由两个电动运行的家用设备构成的系统的制作方法

1.本发明涉及一种由至少一个第一家用设备和至少一个第二家用设备构成的系统，其中，每个家用设备具有设备壳体、从该设备壳体引出的、传输电能的接口和用于家用设备的设备状态的确定和通信的计算装置。


背景技术：

2.上述类型的家用设备和系统在现有技术中充分已知。家用设备可以是例如由使用者手动导引的或自主移行的地面处理设备，诸如清洁设备、抛光设备或割草设备等。在本发明的意义上，家用设备也可以是基站，该基站设置为在另外的家用设备上进行一个或多个服务作业。这样的基站可以例如是充电站或者是能够实施多个不同的服务作业的基站，这些服务作业例如是给蓄电池充电、接纳液体或者将液体移交给另外的家用设备、从另外的家用设备接纳污物和/或清洁家用设备的构件等。
3.为了在系统内通信或者说传达家用设备的设备状态、例如蓄电池的充电需求、容器的填充水平等，在现有技术中还已知家用设备配备有通信设备、例如无线电模块。
4.但在此不利的是，无线电模块的使用成本相对较高，并且还需要相对较高的编程耗费。


技术实现要素：

5.因此，基于上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是，提供一种由多个家用设备构成的系统，在该系统中，家用设备能够以简单且廉价的方式交流设备状态。
6.为了解决该技术问题建议，第一家用设备的计算装置设置为，通过第一家用设备的接口通信第一家用设备的设备状态，并且第二家用设备的计算装置设置为，通过第二家用设备的接口接收和评估涉及第一家用设备的设备状态的通信。
7.根据本发明，优选原本就存在于家用设备上的传输能量的接口在此用于将家用设备的设备状态通信给另外的家用设备。与现有技术相比，根据本发明的接口因此不是简单的信号接口、例如由无线电模块提供的通信接口，而是设计用于传输电能的接口。因此，在没有明显的结构上的额外耗费的情况下、尤其在不使用额外的通信模块的情况下能够在两个相互作用的家用设备之间传输信息。优选地当家用设备原本就为了传输电功率而彼此耦连以便尤其将第一家用设备的能量源的能量传输给第二家用设备的能量存储器时，在家用设备之间进行设备状态的通信。
8.特别优选地建议，所述传输电能的接口是与能量源电连接或可电连接的充电接口。根据该设计方案，已经存在于家用设备上的充电接口用于将第一家用设备的设备状态传输到第二家用设备和/或将第二家用设备的设备状态传输到第一家用设备。因此不需要在家用设备中安装额外的通信接口，从而将系统的硬件耗费保持得尽可能少。软件方面的开发耗费也被最小化，因为与通常的基于无线电技术的通信接口相比，充电接口能够以更少的编程耗费来设置。在此特别优选地，家用设备之一可以是充电站或具有集成的充电模
块的基站，该充电模块设置为对家用设备的蓄电池充电。由于基站原本就为了充电过程与家用设备连接，因此，家用设备的一个或多个设备状态到基站的传输(和/或基站的一个或多个设备状态到家用设备的传输)可以在充电过程的同时或者在时间上紧接着充电过程进行。由此当将家用设备与基站连接时产生高效且省时的信息传输，而无需使用者参与。基站的能量源例如可以是与家庭供能装置连接的充电电源或者是能量存储器。家用设备的能量源可以是能量存储器、尤其蓄电池，该能量存储器应当通过基站的能量源被充电。
