DE10261787B3

DE10261787B3 - Mobile tillage device

Info

Publication number: DE10261787B3
Application number: DE2002161787
Authority: DE
Inventors: Hendrik Dr. Rust; Harald Mayer; Markus Dünne
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: WO2004058028A2; DE10262191A1; AU2003298144A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles, selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenbearbeitungsgerät mit einer Bodenbearbeitungseinheit, einer Antriebseinheit sowie einer mit der Antriebseinheit gekoppelten Steuereinheit, der eine Sensorvorrichtung zugeordnet ist, mittels derer der Bearbeitungszustand der Bodenfläche vor deren Bearbeitung vom Bearbeitungszustand nach deren Bearbeitung unterscheidbar ist. Um das Bodenbearbeitungsgerät derart weiterzubilden, daß die zur Bearbeitung einer Bodenfläche erforderliche Arbeitszeit vermindert werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgeräts in Abhängigkeit vom Bearbeitungszustand der von der Sensorvorrichtung erfaßten Bodenfläche mittels der Steuereinheit steuerbar ist, wobei das Überfahren bereits bearbeiteter Bodenflächenbereiche vermeidbar ist.The invention relates to a mobile, self-propelled and self-steering tillage device with a tillage unit, a drive unit and a control unit coupled to the drive unit, to which a sensor device is assigned, by means of which the processing state of the floor surface before it is processed can be distinguished from the processing state after its processing. In order to further develop the soil cultivating device in such a way that the working time required for cultivating a floor area can be reduced, it is proposed according to the invention that the direction of travel of the soil cultivation device can be controlled by the control unit as a function of the processing state of the floor area detected by the sensor device, the passage over already processed floor area areas being avoidable is.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles Bodenbearbeitungsgerät zur Bearbeitung einer Bodenfläche, das selbstfahrend und selbstlenkend ausgestaltet ist und eine Bodenbearbeitungseinheit, eine Antriebseinheit sowie eine Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit zum Steuernder Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes mit der Arbeitseinheit verbunden ist und der Steuereinheit eine Sensorvorrichtung zugeordnet ist, mittels derer der Bearbeitungszustand der Bodenfläche vor deren Bearbeitung vom Bearbeitungszustand nach deren Bearbeitung unterscheidbar ist.The invention relates to a mobile Harrow for processing a floor surface, the is designed to be self-propelled and self-steering and a tillage unit, has a drive unit and a control unit, the control unit to control the direction of travel of the tillage implement the working unit is connected and the control unit a sensor device is assigned, by means of which the processing state of the floor area in front their processing from the processing state after their processing is distinguishable.

Mit Hilfe derartiger Bodenbearbeitungsgeräte kann ohne Einsatz einer Bedienungsperson eine Bodenfläche bearbeitet, insbesondere gereinigt werden. Das Bodenbearbeitungsgerät wird hierbei entlang der zu bearbeitenden Bodenfläche verfahren. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Steuereinheit ein Fahrtrichtungsverlauf vorgebbar ist, entlang dessen sich das Bodenbearbeitungsgerät bewegt. Ein derartiges Bodenbearbeitungsgerät ist in Form eines mobilen Bodenreinigungsgerätes aus der US 5,613,261 A bekannt. Dieses umfaßt eine optische Sensorvorrichtung mit einer Lichtquelle, mit deren Hilfe Lichtstrahlung auf die zu reinigende Bodenfläche gerichtet wird, und mit Hilfe eines lichtempfindlichen Sensorelementes kann von der Bodenfläche reflektierte Lichtstrahlung empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Da eine gereinigte Bodenfläche ein anderes Reflektionsverhalten aufweist als eine ungereinigte Bodenfläche, kann anhand der Intensität der reflektierten Strahlung ein bereits gereinigter Bodenflächenbereich von einem ungereinigten Bodenflächenbereich unterschieden werden. Dies gibt bei dem aus der US 5,613,261 A bekannten Bodenreinigungsgerät die Möglichkeit, die Betriebsweise der Bodenbearbeitungseinheit in Abhängigkeit von der Intensität der reflektierten Strahlung zu steuern, so daß im Falle einer verschmutzten Bodenfläche eine sorgfältige Reinigung vorgenommen werden kann, während bei wenig oder gar nicht verschmutzter Bodenfläche die Bodenbearbeitungseinheit ausgeschaltet oder in einen Betriebsmodus mit geringerer Reinigungsqualität geschaltet werden kann. Bei besonders verschmutzter Bodenfläche kann außerdem eine Hin- und Herbewegung des Bodenreinigungsgeräts veranlaßt werden. Damit kann erreicht werden, daß weniger verschmutzte Bodenflächenbereiche mit geringerer Intensität bearbeitet werden als stark verschmutzte Bodenflächenbereiche, so daß insgesamt die Arbeitszeit für die Reinigung der gesamten Bodenfläche vermindert werden kann.With the aid of such soil cultivation devices, a floor surface can be worked, in particular cleaned, without the use of an operator. The soil tillage implement is moved along the soil surface to be worked. For this purpose, it can be provided, for example, that the control unit can be given a course of travel direction along which the tillage implement moves. Such a soil cultivation device is in the form of a mobile floor cleaning device from the US 5,613,261 A. known. This comprises an optical sensor device with a light source, with the aid of which light radiation is directed onto the floor surface to be cleaned, and with the aid of a light-sensitive sensor element, light radiation reflected from the floor surface can be received and converted into an electrical signal. Since a cleaned floor area has a different reflection behavior than an unpurified floor area, an intensity of the reflected radiation can be used to distinguish an already cleaned floor area from an unpurified floor area. This gives that from the US 5,613,261 A. Known floor cleaning device the ability to control the operation of the tillage unit depending on the intensity of the reflected radiation, so that in the case of a dirty floor surface, careful cleaning can be carried out, while with little or no dirty floor surface, the tillage unit is switched off or in an operating mode with lower cleaning quality can be switched. If the floor surface is particularly dirty, a back and forth movement of the floor cleaning device can also be caused. It can thus be achieved that less soiled floor areas are processed with less intensity than heavily soiled floor areas, so that overall the working time for cleaning the entire floor area can be reduced.

