TW201841452A - 由設備與基座構成之系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種由具有第一電壓源(3)的設備(1)與具有第二電壓源(4)的基座(2)所構成之系統，設備(1)可與基座(2)相連接。為了能夠間歇地增大設備(1)之功率，本發明提出：設備(1)及/或基座(2)具有電路(5)，該電路適於在設備(1)與基座(2)之連接狀態下，將第一電壓源(3)與第二電壓源(4)互連，使得，基座(2)及/或設備(1)之耗電部件(6)之總功率，大於在僅利用第一電壓源(3)或第二電壓源(4)的情況下可在設備(1)或基座(2)中調取之功率。

Description

由設備與基座構成之系統

本發明係有關於一種由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統，其設備可與基座相連接。

此外，本發明係有關於一種操作由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統的方法，其設備可與基座相連接。

由設備與基座所構成之系統以及操作此類系統之方法，已在先前技術為吾人所知。

例如，已知配設有蓄電池的清潔設備，可將清潔設備與基座連接，以便為蓄電池充電。此外，還已知例如可充電螺絲起子、鑽機及諸如此類之工具，同樣可在基座上為工具之蓄電池充電。為了給蓄電池充電，基座具有電源組件形式之電壓源，可用電纜將電源組件連接於家用插座。此外還已知，此類基座不僅適於為蓄電池充電，還適於將新軟體安裝至與基座連接的設備、清潔待吸物容器及諸如此類。

使用具有蓄電池的設備之缺點在於：蓄電池之充電狀態及設備之總功率，會隨著操作時間增加而下降。為了增大功率，必須同時改變先前技術中已知的蓄電池之結構尺寸。此點特別是在採用行動設備、例如機器人的情況下較為不利。

基於上述之先前技術，本發明之目的在於為其設備之耗電部件提供較大的功率。

為達成上述目的，本發明首先提出一種由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統，其中，設備及/或基座具有電路，該電路適於在設備與基座之連接狀態下，將第一電壓源與第二電壓源互連，使得，基座及/或設備之耗電部件之總功率，大於在僅利用第一電壓源或第二電壓源的情況下可在設備或基座中調取之功率。因此，透過本發明之設計方案，不僅設備之自有電壓源用於設備之工作，而且，基座之電壓源亦用於設備之工作。此點致使供設備之耗電部件使用的功率增大。藉此，例如設備之馬達能以更大的電壓工作，此點同時相當於更大的功率。利用設備之電壓源中的能量及基座之電壓源中的能量，以較大的功率工作，從而大幅增大供使用之功率。此點同時表明，馬達之轉速增大，從而使得風扇、鑽頭或諸如此類之轉速增大。因此，可在更短的時間內實施其設備之工作任務，而毋需在設備中採用更強大的及/或額外的電壓源。僅對本來便已存在於設備或基座中之電壓源加以應用。唯有設備之諸如馬達之類的耗電部件必須設計成使得該耗電部件可在互連持續時間內以較大的功率工作。

本發明特別提出：在設備與基座相連接的情況下，設備與基座之電壓源自動地互連。此點例如可在如下情形中發生：藉由設備電纜將設備與基座或基座之電壓源連接在一起。一旦設備或基座之控制與分析裝置發現到設備與基座之間存在此種電連接，則可自動地切換其電路，從而使得電壓源互連而將功率增大。使用者 較佳地毋需採用任何其他步驟來進行互連。確切而言，對其電路之操縱係自動地實施，使得，一旦設備與基座相連接，則諸電壓源亦自動互連，且耗電部件之功率(相對於僅藉由設備之電壓源的常規工作模式期間之電功率而言)有所增大。

基座之電壓源較佳地可指用於為蓄電池充電之電源組件。電源組件亦可被設計成為在某個時間跨度內釋放更大的功率，例如，以300W替代50W。此點還增大了供使用之功率。當然，亦可將數個電源組件及/或數個蓄電池互連。例如，基座係除了電源組件之外亦可具有蓄電池。