9.在此建议，家用设备的计算装置设置为，对设备状态以施加在接口上的、预定义的电压值的形式加密，其中，不同的设备状态配属有彼此不同的电压值。数据通信的内容、即家用设备的设备状态因此以定义的电压值的形式被加密，其中，每个电压值一一对应地地表示家用设备的确定的设备状态。因此，家用设备的多个确定的状态配属有优选是为系统的每个家用设备所知的定义的电压水平。因此，第一家用设备的计算装置设置为对设备状态一一对应地编码，以便第二家用设备的接收这些设备状态的计算装置可以对包含的信息解码并且获得关于第一家用设备的设备状态的认识。关于在设备状态和定义的电压值之间的匹配关系的信息可以存储在系统的公共数据库中，所有家用设备的计算装置都可以访问该数据库。但备选地并且尤其且优选地在避免额外的通信模块的意义上，设备状态和电压值之间的匹配关系在本地存储在相应的家用设备的数据存储器中。例如，当将相应的家用设备与基站或数据存储器连接时，可以更新该数据存储器。在此意义上，基站可以优选地具有中央数据存储器，在该中央数据存储器中存在始终更新的匹配关系。
10.家用设备的被通信的设备状态可以是例如家用设备的服务需求。尤其地，所述设备状态可以涉及家用设备的能量源的充电状态、家用设备的故障状态、家用设备的液体容器的液位和/或灰尘容器的填充水平。家用设备通过不同的电压水平通信其设备状态，其中，原则上每个家用设备都可以影响该电压电平。根据一种实施方式，定义的电压值也可以涉及多个设备状态，即，可以包含关于多于一个的设备状态的信息、例如关于蓄电池的充电状态的信息和关于抽吸物腔的填充水平的信息，以便不需要在接口上在时间上相继施加不同的电压值。而是定义正好用于两个或更多的设备状态的确定组合的相应的总电压值，从而在此也可以通信关于这些设备状态的一一对应的信息。在此，电压值还可以定义用于由第一家用设备的设备状态和与第一家用设备连接的第二家用设备的设备状态构成的组合。
11.有利地，针对定义的电压值定义电压容限范围，该电压容限范围将处于定义的电压容限范围内的电压值识别为定义的电压值。该设计方案用于避免波动的电压值重叠。尤其地，电压容限范围如此定义，使得存在电压值的一一对应关系，而不与其它的电压范围重叠。
12.此外建议，所述计算装置配属有电子的开关装置，该开关装置设计为，在接口的电触头上设置定义的电压值。电子的开关装置可以通过恒定的或脉冲的直流电压或交流电压被描述。通过电子开关装置在家用设备的电触头上设置的电压可以通过第二家用设备的接口的电触头截取和评估。
13.电子的开关装置优选具有多个构件、尤其具有彼此不同的电阻值的电阻器和多个开关元件，其中，所述计算装置设置为，根据家用设备的设备状态切换开关元件，使得为确定的设备状态定义的构件被电流流过。通过这样的电子开关装置，系统的每个家用设备优选都可以传输设备状态。电子开关装置可以优选地启用或停用一个或多个电阻器。流过电
阻器的电流在此由对应的开关元件、例如晶体管来控制。电路的电阻器关于其电阻值优选选择为，在开关元件的每个允许的定义的开关位置中产生电路的被电流流过的部分的相互不同的总电阻，总电阻一一对应地指示一个设备状态或多个定义的设备状态的组合。根据电阻器的开关状态产生电路的不同的总电阻。不同的电阻器可以如此布置，使得至少一个电阻器相对于另外的电阻器串联连接在能量源和接口之间，以便能够整体上实现家用设备之间的通信。通过启用(即电流流过)该串联连接的电阻器可以初始化通信阶段。用于通信多个确定的设备状态的其它电阻器彼此并联连接。所使用的不同的电阻器的数量在此优选由系统的诸如电压范围、容限、待定义的状态的数量等边界条件来确定。