Es hat sich allerdings gezeigt, daß auch bei Einsatz eines Bodenreinigungsgeräts, wie es aus der US 5,613,261 A bekannt ist, zur gesamten Bearbeitung einer Bodenfläche ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich ist.However, it has been shown that even when using a floor cleaning device, as is known from the US 5,613,261 A. is known, a considerable amount of time is required for the entire processing of a floor area.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mobiles Bodenbearbeitungsgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die zur Bearbeitung einer Bodenfläche erforderliche Arbeitszeit vermindert werden kann.Object of the present invention is a mobile tillage device of the type mentioned to develop such that the for processing a floor surface required working hours can be reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem mobilen Bodenbearbeitungsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes in Abhängigkeit vom Bearbeitungszustand der von der Sensorvorrichtung erfaßten Bodenfläche mittels der Steuereinheit steuerbar ist, wobei das Überfahren bereits bearbeiteter Bodenflächenbereiche vermeidbar ist. Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Ausgestaltung des Bodenbearbeitungsgerätes die zur Bearbeitung einer Bodenfläche erforderliche Arbeitszeit erheblich vermindert werden kann. Hierzu weist die Steuereinheit einen Steueralgorithmus auf, der sicherstellt, daß bereits bearbeitete Bodenflächenbereiche nach Möglichkeit kein zweites Mal überfahren werden. Es kann vielmehr eine Segmentierung der zu bearbeitenden Bodenfläche erzielt werden, dergestalt, daß nacheinander einzelne Bodenflächensegmente gereinigt werden und das Bodenbearbeitungsgerät nach Möglichkeit nicht über bereits bearbeitete Bodenflächenbereiche verfahren wird und einen bereits bearbeiteten Bodenflächenbereich innerhalb möglichst kurzer Zeit verläßt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Steuereinheit bei Erreichen eines bereits bearbeiteten Bodenflächenbereiches ein Steuersignal bereitstellt zur Aktivierung einer Fahrtrichtungsänderung um einen vorgegebenen Winkel, beispielsweise um 90°.This task is done with a mobile Harrow of the generic type according to the invention solved, that the Direction of travel of the tillage implement depending on the processing status the floor area detected by the sensor device by means of the control unit is controllable, the overrun already being processed Floor space areas is avoidable. It has been shown that in such an embodiment of the Cultivator the working time required to work a floor area can be significantly reduced. For this purpose, the control unit a control algorithm that ensures that already machined floor areas if possible not run over a second time become. Rather, there can be a segmentation of those to be processed floor area be achieved in such a way that one after the other individual floor surface segments be cleaned and the soil tillage implement if possible not already machined floor areas is moved and an already processed floor area within if possible leaves in a short time. So can For example, it can be provided that the control unit when reached a control signal of an already processed floor area provides to activate a change of direction by a predetermined angle, for example 90 °.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn mittels der Sensorvorrichtung ein Grenzbereich zwischen einem bereits bearbeiteten Bodenflächenbereich und einem noch nicht bearbeiteten Bodenflächenbereich erfaßbar und das Bodenbearbeitungsgerät selbsttätig entlang des Grenzbereiches verfahrbar ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Bodenbearbeitungsgerät bei Erreichen einer Grenzlinie zwischen einem bereits bearbeiteten Bodenflächenbereich und einem noch nicht bearbeiteten Bodenflächenbereich selbsttätig parallel zur Grenzlinie ausrichtbar und entlang der Grenze verfahrbar ist.It is particularly advantageous if by means of the sensor device a border area between one already machined floor area and a not yet processed floor surface area can be detected and the tillage implement automatic is movable along the border area. For example be provided that the Harrow when a boundary line is reached between an already processed one Floor area and a floor area that has not yet been processed automatically in parallel can be aligned to the boundary line and moved along the border.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß mittels der Sensorvorrichtung die Bearbeitungszustände von zwei quer zu einer Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes zueinander versetzten Bodenflächenbereichen erfaßbar sind und daß die Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes in Abhängigkeit von den Bearbeitungszuständen der beiden erfaßten Bodenflächenbereiche steuerbar ist. Eine derartige Ausgestaltung des Bodenbearbeitungsgerätes ermöglicht auf konstruktiv einfache Weise eine Bewegung des Bodenbearbeitungsgerätes entlang einer Grenzlinie zwischen einem bereits bearbeiteten und einem noch nicht bearbeiteten Bodenflächenbereich.In a particularly preferred embodiment it is provided that by means of the sensor device the processing states of two soil surface areas offset from one another transversely to a main direction of movement of the soil cultivation device can be detected and that the direction of travel of the soil cultivation device can be controlled as a function of the processing states of the two detected soil surface areas. Such one The design of the soil cultivation device enables the soil cultivation device to be moved in a structurally simple manner along a boundary line between an already processed and a not yet processed soil surface area.

Um mittels der Sensorvorrichtung zwei quer zu einer Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes zueinander versetzte Bodenflächenbereiche zu erfassen, kann vorgesehen sein, daß die Sensorvorrichtung abwechselnd die beiden Bodenflächenbereiche erfaßt und die jeweils erfaßten Bearbeitungszustände miteinander in Beziehung setzt. Die Sensorvorrichtung kann hierbei ein flächenhaft ausgedehntes Sensorelement aufweisen, das eine ortsabhängige Erfassung der Bearbeitungszustände der beiden Bodenflächenbereiche ermöglicht.To by means of the sensor device two transverse to a main direction of movement of the tillage implement staggered floor areas To detect, it can be provided that the sensor device alternately the two floor areas detected and the respectively recorded processing states interrelated. The sensor device can an extensive area Have sensor element, the location-dependent detection of the processing status of the two floor areas allows.

Die Sensorvorrichtung kann ein einzelnes Sensorelement aufweisen, das vorzugsweise flächenhaft ausgedehnt ist und mit dem der Bearbeitungszustand eines Bodenflächenbereiches erfaßbar ist.The sensor device can be a single sensor element have, preferably over a large area is extended and with which the processing state of a floor area is detectable.

Von Vorteil ist es, wenn die Sensorvorrichtung zumindest zwei Sensorelemente umfaßt, die jeweils den Bearbeitungszustand von einem der beiden quer zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes zueinander versetzten Bodenflächenbereiche erfassen und jeweils ein entsprechendes Sensorsignal bereitstellen und wenn die Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes in Abhängigkeit von den beiden Sensorsignalen steuerbar ist.It is advantageous if the sensor device comprises at least two sensor elements, each of the processing state one of the two transverse to the main direction of movement of the tillage implement staggered floor areas detect and provide a corresponding sensor signal and if the direction of travel of the soil tillage implement depends can be controlled by the two sensor signals.

Die Montage und gegebenenfalls eine Reparatur der Sensorvorrichtung kann dadurch vereinfacht werden, daß die beiden Sensorelemente selbständig handhabbar sind. Hierbei sind die beiden Sensorelemente als eigenständige Bauteile ausgestaltet, die der Steuervorrichtung jeweils ein Sensorsignal übermitteln, anhand dessen die Steuereinheit den Bearbeitungszustand des vom jeweiligen Sensorelement erfaßten Bodenflächenbereiches beurteilen kann.The assembly and possibly a Repair of the sensor device can be simplified that the two sensor elements independently are manageable. The two sensor elements are separate components configured, each of which transmits a sensor signal to the control device, based on which the control unit determines the processing status of the respective sensor element detected Floor space area can judge.

Vorzugsweise erstreckt sich die Bodenbearbeitungseinheit quer zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes, und mittels der Sensorvorrichtung sind die Bearbeitungszustände von den beiden Bodenflächenbereichen erfaßbar, die jeweils einem Endbereich der Bodenbearbeitungseinheit, bezogen auf deren Erstreckung quer zur Hauptbewegungsrichtung, benachbart angeordnet sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes erstreckt sich die Bodenbearbeitungseinheit zwischen den beiden von der Sensorvorrichtung erfaßten Bodenflächenbereichen, so daß jeweils ein Abschnitt der Bodenfläche bearbeitet wird, der sich zwischen den beiden Bodenflächenbereichen erstreckt, die einen unterschiedlichen Bearbeitungszustand aufweisen.The tillage unit preferably extends transverse to the main direction of movement of the tillage implement, and by means of the sensor device, the processing states of the two floor areas detectable which each refer to an end region of the tillage unit on their extension transverse to the main direction of movement, adjacent are arranged. In such a configuration of the soil tillage implement according to the invention extends the tillage unit between the two of the sensor device detected Floor surface areas, so that each a section of the floor area is processed, which is between the two floor areas extends that have a different processing state.