本發明特別提出：其設備為行動設備。行動設備特別是指自行移動式設備，例如，可執行抽吸任務及/或擦拭任務及/或拋光任務及/或割草任務之地板處理機器人。但此外，行動設備亦可指由使用者手持之設備，例如，常規的手持式吸塵器或諸如此類。行動設備具有電壓源，可將該電壓源與基座之電壓源接通，以便獲得較大的總輸出電壓，其輸出電壓使得設備之諸如馬達之類的耗電部件之功率增大。馬達可用於風扇、清潔元件、移動驅動裝置或諸如此類之工作。

此外，本發明提出：其設備為工具，特別是鑽孔設備或擰入設備。工具例如可為可充電鑽頭、可充電螺絲起子或諸如此類。通常，在基座上對此類蓄電池驅動的工具重新充電。為了在一定的時間跨度內達到較大的鑽孔及/或擰入功率，將工具與基座之電壓源互連，從而為驅動旋轉軸提供了與僅透過該工具之蓄電池的唯一功率相比有所增大的功率。為了將工具之電壓源與基座之電壓源互連，較佳係藉由設備電纜將其工具與基座連接在一起。此點較佳 地使得同時對電路進行操縱，該電路係將電壓源互連，使其總功率大於僅基於工具之電壓源或基座之電壓源而可調取之功率。

此外，本發明提出：其設備為地板處理設備，特別是自行移動式清潔設備。地板處理設備例如可指吸塵器、擦拭設備、組合式抽吸擦拭設備、研磨設備、拋光設備、割草機、地板上方清潔設備或諸如此類。地板處理設備可由使用者手持或自行在環境內運動。

作為替代方案，本發明提出：其設備為固定式設備。固定式設備不具有任何用於移動之構件，例如，藉由馬達驅動的輪子或被動地在面上滾動的輪子。確切而言，該設備通常係放置在固定地點上，且在工作模式期間停留在該處。固定式設備例如可為廚用設備，其具有用於攪拌、烹飪、切碎、稱重、加熱、蒸煮及諸如此類之裝置。固定式設備之電壓源可為蓄電池或電源組件。該設備較佳地既具有蓄電池又具有電源組件，其蓄電池及電源組件根據固定式設備之當前任務還可視情況互連，以便進一步增大輸出電壓。此外，其設備例如僅具一蓄電池或僅具一電源組件，在該設備之特別的功率要求下，將蓄電池或電源組件與基座之電源組件、例如充電站之電源組件互連，以便在特別的功率要求下，透過將蓄電池與基座之功率組合在一起，相應地增大功率。

特別是，就此系統之所有的前述實施方式而言，本發明提出：第一電壓源為蓄電池。因此，其設備係按照電池供電設備之樣式建構，通常可無線地使用該設備。唯有在蓄電池與基座之電壓源互連的情況下，方需要實施例如電纜連接，以便將電壓源互連以增大功率。隨後，就其設備而言產生電纜連接式設備之功能，但 其中，該設備本身並非連接家用插座，而是連接與家用插座相連接的基座。

此外，本發明提出：第一電壓源及/或第二電壓源具有兩個蓄電池及/或一包含數個蓄電池單元的一蓄電池，其中，其電路係適於將該等蓄電池及/或蓄電池單元可變地互連，以增大輸出電壓。在該意義上，可將數個電源組件及/或蓄電池及/或蓄電池單元互連。其設備例如可具有兩個或兩個以上的蓄電池，針對以較大功率工作之電池單元佈置方案，與針對僅以單獨一蓄電池之功率工作之電池單元佈置方案，有所變化。例如，可針對較大的功率，將電池佈置方案自8S2P佈置方案改變為16S1P佈置方案，使得輸出電壓在以較大的功率工作期間加倍。此點在耗電部件之電流消耗相同的情況下，對應於兩倍的功率。以該方式便能將設備之數個蓄電池及/或基座之數個蓄電池相互接通。此外，其設備及基座可各具有兩個蓄電池，或者，其設備及基座可各具有包含數個蓄電池單元的一蓄電池，從而分級地增大供使用之輸出電壓。其中，不僅兩個不同的電壓為可通斷的，而且，視具體蓄電池之數目及/或蓄電池之蓄電池單元之數目，數個不同的電壓亦為可通斷的。

