichen horizontale Achse rotierende Reinigungswalze sowie eine um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotierende Seitenbürste. Die Bodenbearbeitungselemente 10 dienen zur Aufnahme von Schmutz von der zu reinigenden Fläche. Im Bereich der Bodenbearbeitungselemente 10 ist üblicherweise ein nicht näher dargestellter Saugmund ausgebildet, welcher eine Strömungsverbindung mit einer Motor-Gebläse-Einheit des Bodenbearbeitungsgerätes 1 aufweist, die Staub und Schmutz von dem Saugmund in einen Sauggutsammelbehälter fördern kann. Des Weiteren verfügt das Bodenbearbeitungsgerät 1 über elektromotorisch angetriebene Räder 11.
  • Dem Bodenbearbeitungsgerät 1 ist eine Basisstation 12 mit einer Ladeeinrichtung 3 zum Aufladen des Akkumulators 2 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 zugeordnet. Die Ladeeinrichtung 3 ist hier lediglich beispielsweise in die Basisstation 12 integriert, welche grundsätzlich auch weitere Serviceaufgaben an dem Bodenbearbeitungsgerät 1 ausführen kann, beispielsweise das Entleeren eines Staubsammelbehälters des Bodenbearbeitungsgerätes 1. Die Ladeeinrichtung 3 verfügt über eine Lichtquelle 5, welche hier beispielsweise ein Diodenlaser ist, welcher Licht mit einem Emissionsspektrum von beispielsweise 635 nm bis 675 nm emittiert. Die Lichtquelle 5 emittiert somit Wellenlängen in einem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich. Die Basisstation 12 weist des Weiteren eine Detektionseinrichtung 9 auf, welche hier als Kamera ausgebildet ist. Die Detektionseinrichtung 9 detektiert eine Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes 1 im Bereich der Basisstation 12 und übermittelt das Detektionsergebnis an eine Steuereinrichtung 8 der Basisstation 12, welche eingerichtet ist, die Lichtquelle 5 in Abhängigkeit von der Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes 1 vor der Basisstation 12 einzuschalten.
  • Das Bodenbearbeitungsgerät 1 weist korrespondierend zu der Lichtquelle 5 der Basisstation 12 mehrere Photovoltaikelemente 4 auf, die hier an einer Außenseite des Bodenbearbeitungsgerätes 1 positioniert sind, vorzugsweise in alle Raumrichtungen gerichtet sind, so dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 Lichtstrahlung aus allen Richtungen empfangen kann. Das Empfängerspektrum der Photovoltaikelemente 4 korrespondiert vorzugsweise mit dem Emissionsspektrum der Lichtquelle 5 der Ladeeinrichtung 3, so dass die von der Lichtquelle 5 emittierte Energie von den Photovoltaikelementen 4 aufgenommen werden kann und zur Aufladung des Akkumulators 2 führt. Die optische Energieübertragung kann während einer Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 erfolgen, ein stationärer Aufenthalt vor der Ladeeinrichtung 3 ist nicht notwendig.
  • Grundsätzlich kann das dargestellte System neben dem gezeigten Bodenbearbeitungsgerät 1 noch weitere Bodenbearbeitungsgeräte 1 aufweisen, welche mit der dargestellten oder auch weiteren Ladeeinrichtungen 3 zur drahtlosen Energieübertragung koppelbar sind.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem System aus einer Mehrzahl von Ladeeinrichtungen 3 und einem Bodenbearbeitungsgerät 1. Selbstverständlich ist es möglich, dass das System auch mehrere Bodenbearbeitungsgeräte 1 aufweist. Das System beinhaltet innerhalb einer Umgebung des Bodenbearbeitungsgerätes 1, hier einer Wohnung mit mehreren Räumen, verteilte Basisstationen 12, welche Ladeeinrichtungen 3 mit als Spulen ausgebildeten Energieübertragungselementen 6 aufweisen. Des Weiteren sind als Induktionsschleifen ausgebildete Energieübertragungselemente 6 in eine Bodenfläche der Umgebung eingebracht, beispielsweise in einen Teppich eingewebt. Das Bodenbearbeitungsgerät 1 weist seinerseits ein Energieempfangselement 7 auf, welches ebenfalls eine Spule ist. Die Energieübertragungselemente 6 und das Energieempfangselement 7 wirken für eine induktive Energieübertragung zusammen. Selbstverständlich wäre es alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass das Energieempfangselement 7 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 und die Energieübertragungselemente 6 der Ladeeinrichtungen 3 eine Energieübertragung durch Lichtstrahlung verwirklichen, wie dies zuvor in Bezug auf das Photovoltaikelement 4 und die Lichtquelle 5 der 1 erläutert wurde.