Vorzugsweise umfaßt die Bodenbearbeitungseinheit eine Reinigungseinheit und mittels der Sensorvorrichtung ist der Verschmutzungsgrad der Bodenfläche erfaßbar. Dies gibt die Möglichkeit, eine Bodenfläche innerhalb kurzer Zeit zu reinigen, beispielsweise zu kehren, zu saugen oder zu wischen.Preferably, the tillage unit comprises is a cleaning unit and by means of the sensor device Degree of pollution of the floor surface detectable. This gives the opportunity a floor area to clean within a short time, for example to sweep suck or wipe.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Reinigungseinheit eine sich quer zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes erstreckende Kehrbürstenanordnung aufweist und daß mittels der Sensorvorrichtung der Verschmutzungsgrad der von jeweils einem Endbereich der Kehrbürstenanordnung gereinigten oder zu reinigenden Bodenflächenbereiche erfaßbar ist.For example, it can be provided be that the Cleaning unit a transversely to the main direction of movement of the Soil cultivator extending Sweeping brush arrangement has and that means the sensor device the degree of contamination of one each End region of the sweeping brush arrangement cleaned or to be cleaned floor surface areas can be detected.

Die Kehrbürstenanordnung kann hierbei mehrere, quer zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes versetzt zueinander angeordnete Kehrbürsten aufweisen, wobei bevorzugt jeder der Kehrbürsten ein den Verschmutzungsgrad des jeweiligen gereinigten oder zu reinigenden Bodenflächenbereiches erfassendes Sensorelement zugeordnet ist.The sweeping brush arrangement can have several offset transversely to the main direction of movement of the tillage implement mutually arranged sweeping brushes have, preferably each of the sweeping brushes the degree of contamination of the respective cleaned or to be cleaned floor area detecting sensor element is assigned.

Bei einer kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kehrbürstenanordnung eine drehbare Bürstenwalze aufweist, deren Drehachse vorzugsweise quer zur Hauptbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes ausgerichtet ist.In an inexpensive embodiment it is envisaged that the Sweeping brush arrangement a rotatable brush roller has, the axis of rotation preferably transverse to the main direction of movement of the tillage implement is aligned.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils einem Endbereich der Kehrbürstenanordnung ein separates, den Verschmutzungsgrad der Bodenfläche erfassendes Sensorelement zugeordnet. Das Sensorelement kann hierbei dem jeweiligen Endbereich der Kehrbürstenanordnung unmittelbar benachbart angeordnet sein.In a preferred embodiment is a separate end region of the sweeping brush arrangement, the degree of contamination of the floor surface sensing element assigned. The sensor element can be the respective end region the sweeping brush arrangement be arranged immediately adjacent.

Von Vorteil ist es, wenn die Reinigungswirkung der Kehrbürstenanordnung von einem Saugaggregat unterstützt wird, der im Bereich der Kehrbürstenanordnung einen Saugstrom erzeugt. Hierzu kann vorgesehen sein, daß die Reinigungseinheit ein Saugaggregat aufweist, das über mindestens einen Saugkanal mit der Kehrbürstenanordnung in Strömungsverbindung steht, wobei der Saugkanal einen Schmutzsammelbehälter aufnimmt, und die Sensoranordnung kann an einer Wandung des Saugkanals oder des Schmutzsammelbehälters angeordnet sein.It is advantageous if the cleaning effect the sweeping brush arrangement supported by a suction unit is that in the area of the sweeping brush arrangement generates a suction flow. For this purpose it can be provided that the cleaning unit has a suction unit that over at least one suction channel with the sweeping brush arrangement in flow connection stands, whereby the suction channel receives a dirt collecting container, and the sensor arrangement can on a wall of the suction channel or the dirt collector be arranged.

Von Vorteil ist es hierbei, wenn zumindest ein Sensorelement der Sensoranordnung innenseitig an der Wandung des Saugkanals oder des Schmutzsammelbehälters angeordnet ist. Eine derartige Anordnung des mindestens einen Sensorelements ermöglicht es, das Sensorelement unmittelbar mit den Schmutzpartikeln zu beaufschlagen, die von dem jeweils zugeordneten Endbereich der Kehrbürstenanordnung von der zu reinigenden Bodenfläche abgelöst werden. Der Verschmutzungsgrad kann auf einfache Weise dadurch bestimmt werden, daß die Menge der das jeweilige Sensorelement beaufschlagenden Schmutzpartikel erfaßt wird.It is an advantage here if at least one sensor element of the sensor arrangement on the inside on the Wall of the suction channel or the dirt collecting container is arranged. A such an arrangement of the at least one sensor element enables to apply dirt particles directly to the sensor element, that of the respectively assigned end region of the sweeping brush arrangement from the floor surface to be cleaned superseded become. The degree of contamination can be determined in a simple manner be that the Amount of dirt particles acting on the respective sensor element detected becomes.

Alternativ und/oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß zumindest ein Sensorelement der Sensoranordnung außenseitig an der Wandung des Saugkanals oder des Schmutzsammelbehälters angeordnet ist. Das Sensorelement ist da mit vor einer unmittelbaren Beaufschlagung durch Schmutzpartikel geschützt, so daß die Lebensdauer des Sensorelements erhöht werden kann.As an alternative and / or in addition, it can be provided that at least one sensor element of the sensor arrangement is on the outside of the wall of the suction channel or of the dirt collecting container is ordered. The sensor element is protected against direct exposure to dirt particles, so that the life of the sensor element can be increased.

Zur Erfassung des Bearbeitungszustands, insbesondere des Verschmutzungsgrads der Bodenfläche kann vorgesehen sein, daß die Sensorvorrichtung die Bodenfläche mechanisch erfaßt, beispielsweise mittels taktiler Sensoren. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, wenn die Sensorvorrichtung den Bearbeitungszustand der Bodenfläche berührungslos erfaßt.To record the processing status, in particular the degree of soiling of the floor surface can be provided that the sensor device the floor area mechanically recorded, for example using tactile sensors. Of particular advantage it is, however, when the sensor device changes the processing state the floor area contactless detected.

Vorzugsweise umfaßt die Sensorvorrichtung zumindest ein optisches Sensorelement, d. h. ein Sensorelement mit einem strahlungsempfindlichen, insbesondere ortsauflösenden Detektor und einer dem Detektor zugeordneten Auswerteelektronik. Dem Detektor kann eine Abbildungsoptik vorgelagert sein, und mittels der Auswerteleektronik kann eine Bildauswertung vorgenommen werden. Mittels eines vorgegebenen Bildauswertealgorithmus kann ein auf den strahlungsempfindlichen Detektor projiziertes Bild eines Ausschnittes der Bodenfläche dahingehend ausgewertet werden, daß der Bearbeitungszustand der Bodenfläche erfaßbar ist. So kann beispielsweise der Verschmutzungsgrad der Bodenfläche berührungslos erfaßt werden. Die optische Erfassung des Bodenbearbeitungszustandes kann beispielsweise mittels Infrarotstrahlung oder auch mittels sichtbarer Lichtstrahlung erfolgen. Dem Sensorelement kann eine Strahlungsquelle, beispielsweise eine Lichtquelle zugeordnet sein zum Ausleuchten des vom Sensorelement erfaßten Bodenflächenbereiches. Günstig ist es, wenn anhand der Intensität einer von der Bodenfläche reflektierten Lichtstrahlung der Bearbeitungszustand der Bodenfläche erfaßbar ist.The sensor device preferably comprises at least an optical sensor element, d. H. a sensor element with a radiation-sensitive, in particular spatially resolving Detector and evaluation electronics assigned to the detector. the Imaging optics can be arranged in front of the detector and by means of The evaluation electronics can carry out an image evaluation. A predefined image evaluation algorithm can be used to determine the radiation-sensitive detector projected image of a section the floor area be evaluated in such a way that the processing state of the floor area ascertainable is. For example, the degree of contamination of the floor surface can be non-contact detected become. The optical detection of the tillage condition can for example by means of infrared radiation or also by means of visible ones Light radiation take place. A radiation source, For example, a light source can be assigned to illuminate the detected by the sensor element Floor space area. Cheap it is when based on the intensity of a from the floor area reflected processing, the processing state of the floor surface can be detected.