14.尤其可以规定，计算装置设置为，在接口上设置定义的电压值用于在第一家用设备和第二家用设备之间的通信的初始化。如上所述，该通信电压可以由串联连接的电阻器引起，该电阻器例如规定最大可能的电压值以便指示通信阶段。在这种情况下，例如只有充电电压可以高于该通信电压，该充电电压在通信阶段之外施加在接口上，以便例如对家用设备的蓄电池充电。
15.最后建议，所述计算装置定义时间窗口，该时间窗口定义自设置所述电压值起的确定的时间段，在该时间窗口内，涉及设备状态的通信的接收被识别为允许的，其中，计算装置设置为，将涉及设备状态的通信在所述时间窗口内未出现、和/或通信在时间窗口内在定义的时间段到期之前提前结束、和/或通信超出时间窗口的定义的时间段识别为系统的故障。通过规定定义的时间窗口可以识别系统的故障状态，例如包含设备状态的通信未发生或延迟的那些状态。在此存在不同的故障可能性，即一方面在定义的时间窗口内完全未发生通信，和/或该通信在定义的时间段完全到期之前提前终止，和/或该时间窗口被超出。在通信在定义的时间段到期之前提前结束的情况下，通过改变针对通信阶段设置的通信电压，通信阶段在定义的时间段期间提前结束，也就是说，通过开关装置的切换过程在定义的时间窗口期间就结束通信阶段。因此，在接口上测得的电压例如上升到对应于系统的充电电压并且因此大于定义的通信电压的电压值。在接口上待截取的电压水平的这种变化被识别到并且被归类为故障，因为电压值的该变化发生在了时间窗口期间。在此，电压水平的该变化不被评估为设备状态的成功通信而是故障，该故障随后优选被告知系统的使用者。此外，系统的故障还可以基于通信的延迟结束来识别。在这种情况下，时间窗口的定义的时间段被超出，方式是在该定义的时间段结束之后才延迟地改变定义通信阶段的通信电压。电压电平的由此延迟的转变可以由家用设备的计算装置识别。在这种情况下，电压电平的该转变不被评估为状态的成功传输，而是由于超出时间窗口而被评估为故障。最后，涉及设备状态的通信在时间窗口内的完全未发生也可以被识别，方式是接口上的为通信阶段设置的电压值完全不改变。
附图说明
16.以下根据实施例详细阐述本发明。在附图中：
17.图1示出由第一家用设备(机器人)和第二家用设备(基站)构成的系统；
18.图2示出系统的示例性的电子开关装置；
19.图3示出定义家用设备的不同设备状态的不同的定义的电压值；
20.图4示出识别在表示通信阶段的时间窗口提前结束的情况下的故障；和
21.图5示出识别在为通信阶段定义的时间窗口延迟结束的情况下的故障。
具体实施方式
22.图1示出此处由两个示范性的家用设备1、2构成的示例性系统。第一家用设备1在此例如是地面处理设备、即在此例如是自主移行的清洁机器人，其具有设备壳体3、电动驱动的轮子22、设备壳体20、灰尘容器18以及地面处理元件23、此处例如是围绕基本上水平的轴线旋转的刷毛元件。为了自主移行，家用设备1具有导航装置24，该导航装置用于使家用设备1在待处理的环境内导航和自定位。例如，导航装置24可以是360
°
旋转的激光扫描仪，该激光扫描仪检测相对于环境中的障碍物的距离。家用设备1的计算装置6可以由检测到的距离创建环境地图，家用设备1可以在该环境地图内定位，并且通过该环境地图可以规划用于待实施的任务的移动路径。在家用设备1的设备壳体3内还存在能量源4、此处是家用设备1的蓄电池，该蓄电池用于向家用设备1的耗电器供能。耗电器例如是用于运行设备风扇20或地面处理元件23的电动机。