本發明提出：第二電壓源為電源組件。電源組件較佳地可指開關電源。作為替代方案，亦可應用變壓器電源或電容器電源。電源組件較佳係整合入基座，但其設備本身亦可具有電源組件。基座之電源組件例如較佳地亦用作為充電電源，以便為設備之蓄電池充電。

本發明提出：其電路被建構為將第一電壓源與第二電壓源串聯，使其輸出電壓相加。針對較大的功率模式，將電連接自 設備之電壓源轉換至設備之耗電部件，使得，基座之電壓源與設備之電壓源串聯，從而其二側的電壓源之電壓相加。此點表明了耗電部件功率(在電流強度恆定的情況下)在以下前提下加倍：基座之電壓源可在較大功率之時間內提供相應的電流強度。因此，以較大功率工作所需之電壓，一部分由設備之電壓源提供，另一部分則由基座之電壓源提供。

根據本發明，其較大的功率能以百分之20至百分之100的幅度，大於設備之耗電部件之常規功率。因此，可依據設備及基座之電壓源之具體單一功率，將耗電部件之功率大幅增大。例如，在基座之電壓源之功率為50W且設備之電壓源之功率為250W的情況下，透過將該二電壓源以相加的方式互連，以將功率自250W增大至300W，即，增大百分之20。

本發明提出：其互連之時間期小於60秒，特別是為約30秒。特別是，可藉由計時器自動控制以較大功率工作之持續時間。因此，較大功率之提供較佳係自動結束，使得較大功率僅需在極短的時間內作用於耗電部件。因此，毋需採用任何防護措施，例如，進行冷卻。此外，承受短期功率增大的耗電部件、例如馬達之供給較高。因此，不會對耗電部件之總工作時間、即壽命產生負面影響。當然，亦可唯有在例如一感測器識別到所期望的狀態，例如，最佳的清潔、所期望的拋光效果或諸如此類的情況下，方結束以較大功率工作。此點當然需要耗電部件之相應的有效功率。同樣可由使用者手動結束。

此外，本發明提出：其設備之電壓源提供了約百分之50之以較大功率工作所需的電壓，基座之電壓源提供了約百分之 50之以較大功率工作所需的電壓。因此，以較大功率工作所需的電功率一半來自設備之電壓源，一半來自基座之電壓源。

根據本發明，在工作模式期間對蓄電池的充電狀態進行監測，使得，充電狀態保持高於所定義的最低充電狀態，特別是，高於蓄電池之最大充電狀態的百分之20。因此，在工作模式期間對蓄電池進行充電狀態監測，使得，蓄電池總是保有例如百分之20的剩餘電容量，以便例如到達基座、對設備實施清潔或諸如此類。因此，在設備之常規工作模式期間，不會將蓄電池完全放電。本發明在此提出：所定義的最低充電狀態較佳為蓄電池之最大充電狀態的百分之20。但，最低充電狀態可視具體蓄電池類型而有所變化。

除了前述由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統之外，本發明同樣提出一種操作此種系統之方法，其中，在其設備與基座相連接的情況下，將第一電壓源與第二電壓源互連，從而使得基座及/或設備之耗電部件之總功率，增大至大於在僅利用第一電壓源或第二電壓源的情況下可在該設備或該基座中調取之功率的水平。本發明特別提出一種操作前述系統之方法。以類似於該系統之方式產生本發明之方法的特徵及優點。