Besonders günstig ist es, wenn die Sensorvorrichtung zumindest ein piezoelektrisches Sensorelement aufweist. Derartige Sensorelemente sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 759 157 B1 bekannt. Werden derartige Sensoren mit einer mechanischen Kraft beaufschlagt, so stellen sie an ihrer Oberfläche ein elektrisches Signal bereit. Die Kraftbeaufschlagung kann dadurch erfolgen, daß die Sensorelemente unmittelbar von Schmutzpartikeln beaufschlagt werden, die von der zu reinigenden Bodenfläche abgelöst werden. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, daß das mindestens eine piezoelektrische Sensorelement mit der Wandung des Saugkanales oder des Schmutzsammelbehälters zusammenwirkt und die von den Schmutzpartikeln verursachten Erschütterungen der Wandung aufnimmt und in ein elektrisches Signal umwandelt. Erschütterungen der Wandung, die durch die Bewegung des Bodenbearbeitungsgerätes verursacht werden, können mittels einer dem Sensorelement nachgeordneten elektrischen Filtereinheit ausgefiltert werden.It is particularly favorable if the sensor device has at least one piezoelectric sensor element. Such sensor elements are, for example, from the European patent EP 0 759 157 B1 known. If such sensors are subjected to a mechanical force, they provide an electrical signal on their surface. The application of force can take place in that the sensor elements are directly exposed to dirt particles which are detached from the floor surface to be cleaned. However, it can also be provided that the at least one piezoelectric sensor element interacts with the wall of the suction channel or the dirt collecting container and absorbs the vibrations of the wall caused by the dirt particles and converts them into an electrical signal. Shocks to the wall, which are caused by the movement of the tillage implement, can be filtered out by means of an electrical filter unit arranged downstream of the sensor element.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes sind mittels der Reinigungseinheit von der Bodenfläche Schmutzpartikel ablösbar und die Menge der abgelösten Schmutzpartikel ist mittels der Sensorvorrichtung bestimmbar. Wie bereits erwähnt, kann aus der Menge der abgelösten Schmutzpartikel auf den Verschmutzungsgrad der Bodenfläche geschlossen werden.In a particularly preferred embodiment of the tillage implement according to the invention dirt particles detachable from the floor surface by means of the cleaning unit the amount of detached Dirt particles can be determined using the sensor device. How already mentioned, can from the set of detached Dirt particles concluded on the degree of pollution of the floor surface become.

Vorzugsweise ist mittels der Sensorvorrichtung nicht nur die Menge der abgelösten Schmutzpartikel bestimmbar, sondern es ist zusätzlich deren Größe bestimmbar. Ein derartiges Größenspektrum ermöglicht nicht nur eine Aussage über den absoluten Verschmutzungsgrad der Bodenfläche, sondern gibt auch einen Hinweis darauf, welche Art von Verschmutzung vorliegt. Dies gibt die Möglichkeit, je nach Art der vorliegenden Verschmutzung der Bodenfläche einen darauf abgestimmten Reinigungsmodus zu wählen, beispielsweise kann die Betriebsweise der Reinigungseinheit und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes auf die Verschmutzungsart abgestimmt werden.Preferably by means of the sensor device not just the amount of detached Dirt particles can be determined, but their size can also be determined. Such a range of sizes does not allow just a statement about the absolute degree of pollution of the floor area, but also gives one Indication of the type of pollution. This gives the possibility, depending on the type of pollution on the floor surface to choose a suitable cleaning mode, for example Operating mode of the cleaning unit and / or the driving speed of the tillage implement be matched to the type of pollution.

Wie bereits erläutert, ist es günstig, wenn mittels der Sensorvorrichtung die Betriebsweise der Bodenbearbeitungseinheit, beispielsweise der Reinigungseinheit, in Abhängigkeit vom Bearbeitungszustand der Bodenfläche, insbesondere dem Verschmutzungsgrad der Bodenfläche, steuerbar ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß bei geringer Verschmutzung die Reinigungseinheit abgeschaltet oder in eine Betriebsweise mit geringem Energieverbrauch (Stand-by-Betriebsmodus) überführt wird, während bei hohem Verschmutzungsgrad ein energieintensiverer Betriebsmodus der Reinigungseinheit gewählt wird.As already explained, it is advantageous if the sensor device the mode of operation of the tillage unit, for example the cleaning unit, depending on the processing status the floor area, in particular the degree of soiling of the floor surface can be controlled. So can for example, be provided that with low pollution the cleaning unit is switched off or in an operating mode with low energy consumption (stand-by mode) is transferred, while with a high degree of pollution, a more energy-intensive operating mode the cleaning unit selected becomes.

Eine besonders geringe Arbeitszeit zur Bearbeitung, insbesondere Reinigung einer Bodenfläche kann dadurch erzielt werden, daß der Steuereinheit ein positionsabhängiger Referenzwert des Bearbeitungszustandes, z.B. des Verschmutzungsgrades, der Bodenfläche nach optimaler Bearbeitung bereitstellbar ist und daß der momentane Bearbeitungszustand mit dem Referenzwert vergleichbar ist, wobei die Fahrtrichtung und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes und/oder die Betriebsweise der Bodenbearbeitungseinheit in Abhängigkeit von der Abweichung des momentanen Bearbeitungszustandes vom Referenzwert steuerbar sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes kann vor dessen eigentlichem Arbeitseinsatz oder während eines ersten Arbeitseinsatzes eine Lernfahrt bei definiertem Bodenbearbeitungszustand, beispielsweise bei optimal gereinigter Bodenfläche, durchgeführt werden. Während der Lernfahrt kann der Bearbeitungszustand, z. B. der Verschmutzungsgrad, der Bodenfläche in einem Speicherglied der Steuereinheit als Referenzwert abgespeichert werden. Diese Referenzwerte bei optimal bearbeiteter Bodenfläche können dann zum Vergleich mit dem jeweiligen momentanen Bearbeitungszustand herangezogen werden. Wird festgestellt, daß der momentane Bearbeitungszustand schlechter ist als der während der Lernfahrt des Bodenbearbeitungsgerätes ermittelte Referenzwert, so wird ein Betriebsmodus der Bodenbearbeitungseinheit aktiviert und eine Bearbeitung der Bodenfläche vorgenommen. Wird jedoch festgestellt, daß in einem bestimmten Bodenflächensegment keine Bearbeitung erforderlich ist, da nur eine verhältnismäßig geringe Abweichung des momentanen Bearbeitungszustandes vom vorgegebenen Referenzwert vorliegt, so kann die Bodenbearbeitungseinheit ausgeschaltet oder in einen Stand-by-Betriebsmodus überführt werden, und dieses Bodenflächensegment kann mit höherer Fahrgeschwindigkeit überfahren werden und/oder es kann eine Fahrtrichtungsänderung durchgeführt werden, um innerhalb möglichst kurzer Zeit ein Bodenflächensegment zu erreichen, das einer Bearbeitung, beispielsweise einer Reinigung, bedarf.A particularly short working time for processing, in particular cleaning a floor area, can be achieved in that the control unit can be provided with a position-dependent reference value for the processing status, for example the degree of contamination, of the floor area after optimal processing and that the current processing status is comparable with the reference value, the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement and / or the mode of operation of the tillage unit can be controlled as a function of the deviation of the current tillage condition from the reference value. In such an embodiment of the soil cultivation device according to the invention, a learning trip can be carried out with a defined soil cultivation state, for example with an optimally cleaned soil surface, before it is actually used or during a first employment. During the learning trip, the processing status, e.g. B. the degree of pollution, the floor area can be stored in a memory element of the control unit as a reference value. These reference values with optimally worked floor area can then be compared with the respective mo mental processing status can be consulted. If it is determined that the current cultivation state is worse than the reference value determined during the learning run of the soil cultivation device, an operating mode of the soil cultivation unit is activated and the soil surface is processed. If, however, it is determined that no cultivation is required in a particular floor surface segment, since there is only a relatively small deviation of the current processing state from the specified reference value, the soil cultivation unit can be switched off or switched to a stand-by operating mode, and this floor surface segment can be operated at a higher level Driving speed are exceeded and / or a change in direction of travel can be carried out in order to reach a floor surface segment that requires processing, for example cleaning, within the shortest possible time.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes ist der Zeitpunkt der letzten Bearbeitung der Bodenfläche der Steuereinheit vorgebbar und die Fahrtrichtung und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes und/oder die Betriebsweise der Bodenbearbeitungseinheit sind in Abhängigkeit von der Zeitspanne steuerbar, die seit der letzten Bearbeitung verstrichen ist. Die Vorgabe des Zeitpunktes der letzten Bearbeitung kann hierbei positionsabhängig erfolgen, so daß einzelne Bodenflächensegmente mit unterschiedlicher Häufigkeit bearbeitet werden können. Beispielsweise kann im Falle einer Bodenflächenreinigung vorgesehen sein, daß Flurbereiche oder Bereiche der Bodenfläche, die einem starken Publikumsverkehr ausgesetzt sind, bereits nach kürzerer Zeitspanne mittels des Bodenbearbeitungsgerätes einer intensiven Reinigung unterzogen werden als Bodenflächensegmente, die nur wenig genutzt werden.In a particularly preferred embodiment of the tillage implement according to the invention the time of the last processing of the floor area of the Control unit can be specified and the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement and / or the mode of operation of the tillage unit are dependent controllable by the amount of time that has elapsed since the last edit is. The time of the last processing can be specified depending on the position, so that individual Soil surface segments with different frequencies can be edited. For example, in the case of floor surface cleaning, corridor areas can be provided or areas of the floor surface, already exposed to heavy traffic shorter Time span of an intensive cleaning with the soil cultivation device undergo as floor surface segments, that are used little.