23.在第一家用设备1的设备壳体3上，接口5向外导引，该接口用于与外部设备、尤其第二家用设备2电耦连。接口5配备有用于传输电能的电触头14并且用作充电接口，该充电接口可以被连接，以便通过外部的能量源4给家用设备1的能量源4、即蓄电池充电。尽管接口5当然还可以具有用于信号传输的触头，但一个或多个额外的、例如用于信号传输的触头未设置或者不是实施本发明所必需的。此外，家用设备1可以根据待由其实施的任务还具有另外的装置、此处例如灰尘容器18，该灰尘容器用于通过设备风扇20吸入灰尘。
24.家用设备1的计算装置6还设置为确定第一家用设备1的设备状态。为此，计算装置6接收一个或多个未详细示出的检测装置的检测信号，这些检测装置例如测量灰尘容器18的填充水平或能量源4的充电状态。计算装置6评估接收到的检测信号并且由此例如借助存储在数据存储器中的参考值来确定第一家用设备1的当前设备状态。如此确定的设备状态、例如“蓄电池的充电状态为10％”、“灰尘容器被填充50％”等可以通过计算装置6随后通过接口5被通信给外部的家用设备2、此处为第二家用设备2。为此，第一家用设备1通过接口5与第二家用设备2耦连。
25.第二家用设备2此处例如是基站，该基站用于在第一家用设备1上实施服务作业。在此，第二家用设备2例如具有能量源4、即用于给蓄电池充电的充电装置和具有对应的站风扇21的站容器19。通过站风扇21和第一家用设备1和第二家用设备2的此处未进一步示出的耦连的流动通道可以例如将抽吸物从第一家用设备1的灰尘容器18传输到第二家用设备2的站容器19中。
26.为了实施服务作业和/或传输关于一个或多个设备状态的信息，第一家用设备1可以优选自主地通过第一家用设备1的接口5耦连到第二家用设备2的接口5上。例如，在这种情况下，第一家用设备1首先将设备状态通信给第二家用设备2，紧接着第二家用设备2在第一家用设备1上实施与接收到的第一家用设备1的设备状态相配的服务作业。第二家用设备2也可以将自己的设备状态通过接口5通信给第一家用设备1。
27.为了将第一家用设备1的当前设备状态传输给第二家用设备2，第一家用设备1的计算装置6以施加到接口5的电触头14上的电压的形式通信相应的信息。因此，待通信的设备状态由定义的电压值7、8、9、10、11表示，第二家用设备2可以通过其电触头14截取这些电
压值并且通过第二家用设备2的计算装置6对这些电压值进行解密，以便提取包含在这些电压值中的关于第一家用设备1的当前设备状态的信息。为了系统的两个或更多的家用设备1、2的计算装置6相同地解释这些设备状态或电压值7、8、9、10、11，这些计算装置具有关于定义的设备状态和与之相应的定义的电压值7、8、9、10、11之间的相同的匹配关系的认识。为此，家用设备1、2(或者还有系统的另外的家用设备)中的每一个都可以具有本地数据存储器，该本地数据存储器包含电压值7、8、9、10、11和相应的家用设备1、2的设备状态之间的定义的匹配关系。这些匹配关系可以例如以表格、清单或链接等的形式存储。此外，原则上也可行的是，系统具有中央数据存储器，系统的每个家用设备1、2都可以访问该中央数据存储器。例如，这样的中央数据存储器可以位于系统的基站内、此处例如位于第二家用设备2内。当例如两侧的电气接口5的接触完成时，第一家用设备1可以访问中央数据存储器。备选地也可行的是，家用设备1、2在无线通信的范畴内彼此通信，例如使用无线电模块。但在本发明的意义上，应当取消在家用设备1、2内额外地提供无线电模块，因此在此优选地仅建议通过传输能量的接口5进行的数据通信。根据图3，表征确定的家用设备1、2的多个确定的设备状态的电压值7至11可以例如具有涉及充电电压的第一电压值7，第二家用设备2的计算装置6设置该充电电压以便给另外的家用设备、此处例如第一家用设备1的蓄电池充电。