1‧‧‧設備

2‧‧‧基座

3‧‧‧(第一)電壓源；蓄電池

4‧‧‧(第二)電壓源；電源組件

5‧‧‧電路

6‧‧‧耗電部件

7‧‧‧鑽頭

8‧‧‧把手

9‧‧‧設備電纜

10‧‧‧電纜

11‧‧‧電源插頭

12‧‧‧容置裝置

13‧‧‧攪拌容器

14‧‧‧顯示器

15‧‧‧過濾腔

16‧‧‧抽吸口

17‧‧‧工位接管

18‧‧‧風扇

19‧‧‧集塵腔

20‧‧‧永久過濾器

21‧‧‧開關元件

22‧‧‧開關元件

23‧‧‧開關元件

24‧‧‧開關元件

25‧‧‧開關元件

26‧‧‧開關元件

27‧‧‧開關元件

圖1為第一實施方式之系統之示意圖。

圖2為具有兩個電壓源的設備之前視圖。

圖3為圖2中之設備之後視圖。

圖4為另一實施方式之系統之外部透視立體圖。

圖5為圖4中之系統之縱向剖面圖。

圖6為設備之電壓源及基座之電壓源在該設備之常規工作模式期間之電路之示意圖。

圖7為圖6中之電路在以較大的功率工作期間之示意圖。

圖8為電路在充電模式期間之示意圖。

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。圖1示出由設備1與基座2所構成之系統。設備1在此係指具有蓄電池而作為第一電壓源3的鑽機。第一電壓源3佈置在設備1之把手8內，且可自該把手取出。此外，設備1具有旋轉地驅動鑽頭7的耗電部件6，即馬達。在把手8之區域內佈置有用於與基座2相連接之設備電纜9。

基座2具有容置裝置12，設備1可被容置在其中。容置裝置12按照用於設備1之形狀對應的保持殼之樣式而建構。基座2具有電源組件4、電纜10及電源插頭11。基座2可藉由電纜10及電源插頭11而連接家用電源，即，常規的家用插座。基座2之電源組件4用於將常規的電網電壓自例如230伏之交流電壓轉換成適於為設備1之電壓源3充電的直流電壓，在此例如為12伏。

在設備1之常規的工作模式期間，設備電纜9並非佈置在設備1上。確切而言，設備1或其耗電部件6僅以蓄電池之電壓驅動。在執行需要蓄電池之電壓無法達到的功率的清潔任務的情況下，可用設備電纜9將設備1與基座2相連接。在基座2內佈置有電路5(參閱圖6至圖8)，該電路將設備1之蓄電池及基座2之電源組件之電壓輸出端串聯在一起，使諸輸出電壓相加，從而為設備 1之耗電部件6提供較大的功率。

圖2示出替代的設備1，在此為電烹飪攪拌設備。設備1具有供攪拌器伸入之攪拌容器13。攪拌器由充當為耗電部件6的馬達所驅動。設備1同樣具有電纜10及電源插頭11，以便與家用電源連接。圖3為設備1之後視圖。以虛線繪示有兩個電壓源3、4，即蓄電池及電源組件。該等電壓源可藉由電路5(參閱圖6至圖8)而互連，以便增大設備1之耗電部件6之功率。同樣可在系統中將設備1用作為基座2，其中，將另一個設備1連接於廚用設備。隨後，可用諸設備1中之一者之電路5將其二側的電壓源3、4互連。此外，亦可在建構為廚用設備的設備1內用設備1之電源組件對蓄電池充電。