Günstig ist es hierbei, wenn die Steuereinheit ein mit einem Speicherglied gekoppeltes Zeitglied umfaßt zum selbsttätigen Abspeichern des Zeitpunktes der momentanen Bodenbearbeitung. Eine manuelle Vorgabe des Zeitpunktes der Bodenbearbeitung kann dadurch entfallen. Das Zeitglied kann eine Datumsangabe umfassen, so daß mittels des mobilen Bodenbearbeitungsgerätes datumsabhängig unterschiedliche Betriebsweisen der Bodenbearbeitungseinheit und/oder unterschiedliche Fahrtrichtungsverläufe zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes herangezogen werden können. So kann im Falle eines mobilen Bodenreinigungsgeräts beispielsweise vorgesehen sein, daß an Werktagen mit Publikumsverkehr eine umfassende Reinigung der gesamten Bodenfläche vorgenommen wird, während an Werktagen ohne Publikumsverkehr nur eine bereichsweise Reinigung der Bodenfläche vorgenommen wird und an Sonn- und Feiertagen eine Reinigung der Bodenfläche vollständig entfällt.Cheap it is here if the control unit has a memory element coupled timer includes for automatic Save the time of the current tillage. A manual specification of the time of tillage can be done omitted. The timer can include a date, so that by means of of the mobile tillage device date-dependent different operating modes of the tillage unit and / or different directions of travel are used to control the soil tillage implement can be. For example, in the case of a mobile floor cleaning device be that at A comprehensive cleaning of the entire floor area was carried out on working days with public traffic will while only a cleaning in certain areas on working days without public traffic the floor area cleaning and cleaning on Sundays and public holidays floor area Completely eliminated.

Besonders günstig ist es, wenn mittels der Steuereinheit eine selbsttätige, zeitabhängige Navigationsplanung durchführbar ist dergestalt, daß die Steuereinheit anhand des jeweils vorliegenden Verschmutzungsgrades der Bodenflä che selbsttätig eine Optimierung der jeweils erforderlichen Betriebsparameter der Reinigungseinheit und/oder der Häufigkeit der Reinigungszyklen durchführt mit dem Ziel, eine Bodenfläche innerhalb möglichst kurzer Zeit mit möglichst geringem Energieaufwand zu reinigen.It is particularly favorable if the control unit an automatic, time-dependent Navigation planning feasible is such that the control unit an optimization based on the level of contamination of the floor area the operating parameters of the cleaning unit required in each case and / or the frequency of Carry out cleaning cycles aiming for a floor area within if possible short time with if possible low energy consumption to clean.

Von Vorteil ist es, wenn der Steuereinheit ein Abstandssensor zugeordnet ist zur Bestimmung eines seitlichen Abstandes zwischen dem Bodenbearbeitungsgerät und einem Hindernis, und wenn die Fahrtrichtung und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes und/oder die Betriebsweise der Reinigungseinheit in Abhängigkeit vom Abstand des Bodenbearbeitungsgerätes zum Hindernis steuerbar sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, das Bodenbearbeitungsgerät selbsttätig entlang eines Hindernisses zu verfahren, beispielsweise entlang einer Wand oder einer Treppenstufe.It is advantageous if the control unit a distance sensor is assigned to determine a lateral one Distance between the tillage implement and an obstacle, and if the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement and / or the operation of the cleaning unit depending on the distance of the tillage implement Obstacle are controllable. Such a configuration enables the tillage implement automatic to move along an obstacle, for example along a wall or a step.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of a preferred embodiment the invention serves in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. Show it:

1: eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes; 1 : a schematic side view of a soil tillage implement according to the invention;

2: eine schematische Unteransicht des Bodenbearbeitungsgerätes; 2 : a schematic bottom view of the soil tillage implement;

3: eine Längsschnittansicht des Bodenbearbeitungsgerätes; 3 : a longitudinal sectional view of the soil tillage implement;

4: ein Funktionsdiagramm eines Programmablaufes zur Steuerung der Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes; und 4 : A functional diagram of a program sequence for controlling the direction of travel of the soil tillage implement; and

5: eine Veranschaulichung des Fahrtrichtungsverlaufes des Bodenreinigungsgerätes bei der Reinigung einer Bodenfläche. 5 : An illustration of the direction of travel of the floor cleaning device when cleaning a floor surface.

In den 1 bis 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Bodenbearbeitungsgerät in Form eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegten Bodenreinigungsgerätes dargestellt. Es umfaßt eine Bodenplatte 12, auf die ein Deckel 13 aufgesetzt ist und die an einem Fahrwerk 14 festgelegt ist. Am Fahrwerk 14 sind um eine gemeinsame Drehachse 15 drehbar zwei Antriebsräder 16, 17 gelagert, denen jeweils ein Antriebsmotor 18 bzw. 19 zugeordnet ist. Die Antriebsmotoren 18, 19 sind am Fahrwerk 14 gehalten und stehen über in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindungsleitungen mit einer auf einer Deckplatte 21 angeordneten Steuereinheit 20 sowie mit an sich bekannten, in der Zeichnung nicht dargestellten elektrischen Batterien in elektrischer Verbindung.In the 1 to 3 is a schematic of a soil tillage implement according to the invention in the form of an overall reference number 10 occupied floor cleaning device. It includes a base plate 12 on which a lid 13 is put on and on a chassis 14 is set. On the chassis 14 are about a common axis of rotation 15 rotatable two drive wheels 16 . 17 stored, each with a drive motor 18 or 19 is assigned. The drive motors 18 . 19 are on the chassis 14 held and are via connecting lines, not shown in the drawing, with a on a cover plate 21 arranged control unit 20 as well as with known, not shown in the drawing electric batteries in electrical connection.