可以为第一家用设备1的通信阶段的初始化定义第二电压值8。第一家用设备1的计算装置6通过该电压值8宣布，家用设备1准备好例如与系统的第二家用设备2进行通信。此处例如为第一家用设备1的其它不同的设备状态定义另外的电压值9、10、11。这例如是表示第一家用设备1的设备状态的组合的电压值9、10、11，即，例如表示第一家用设备1的能量源4、即蓄电池必须被充电并且第一家用设备1的灰尘容器18(“过滤袋”)尚未被填充的第一电压值9。与此相对地，另外的电压值10表示能量源4待充电并且灰尘容器18待排空或待更换。例如可以为能量源4的充电需求和故障“错误1”的出现定义另外的电压值11。此外，如在图3中更详细地示出的那样，还可以定义其它的电压值，这些电压值定义另外的故障(例如“错误2”)。
28.为了能够在接口5的电触头14上提供电压值7至11，第一家用设备1的计算装置6与电子开关装置13连接。第二家用设备2的计算装置6同样配属有电子开关装置13。电子开关装置13在图2中示例性地示出。第一家用设备1的电子开关装置13具有能量源4以及多个构件15和多个开关元件16。构件15此处是电阻器，其中第一电阻器rb0与并联连接的电阻器rb1、rb2、rb3的装置串联连接。电阻器rb1、rb2和rb3分别配属有开关元件16、此处即晶体管，开关元件影响(开关)流过相应的电阻器rb1至rb3的相应的流动路径。开关元件16同样配属有电阻器rb0。第二家用设备2同样具有开关装置13，该开关装置具有配属有开关元件16(晶体管)的并联连接的构件15(电阻器)。相应的家用设备1、2的电气接口5、此处即充电接口也纳入第一家用设备1或第二家用设备2的相应的开关装置13中。开关装置13的构件15以及开关元件16可以是原本就配属于家用设备1、2的相应接口5的结构元件，因此这些结构元件可以一方面用于通过接口5传输功率并且另一方面用于设备状态的通信。第一家用设备1的用“rb0”表示的构件15此处例如串联连接并且能够实现家用设备1、2之间的通信。通过启用该电阻器可以随时初始化第一家用设备1的通信阶段。与此相对地，第一家用设备1的其它电阻器rb1、rb2、rb3或者说第二家用设备的电阻器rr1、rr2彼此并联连接。在此，第一家用设备1的rb1、rb2和rb3或者说第二家用设备2的rr1和rr2代表必要时额外的另外的电阻器。所使用的电阻器的数量或其电阻值主要由第一家用设备1和第二家用设备2的待通
信的设备状态的数量预先规定。于是，根据开关元件16或构件15的开关状态产生电路的不同的总电阻，总电阻确定施加在接口5的电触头14上的电压值7至11。当第一家用设备1耦连到第二家用设备2上时，通过接口5的电触头14产生包括第一家用设备1和第二家用设备2的所有电阻器在内的系统的总电阻。在此，家用设备1、2的每个计算装置6可以改变系统的总电阻。因此，也可以为第二家用设备2定义不同的电压值(不同于在图3中示出的第一家用设备1的电压值7至11)。第一家用设备1和第二家用设备2的各个单独的构件15和开关元件16选择为，使得在开关元件16的每个允许的开关位置中产生彼此不同的总电阻。此外，针对每个电压值7至11定义电压容限范围12(参见图3)，该电压容限范围用于更好地区分不同的电压值7至11和防止波动的电压值7到11的重叠。对系统的总电阻和因此对定义的设备状态的评估通过测量在接口5的电触头14上提供的电压值7至11来进行。电压可以是恒定的或脉冲的直流电压或者备选地也可以是交流电压。根据定义并且存储的电压值7至11以及针对每个电压值7至11定义的电压容限范围12，第一家用设备1或第二家用设备2的计算装置6可以明确地确定确定的设备状态，该设备状态由此被通信。