圖4示出由設備1(即，可充電吸塵器)與基座2所構成之系統。設備1具有把手8，可用來供使用者在工作模式期間在待清潔之面上導引設備1。可通過抽吸口16將待吸物、即灰塵或污物吸入設備1。設備1通常具有風扇18(參閱圖5)及包含有永久過濾器20的過濾腔15。在工作模式期間，待吸物基於風扇18之抽吸而進入過濾腔15，並在該處被攔截，使得，唯有淨化的空氣可通過永久過濾器20，並到達風扇18。設備1之電壓源3提供了耗電部件6之工作模式所需的電壓，即，風扇18之工作所需的電壓。電壓源3在此為蓄電池，可藉由基座2之電壓源4，即，電源組件，重新為蓄電池充電。

基座2具有電壓源4，即，前文述及之電源組件。此外，基座2還具有用於容置設備1之過濾腔15中的待吸物的集塵腔19。為了將設備1之過濾腔15與基座2之集塵腔19連接在一起， 故而將設備1之抽吸口16與基座2之工位接管17連接在一起，使得，處於過濾腔15中之待吸物可透過抽吸口16以離開設備1，且進入基座2之集塵腔19。為達成該目的，設備1之風扇18可在再生(regeneration)模式期間，以與工作模式相反的流向工作。作為替代方案，例如可將通往基座2之風扇的流徑接通。

圖5示出圖4所示系統之縱向剖面。可看出設備1之把手8之區域內的風扇18及驅動風扇18的耗電部件6，即，電動馬達。設備1之電壓源3、即蓄電池係佈置在風扇18之抽吸側上，使得淨化的冷卻空氣在達到風扇18前流過或流入該電壓源。較佳地，在設備1與基座2之在此所示的連接狀態下，基座2之電壓源4、即電源組件係透過相應的電連接線而與設備1之電壓源3相連接，如此便能在工作模式之後為電壓源3重新充電。

圖6至圖8分別為設備1之電壓源3及基座2之電壓源4之電路5之示意圖。圖6示出電壓源4與電壓源3尚未互連之狀態。圖7示出由二個電壓源3、4之用於功率增大的串聯電路。圖8示出用於用基座2之電壓源4為設備1之電壓源3充電之充電模式。電路5具有數個開關元件21至27，該等開關元件在工作模式、以較大的功率工作及充電模式期間，將二個電壓源3、4斷開或連接。圖6至圖8中之電路5適於圖1至圖5中之系統中的每個將電壓源3、4相互接通。

在相應的設備1之工作模式中，二個電壓源3、4，即，電源組件和蓄電池，如圖6所示地相互斷開。在此情況下，設備1並非佈置在基座2上。而在圖7中，二個電壓源3、4在設備1以更大的功率工作期間被接通。在此情況下，如圖1及圖4所示， 設備1與基座2相連接。二個電壓源3、4接通，使得該等電壓源串聯且二個電壓源3、4之電壓相加。圖8示出藉由基座2之電壓源4為設備1之電壓源3充電之充電模式。為此，佈置在二個電壓源3、4之間的開關元件23、24、25被關閉，連同自電壓源4通往電源(未繪示)之開關元件21、22被關閉。電壓源4通常透過電纜10及電源插頭11而與家用插座相連接。電壓源3與設備1之耗電部件6、例如馬達斷開。為此，相關的開關元件26、27被打開。

具體而言，本發明之方法之工作原理如下：使用者例如首先用鑽機(設備1)實施工作模式。其中，設備1自基座2被取下，並僅以蓄電池(電壓源3)工作。將鑽頭7送往牆壁、傢俱或諸如此類，且藉由馬達、即耗電部件6驅動，使旋轉的鑽頭7可鑽入待鑽孔之面。在待鑽孔之面硬度特別大、例如為混凝土牆壁或諸如此類的情況下，則可能需要耗電部件6以較大的功率工作。為了增大所提供的功率，如圖1所示，將設備1連接於基座2。其中，設備電纜9將設備1與基座2連接在一起。因設備電纜9將設備1與基座2連接在一起，故而電路5之開關元件21至26自動發生位移，使得，基座2之電壓源4與設備1之電壓源3如圖7所示地串聯，且其電壓相加在一起。透過關係式「功率=電流×電壓」，電壓源3、4所提供之功率亦相應地相加在一起。例如，在基座2之電壓源4提供50W之功率，設備1之電壓源3提供250W之功率的情況下，該等功率(在恆定的電流強度下)透過串聯而相加成為300W之較大功率。因此，相對於在設備1之工作模式期間的唯一功率而言，耗電部件6之功率增大了百分之20。以較大功率工作之持續時間在此例如受秒錶限制，該秒錶在約30秒後將二個電壓源3、4之互連終 止，使耗電部件6、即設備1之馬達不再承受較大的負荷。其時間跨度足以實施鑽孔過程。