Die Bodenplatte 12 weist eine Schmutzeintrittsöffnung 22 auf, an der eine quer zur Hauptbewegungsrichtung 24 des Bodenreinigungsgerätes ausgerichtete Bürstenwalze 26 angeordnet ist. Die Bürstenwalze 26 ist drehbar im Bereich der Schmutzeintrittsöffnung 22 gehalten und weist eine Vielzahl von radial ausgerichteten Bürsten 27 auf, die an einer Welle 28 fixiert sind und mit ihren freien Enden nach unten über die Schmutzeintrittsöffnung 22 überstehen. Die Bodenplatte 12 und die Deckplatte 21 definieren zwischen sich einen Saugkanal 30, der mit der Schmutzeintrittsöffnung 22 in Strömungsverbindung steht und an seinem der Schmutzeintrittsöffnung 22 abgewandten, rückwärtigen Ende einen Ansaugstutzen 32 trägt, an dem eine Saugturbine 34 gehalten ist. Die Saugturbine 34 ist von einem elektrischen Antriebsmotor 36 drehend antreibbar und steht über den Ansaugstutzen 32 und den Saugkanal 30 mit der Schmutzeintrittsöffnung 22 in Strömungsverbindung.The bottom plate 12 has a dirt inlet opening 22 on one at right angles to the main direction of movement 24 of the floor cleaning device directional brush roller 26 is arranged. The brush roller 26 is rotatable in the area of the dirt inlet opening 22 held and has a variety of radially aligned brushes 27 on that on a shaft 28 are fixed and with their free ends down over the dirt inlet opening 22 survive. The bottom plate 12 and the top plate 21 define a suction channel between them 30 with the dirt inlet opening 22 is in flow connection and at its the dirt inlet opening 22 opposite, rear end an intake manifold 32 carries on which a suction turbine 34 is held. The suction turbine 34 is from an electric drive motor 36 drivable and stands over the intake manifold 32 and the suction channel 30 with the dirt inlet opening 22 in flow connection.

Innerhalb des Saugkanales 30 ist ein Schmutzfilter 38 angeordnet, und der Bereich des Saugkanales 32 zwischen dem Schmutzfilter 38 und der Schmutzeintrittsöffnung 22 bildet einen Schmutzsammelbehälter 40, dessen Füllstand von einem Füllstandssensor 42 überwacht wird, der mit der Steuereinheit 20 in elektrischer Verbindung steht. Zur Reinigung einer Bodenfläche 44 wird von der Saugturbine eine in 3 durch Pfeile 46 veranschaulichte Saugströmung erzeugt, mit deren Hilfe Schmutzpartikel, die aufgrund der mechanischen Einwirkung der Bürstenwalze 26 von der zu reinigenden Bodenfläche 44 abgelöst wurden, durch die Schmutzeintrittsöffnung 22 hindurch in den Schmutzsammelbehälter 40 überführt werden können.Inside the suction channel 30 is a dirt filter 38 arranged, and the area of the suction channel 32 between the dirt filter 38 and the dirt inlet opening 22 forms a dirt collector 40 whose level is from a level sensor 42 is monitored with the control unit 20 is in electrical connection. For cleaning a floor surface 44 is a in of the suction turbine 3 by arrows 46 Illustrated suction flow generated with the help of dirt particles due to the mechanical action of the brush roller 26 from the floor surface to be cleaned 44 were replaced by the dirt inlet opening 22 through into the dirt collector 40 can be transferred.

Die Antriebsräder 16, 17 bilden in Kombination mit den Antriebsmotoren 18 und 19 eine Antriebseinheit zum Verfahren des Bodenreinigungsgeräts 10 entlang der Bodenfläche 44, und die Bürstenwalze 26 bildet eine Reinigungseinheit zur Reinigung der Bodenfläche 44, wobei die mittels der Bürstenwalze 26 erzielbare Schmutzaufnahme durch die von der Saugturbine 34 hervorgerufene Saugströmung 46 unterstützt wird.The drive wheels 16 . 17 form in combination with the drive motors 18 and 19 a drive unit for moving the floor cleaning device 10 along the floor area 44 , and the brush roller 26 forms a cleaning unit for cleaning the floor surface 44 , which by means of the brush roller 26 achievable dirt pick-up by the suction turbine 34 induced suction flow 46 is supported.

Die Bürstenwalze 26 ist senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung 24 ausgerichtet, und jeweils einem Endbereich der Bürstenwalze 26 zugeordnet sind an einer die Schmutzeintrittsöffnung 22 rückseitig begrenzenden Kehrschwelle 48 zwei Schmutzsensoren 50, 51 der Bürstenwalze 26 zugewandt angeordnet. Sie stehen jeweils über eine Signalleitung 54 mit der Steuereinheit 20 in elektrischer Verbindung und werden von den Schmutzpartikeln, die mittels der jeweiligen Endbereiche der Bürstenwalze 26 von der Bodenfläche 44 abgelöst werden, unmittelbar beaufschlagt. Sie sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form piezoelektrischer Sensoren ausgestaltet, die in Abhängigkeit von der Anzahl und der Masse der auf sie auftreffenden Schmutzpartikel ein entsprechendes Sensorsignal über die Signalleitungen 54 an die Steuereinheit 20 übertragen. Mittels der beiden Schmutzsensoren 50 und 51 kann somit der Verschmutzungsgrad des Bodenflächenbereiches erfaßt werden, der in Höhe des jeweiligen Endbereichs der Bürstenwalze 26 angeordnet ist. Die beiden Schmutzsensoren 50 und 51 sind hierbei im Abstand zueinander angeordnet und senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung 24, also parallel zur gemeinsamen Drehachse 15 der beiden Antriebsräder 16 und 17 versetzt zueinander positioniert. In ihrer Gesamtheit bilden die beiden Schmutzsensoren 50 und 51 eine Sensorvorrichtung des Bodenreinigungsgeräts 10, wobei mit Hilfe der Sensorvorrichtung der Verschmutzungsgrad der Bodenfläche 44 in zwei unterschiedlichen Bereichen gleichzeitig erfaßt werden kann. Werden die beiden Schmutzsensoren 50 und 51 nur mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Schmutzpartikeln beaufschlagt, so wird dies von der Steuereinheit 20 dahingehend interpretiert, daß die von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 erfaßten Bodenflächenbereiche bereits gereinigt wurden. Liegt statt dessen ein hoher Anfall an Schmutzpartikeln vor, so wird dies von der Steuereinheit 20 dahingehend interpretiert, daß von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 ein ungereinigter Bereich der Bodenfläche erfaßt wird.The brush roller 26 is perpendicular to the main direction of movement 24 aligned, and one end portion of the brush roller 26 are assigned to the dirt inlet opening 22 rear bounding threshold 48 two dirt sensors 50 . 51 the brush roller 26 arranged facing. They are each on a signal line 54 with the control unit 20 in electrical connection and are separated from the dirt particles by means of the respective end regions of the brush roller 26 from the floor area 44 be replaced, acted upon immediately. In the exemplary embodiment shown, they are designed in the form of piezoelectric sensors which, depending on the number and the mass of the dirt particles hitting them, have a corresponding sensor signal via the signal lines 54 to the control unit 20 transfer. Using the two dirt sensors 50 and 51 the degree of soiling of the bottom surface area can thus be detected, which is at the level of the respective end area of the brush roller 26 is arranged. The two dirt sensors 50 and 51 are arranged at a distance from each other and perpendicular to the main direction of movement 24 , i.e. parallel to the common axis of rotation 15 of the two drive wheels 16 and 17 positioned offset to each other. In their entirety, the two dirt sensors form 50 and 51 a sensor device of the floor cleaning device 10 , with the help of the sensor device the degree of contamination of the floor surface 44 can be recorded in two different areas at the same time. Will the two dirt sensors 50 and 51 only a relatively small number of dirt particles are applied, so this is done by the control unit 20 interpreted as that of the two dirt sensors 50 and 51 detected floor area areas have already been cleaned. If instead there is a high accumulation of dirt particles, this is done by the control unit 20 interpreted as that of the two dirt sensors 50 and 51 an uncleaned area of the floor surface is detected.