29.最后，图4和图5示出识别系统的故障状态的示例。为此，定义了自通信阶段的开始起的确定的时间窗口17，在该时间窗口内可以通信第一家用设备1和第二家用设备2的设备状态。如果一个或多个设备状态的通信未在整个时间窗口17上发生或者超出时间窗口17，则这可以被识别为故障状态。
30.图4示出第一示例，其中识别到通信在通信阶段的定义的时间窗口17内过早地结束。在该示例中，从例如19.5v的充电电压的电压值7开始，首先在家用设备1的电触头14上设置大约14.5v的电压值8。通信阶段以此在此在例如100ms之后启动。从此开始定义有时间窗口17，该时间窗口在此例如在1000ms处结束。第一家用设备1的一个或多个设备状态的实际通信在此具体地在大约400ms之后开始，这可以根据电压电平下降到此处大约为3v的电压值11被识别到。根据图3，该电压值11处于电压容限范围12内(参见图3)，该电压值表示设备状态“充电 错误2”。第一家用设备1的计算装置6因此传输存在故障“错误2”的信息。此外，电压在大约800ms之后已经又上升到电压值7，该电压值表征19.5v的充电电压。由于800ms的时间段尚位于时间窗口17的结束、即1000ms处之前，因此第二家用设备2的计算装置6可以识别到在系统中存在故障。借助大约3v的电压值11还可以识别到是哪种类型的故障。在该示例中，在定义的时间窗口17期间通过短路(桥接)串联连接的电阻器rb0结束实际的通信阶段。因此，接口5上的电压重新上升到实际的充电电压(电压值7)。这时可以将关于通信阶段的提前结束的额外信息评估为关于故障“错误2”的另外的信息。
31.图5表示识别(作为定义的设备状态的)故障状态的另外的可行性。在该变型中，在设备状态的通信中出现时间窗口17被超出。通过延迟地短路电阻器rb0有意地使通信阶段的定义的时间窗口17被超出。电压电平的因此从大约3v的电压值11到大约19.5v的电压值7的延迟的转变被识别到并且该转变本身首先被评估为设备状态的成功的通信。但结合关于超出时间窗口17的认识，该设备状态被评估为故障状态。
32.附图标记列表
[0033]1ꢀꢀꢀꢀ
家用设备
[0034]2ꢀꢀꢀꢀ
家用设备
[0035]3ꢀꢀꢀꢀ
设备壳体
[0036]4ꢀꢀꢀꢀ
能量源
[0037]5ꢀꢀꢀꢀ
接口
[0038]6ꢀꢀꢀꢀ
计算装置
[0039]7ꢀꢀꢀꢀ
电压值
[0040]8ꢀꢀꢀꢀ
电压值
[0041]9ꢀꢀꢀꢀ
电压值
[0042]
10
ꢀꢀꢀ
电压值
[0043]
11
ꢀꢀꢀ
电压值
[0044]
12
ꢀꢀꢀ
电压容限范围
[0045]
13
ꢀꢀꢀ
开关装置
[0046]
14
ꢀꢀꢀ
电触头
[0047]
15
ꢀꢀꢀ
构件
[0048]
16
ꢀꢀꢀ
开关元件
[0049]
17
ꢀꢀꢀ
时间窗口
[0050]
18
ꢀꢀꢀ
灰尘容器
[0051]
19
ꢀꢀꢀ
站容器
[0052]
20
ꢀꢀꢀ
设备风扇
[0053]
21
ꢀꢀꢀ
站风扇
[0054]
22
ꢀꢀꢀ
轮子
[0055]
23
ꢀꢀꢀ
地面处理元件
[0056]
24
ꢀꢀꢀ
导航装置
[0057]
rb0
ꢀꢀ
电阻器
[0058]
rb1
ꢀꢀ
电阻器
[0059]
rb2
ꢀꢀ
电阻器
[0060]
rb3
ꢀꢀ
电阻器
[0061]
rr1
ꢀꢀ
电阻器
[0062]
rr2
ꢀꢀ
电阻器