在設備1之工作模式期間，對設備1之電壓源3之充電狀態進行監測，使得充電狀態不會下降至最低充電狀態以下。最低充電狀態在此例如被定義為電壓源3之最大充電狀態的百分之20。電壓源3因而可在尚存在最低充電狀態的情況下放電。例如，可藉由警示訊號通知使用者，達到最低充電狀態，且在必須重新對電壓源3充電之前，還可實施短暫的鑽孔過程。工作模式同樣可自動斷開。

根據圖7，為了對設備1之電壓源3充電，電路5之開關元件25至27發生位移，使得，設備1之電壓源3與耗電部件6斷開，而且，設備1之電壓源3僅與基座2之電壓源4相連接。

有鑒於此，在需要重新實施設備1之常規電池模式的情況下，將佈置在二個電壓源3、4之間的開關元件23、24重新打開，使得設備1之電壓源3重新與基座之電壓源4斷開。此外，開關元件25、26重新移回圖6中之位置，使得，設備1之電壓源3與設備1之耗電部件6連接，且為其耗電部件提供功率。

Claims (10)

1. 一種由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統，該設備(1)可與該基座(2)相連接，其特徵在於：該設備(1)及/或該基座(2)具有電路(5)，該電路適於在該設備(1)與該基座(2)之連接狀態下，將該第一電壓源(3)與該第二電壓源(4)互連，使得，該基座(2)及/或該設備(1)之耗電部件(6)之總功率，大於在僅利用該第一電壓源(3)或該第二電壓源(4)的情況下可在該設備(1)或該基座(2)中調取之功率。
2. 如請求項1之系統，其中，該設備(1)為行動設備(1)。
3. 如請求項1或2之系統，其中，該設備(1)為工具，特別是鑽孔設備或擰入設備。
4. 如請求項1或2之系統，其中，該設備(1)為地板處理設備，特別是自行移動式清潔設備。
5. 如請求項1之系統，其中，該設備(1)為固定式設備(1)，特別是廚用設備。
6. 如請求項1至5中任一項之系統，其中，該第一電壓源(3)為蓄電池。
7. 如請求項1至6中任一項之系統，其中，該第一電壓源(3)及/或該第二電壓源(4)具有兩個蓄電池及/或包含數個蓄電池單元的一蓄電池，而其中，該電路(5)係適於將該等蓄電池及/或蓄電池單元可變地互連，以增大輸出電壓。
8. 如請求項1至7中任一項之系統，其中，該第二電壓源(4)為電源組件。
9. 如請求項1至8中任一項之系統，其中，該電路(5)被建構為 將該第一電壓源(3)與該第二電壓源(4)串聯，使其輸出電壓相加。
10. 一種操作由具有第一電壓源的設備與具有第二電壓源的基座所構成之系統的方法，該設備(1)可與該基座(2)相連接，其特徵在於：在該設備(1)與該基座(2)相連接的情況下，將該第一電壓源(3)與該第二電壓源(4)互連，從而使得該基座(2)及/或該設備(1)之耗電部件(6)之總功率，增大至大於在僅利用該第一電壓源(3)或該第二電壓源(4)的情況下可在該設備(1)或該基座(2)中調取之功率的水平。