  • Das System gemäß 2 funktioniert beispielhaft so, dass eine von mehreren Detektionseinrichtungen 9, hier beispielsweise an einer Zimmerdecke installierte Kameras, detektiert, ob sich aktuell ein Bodenbearbeitungsgerät 1 im Bereich einer oder mehrerer in dem Raum befindlichen Ladeeinrichtungen 3 befindet. Die Detektionseinrichtung 9 übermittelt ihr Detektionsergebnis an eine zentrale Steuereinrichtung 8, welche hier beispielsweise auf einem Webserver (Cloud) verwirklicht ist. Die Steuereinrichtung 8 kann daraufhin ermitteln, welche Ladeeinrichtungen 3 im Bereich der aktuellen Position des Bodenbearbeitungsgerätes 1 zur Ladung des Akkumulators 2 zur Verfügung stehen. Nach Auswahl einer der verfügbaren Ladeeinrichtungen 3 übermittelt die zentrale Steuereinrichtung 8 einen Steuerbefehl an die entsprechende Ladeeinrichtung 3, so dass deren Energieübertragungselement 6 eingeschaltet wird. Der Ladebereich, d. h. das magnetische Feld, des Energieübertragungselementes 6 ragt in eine Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes 1, so dass sich dieses durch den entsprechenden Raum der Umgebung fortbewegen kann und gleichzeitig von dem Energieübertragungselement 6 Energie zur Ladung des Akkumulators 2 aufnimmt. Es ist nicht notwendig, dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 stationär an der Ladeeinrichtung 3 angeordnet wird. Vielmehr sind die verschiedenen in 2 dargestellten Ladeeinrichtungen 3 so über die Räume der Wohnung verteilt, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät 1 vorzugsweise permanent in dem Ladebereich zumindest einer der Ladeeinrichtungen 3 befindet und somit fortwährend - nach Bedarf - geladen werden kann. Besonders vorzugsweise werden die Ladeeinrichtungen 3 dabei nur situativ und segmentweise eingeschaltet, so dass die Ladeeinrichtungen 3, die aktuell nicht für das Aufladen des Akkumulators 2 benötigt werden, ausgeschaltet bleiben. Es kann des Weiteren auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 8 auf eine Umgebungskarte des Bodenbearbeitungsgerätes 1 bzw. eine geplante Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes 1 zugreifen kann und im Vorhinein Ladeeinrichtungen 3 zeitlich nacheinander einschaltet, entsprechend einer aktuellen Fortbewegungsposition des Bodenbearbeitungsgerätes 1 während eines Reinigungsbetriebs. Die Umgebungskarte des Bodenbearbeitungsgerätes 1 kann der in 2 dargestellten Raumskizze entsprechen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann selbstverständlich auch jede Basisstation 12 oder jede Ladeeinrichtung 3 eine eigene Detektionseinrichtung 9 und/oder Steuereinrichtung 8 aufweisen, welche ermittelt, ob sich aktuell ein Bodenbearbeitungsgerät 1 in dem Ladebereich der Ladeeinrichtung 3 befindet bzw. sich diesem annähert, so dass dann die entsprechende Ladeeinrichtung 3 angeschaltet werden kann. Das Anschalten kann des Weiteren von der Bedingung abhängig gemacht werden, dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 einen Ladebedarf des Akkumulators 2 an die Steuereinrichtung 8 signalisiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bodenbearbeitungsgerät
    2
    Akkumulator
    3
    Ladeeinrichtung
    4
    Photovoltaikelement
    5
    Lichtquelle
    6
    Energieübertragungselement
    7
    Energieempfangselement
    8
    Steuereinrichtung
    9
    Detektionseinrichtung
    10
    Bodenbearbeitungselement
    11
    Rad
    12
    Basisstation

Claims (10)

  1. System aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator (2) aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät (1) zum Betrieb in einem Innenbereich und mindestens einer Ladeeinrichtung (3) zum Aufladen des Akkumulators (2) des Bodenbearbeitungsgerätes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (3) und das Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät (1) korrespondierend so ausgebildet sind, dass der Akkumulator (2) kontaktlos während eines Bodenbearbeitungsbetriebs durch die Ladeeinrichtung aufladbar ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenbearbeitungsgerät (1) ein eine elektrische Verbindung zu dem Akkumulator (2) aufweisendes Photovoltaikelement (4) aufweist und die Ladeeinrichtung (3) eine schaltbare Lichtquelle (5) aufweist, deren Emissionsspektrum zumindest teilweise mit einem Empfängerspektrum des Photovoltaikelements (4) überlappt.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (5) der Ladeeinrichtung (3) eine Laserquelle, insbesondere ein Diodenlaser, ist.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (3) für eine induktive Energieübertragung ausgebildet ist, insbesondere eine Spule und/oder Induktionsschleife aufweist.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung (9) zur Detektion einer Anwesenheit des Bodenbearbeitungsgerätes (1) in der Nähe einer oder mehrerer Ladeeinrichtungen (3).
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeeinrichtung (3) eine Steuereinrichtung (8) zum automatischen An- und/oder Ausschalten der Ladeeinrichtung (3) zugeordnet ist.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, einen von der Detektionseinrichtung (9) detektierten Abstand zwischen einer Ladeeinrichtung (3) und dem Bodenbearbeitungsgerät (1) mit einem definierten Referenzabstand zu vergleichen und die Ladeeinrichtung (3) bei Unterschreiten des Referenzabstandes einzuschalten.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Steuereinrichtung (8) aufweist, die ausgebildet ist, mehrere entlang einer vorbestimmten Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes (1) positionierte Ladeeinrichtungen (3) automatisch in Abhängigkeit von einer sich determiniert verändernden Position des Bodenbearbeitungsgerätes (1) zeitlich aufeinanderfolgend an- und/oder auszuschalten.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Systems aus einem sich selbsttätig fortbewegenden, einen Akkumulator (2) aufweisenden Innenraum-Bodenbearbeitungsgerät (1 und mindestens einer Ladeeinrichtung (3) zum Aufladen des Akkumulators (2) des Bodenbearbeitungsgerätes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (3) den Akkumulator (2) kontaktlos während eines Bodenbearbeitungsbetriebes lädt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere entlang einer vorbestimmten Fortbewegungsroute des Bodenbearbeitungsgerätes (1) positionierte Ladeeinrichtungen (3) automatisch in Abhängigkeit von einer sich determiniert verändernden Position des Bodenbearbeitungsgerätes (1) zeitlich aufeinanderfolgend an- und/oder ausgeschaltet werden.
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