Unterscheiden sich die von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 der Steuereinheit 20 bereitgestellten Sensorsignale voneinander, so wird dies von der Steuereinheit 20 dahingehend interpretiert, daß einer der beiden Schmutzsensoren einen bereits gereinigten Bodenflächenbereich und der andere Schmutzsensor einen ungereinigten Bodenflächenbereich erfaßt, das heißt, daß sich das Bodenreinigungsgerät 10 momentan entlang einer Grenzlinie zwischen einem bereits gereinigten Bodenflächenbereich und einem noch ungereinigten Bodenflächenbereich bewegt. Unterschiedliche Sensorsignale von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 ermöglichen es der Steuereinheit 20, die Antriebsmotoren 18 und 19 der Antriebsräder 16 bzw. 17 derart anzusteuern, daß das Bodenreinigungsgerät 10 einer derartigen Grenzlinie folgt. Ein sich daraus ergebender Fahrtrichtungsverlauf bei der Reinigung einer Bodenfläche wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 näher beschrieben.They differ from the two dirt sensors 50 and 51 the control unit 20 provided sensor signals from each other, this is done by the control unit 20 interpreted to the effect that one of the two dirt sensors detects an already cleaned floor area and the other dirt sensor detects an uncleaned floor area, that is to say that the floor cleaning device 10 is currently moved along a boundary line between an already cleaned floor area and a still unpurified floor area. Different sensor signals from the two dirt sensors 50 and 51 enable the control unit 20 , the drive motors 18 and 19 the drive wheels 16 or 17 to be controlled such that the floor cleaning device 10 follows such a line. A resulting course of travel when cleaning a floor surface is described below with reference to FIG 4 and 5 described in more detail.

Zunächst soll allerdings darauf hingewiesen werden, daß die Positionierung der beiden Schmutzsensoren 50 und 51 nicht zwingend im Bereich der Kehrschwelle 48 zu erfolgen hat. Für die dargestellte Ausführungsform maßgeblich ist lediglich, daß die beiden Schmutzsensoren 50 und 51 quer zur Hauptbewegungsrichtung 24 versetzt zueinander angeordnet sind und daß die von den Schmutzsensoren erfaßte Anzahl an auftretenden Schmutzpartikeln einen Hinweis gibt auf den jeweiligen Verschmutzungsgrad, der bezogen auf die Hauptbewegungsrichtung 24 im Bereich der Schmutzsensoren vorliegt. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Schmutzsensoren 50 und 51 außerhalb des Saugkanals 30 an dessen Wandung angeordnet sind. Eine derartige Posi tionierung ist in 3 am Beispiel eines mit dem Bezugszeichen 56 belegten piezoelektrischen Schmutzsensors dargestellt. Vom Schmutzsensor 56 können die mechanischen Erschütterungen erfaßt werden, die von den Schmutzpartikeln beim Aufprall auf die Wandung des Saugkanals 30 hervorgerufen werden.First, however, it should be pointed out that the positioning of the two dirt sensors 50 and 51 not necessarily in the area of the threshold 48 has to be done. The only decisive factor for the illustrated embodiment is that the two dirt sensors 50 and 51 transverse to the main direction of movement 24 are arranged offset to each other and that the number of dirt particles detected by the dirt sensors gives an indication of the respective degree of pollution, based on the main direction of movement 24 in the area of the dirt sensors. In particular, it can be provided that the dirt sensors 50 and 51 outside the suction channel 30 are arranged on the wall. Such positioning is in 3 using the example of one with the reference symbol 56 occupied piezoelectric dirt sensor shown. From the dirt sensor 56 the mechanical vibrations can be detected by the dirt particles on impact with the wall of the suction channel 30 are caused.

Wie bereits erläutert, kann mittels der beiden Schmutzsensoren 50 und 51 der Bearbeitungszustand der Bodenfläche 44, nämlich deren Verschmutzungsgrad, an zwei im Abstand zueinander angeordneten, quer zur Hauptbewegungsrichtung 24 versetzen Bodenflächenbereichen erfaßt werden. Dies gibt die Möglichkeit, die Bodenfläche 44 innerhalb kurzer Zeit vollständig zu überfahren, wobei bereits gereinigte Bodenflächenbereiche nach Möglichkeit kein zweites Mal überfahren werden. Ein derartiges zweites Überfahren gereinigter Bodenflächenbereiche ist vielmehr nur dann erforderlich, wenn entweder bei der ersten Reinigung nur ein unbefriedigendes Reinigungsergebnis erzielt wurde oder aber wenn ein bereits gereinigter Bodenflächenbereich wieder verlassen werden soll.As already explained, using the two dirt sensors 50 and 51 the processing state of the floor area 44 , namely their degree of soiling, at two spaced apart, transverse to the main direction of movement 24 offset floor surface areas can be detected. This gives the opportunity to the floor area 44 to be run over completely within a short time, whereby already cleaned floor areas are not run over a second time if possible. Such a second running over of cleaned floor surface areas is rather only necessary if either only an unsatisfactory cleaning result was achieved during the first cleaning or if an already cleaned floor surface area is to be left again.

Die Steuerung der Fahrtrichtung mittels der Steuereinheit 20 in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad, der von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 erfaßt wird, ermöglicht eine Segmentierung der Bodenfläche 44, wobei nacheinander einzelne Segmente der Bodenfläche gereinigt werden. Hierzu kommt beim Bodenreinigungsgerät 10 für die Steuereinheit 20 ein Steueralgorithmus zum Einsatz, wie er in den 4 und 5 veranschaulicht ist. Nach einem Start des Bodenreinigungsgeräts 10 wird dieses mittels der Steuereinheit 20 in gerader Richtung verfahren und gleichzeitig wird unter Einsatz der Saugturbine 34 und der Bürstenwalze 26 die überfahrene Bodenfläche gereinigt. Mittels an sich bekannter und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellter Kollisionsdetektoren, die mit der Steuereinheit 20 in Verbindung stehen, kann eine Kollision des Bodenreinigungsgeräts 10 mit einem Hindernis detektiert werden. Erfolgt eine Kollision beispielsweise mit einer Zimmerwand 63, so führt das Bodenreinigungsgerät 10 eine Fahrtrichtungsänderung durch, indem die Steuereinheit 20 einen Steuerbefehl generiert zur Drehung des Bodenreinigungsgeräts 10 nach links um einen festen Winkel, beispielsweise um 90°, oder auch um einen zufälligen Winkel, um das Bodenreinigungsgerät 10 parallel zum Hindernis, im dargestellten Ausführungsbeispiel also parallel zur Zimmerwand 63, auszurichten. Die Fahrt des Bodenreinigungsgeräts 10 wird anschließend in der dann eingenommenen Fahrtrichtung fortgesetzt bis entweder eine erneute Kollision auftritt und eine entsprechende Fahrtrichtungsänderung vorgenommen wird, oder aber bis von den Schmutzsensoren 50 und 51 ein bereits gereinigter Bodenflächenbereich, das heißt eine Schmutzkante detektiert wird. Bei dem in 5 dargestellten Fahrtrichtungsverlauf ist das erstmalige Erreichen einer Schmutzkante durch den Bodenbereich 65 illustriert. Wird eine derartige Schmutzkante detektiert, so wird von der Steuereinheit 20 ein Befehl zur Fahrtrichtungsänderung generiert, wobei sich das Bodenreinigungsgerät 10 parallel zur Schmutzkante ausrichtet. Anschließend wird die Fahrt des Bodenreinigungsgeräts in gerader Richtung fortgesetzt, bis entweder eine erneute Schmutzkante detektiert wird oder aber ein Hindernis auftaucht, um anschließend eine erneute Fahrtrichtungsänderung und -ausrichtung des Bodenreinigungsgeräts parallel zum Hindernis bzw. parallel zur Schmutzkante vorzunehmen. Die Fahrt wird dann so lange fortgesetzt, bis kein ungereinigter Bodenflächenbereich mehr ohne Überfahren einer Schmutzkante erreicht werden kann. Bei dem in 5 veranschaulichten Fahrtrichtungsverlauf ist dies an der Stelle 67 der Bodenfläche 44 der Fall. Da bei einer derartigen Positionierung das Bodenbearbeitungsgerät ohne Überschreiten einer Schmutzkante keinen ungereinigten Bodenflächenbereich mehr reinigen kann, wird von der Steuereinheit 20 ein Befehl zum Überfahren eines bereits gereinigten Bodenflächenbereiches generiert, so daß das Bodenreinigungsgerät 10 aus dem gereinigten Bodenflächensegment herausfährt. Hierzu kann der Steuereinheit 20 ein bestimmter Fahrtrichtungsbefehl vorgegeben werden, alternativ kann vorgesehen sein, daß die Steuereinheit 20 eine Drehung des Bodenreinigungsgeräts 10 um einen zufälligen Winkel veranlaßt.The control of the direction of travel by means of the control unit 20 depending on the degree of soiling from the two dirt sensors 50 and 51 is detected, allows a segmentation of the floor area 44 , whereby individual segments of the floor surface are cleaned one after the other. This comes with the floor cleaning device 10 for the control unit 20 a control algorithm as used in the 4 and 5 is illustrated. After starting the floor cleaning device 10 this is done by means of the control unit 20 move in a straight direction and at the same time using the suction turbine 34 and the brush roller 26 cleaned the floor surface run over. By means of collision detectors known per se and therefore not shown in the drawing, which are connected to the control unit 20 may cause a collision of the floor cleaning device 10 be detected with an obstacle. For example, if there is a collision with a room wall 63 , so the floor cleaning device 10 a change of direction by the control unit 20 generates a control command to rotate the floor cleaning device 10 to the left by a fixed angle, for example 90 °, or by a random angle around the floor cleaning device 10 parallel to the obstacle, in the exemplary embodiment shown parallel to the wall of the room 63 to align. The ride of the floor cleaning device 10 is then continued in the direction of travel then assumed until either another collision occurs and a corresponding change in direction of travel is carried out, or until the dirt sensors 50 and 51 an already cleaned floor area, that is, a dirt edge is detected. At the in 5 The direction of travel shown is the first time a dirt edge is reached through the floor area 65 illustrated. If such a dirty edge is detected, the control unit 20 a command to change the direction of travel is generated, the floor cleaning device 10 aligns parallel to the dirt edge. Then the floor cleaning device continues to travel in a straight direction until either a new dirt edge is detected or an obstacle appears in order to subsequently change the direction and direction of the floor cleaning device parallel to the obstacle or parallel to the dirt edge. The journey is then continued until an uncleaned area of the floor surface can no longer be reached without passing over a dirt edge. At the in 5 illustrated direction of travel this is at the point 67 the floor area 44 the case. Since, in such a positioning, the tillage device can no longer clean an uncleaned area of the floor surface without exceeding a dirt edge, the control unit 20 generates a command to drive over an already cleaned floor area, so that the floor cleaning device 10 moves out of the cleaned floor surface segment. To do this, the control unit 20 a specific direction command can be specified, alternatively it can be provided that the control unit 20 a rotation of the floor cleaning device 10 caused by a random angle.

Die Fahrt über den gerade gereinigten Bodenflächenbereich wird anschließend in gerader Richtung so lange fortgesetzt, bis eine erneute Kollision mit einem Hindernis, beispielsweise mit der in 5 dargestellten Zimmerwand 69 auftritt, und anschließend wird das Bodenreinigungsgerät 10 erneut entsprechend der voranstehend erläuterten Weise verfahren, wobei das Bodenreinigungsgerät 10 jeweils parallel zu einer Zimmerwand oder parallel zu einer Schmutzkante ausgerichtet wird, bis ein erneutes Segment der Bodenfläche 44 vollständig gereinigt ist.The drive over the area of the floor surface that has just been cleaned is then continued in a straight direction until a new collision with an obstacle, for example with the 5 illustrated room wall 69 occurs, and then the floor cleaner 10 proceed again according to the manner explained above, the floor cleaning device 10 in each case parallel to a room wall or parallel to a dirt edge until a new segment of the floor area 44 is completely cleaned.

Die im wesentlichen spiral- oder mäanderförmige Bewegung wird so lange fortgesetzt, bis kein ungereinigtes Bodenflächensegment mehr erfaßbar ist. Bei dem in 5 dargestellten Fahrtrichtungsverlauf ist dies an der Stelle 71 der Bodenfläche 44 der Fall. Die Reinigungsfahrt des Bodenreinigungsgeräts 10 wird dann beendet.The essentially spiral or meandering movement continues until no more uncleaned bottom surface segment can be detected. At the in 5 illustrated direction of travel this is at the point 71 the floor area 44 the case. The cleaning trip of the floor cleaning device 10 is then ended.

Um die Fahrt des Bodenreinigungsgeräts 10 entlang eines Hindernisses zu vereinfachen, weist das Bodenreinigungsgerät 10 auf der Oberseite des Deckels 13 angeordnete, seitwärts gerichtete Abstandssensoren 73 auf, die beispielsweise als Infrarot- oder Ultraschallsensoren ausgestaltet sein können und dem Fachmann an sich bekannt sind. Mittels der Abstandssensoren 73 kann eine Fahrt mit gleichbleibendem Abstand zu einem Hindernis erzielt werden.To the ride of the floor cleaning device 10 To simplify along an obstacle, the floor cleaning device 10 on the top of the lid 13 arranged, side-facing distance sensors 73 that can be configured, for example, as infrared or ultrasonic sensors and are known per se to the person skilled in the art. Using the distance sensors 73 can be achieved with a constant distance to an obstacle.

Aus dem Voranstehenden wird deutlich, daß mittels des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgeräts 10 eine zu reinigende Bodenfläche 44 innerhalb kurzer Zeit vollständig gereinigt werden kann, wobei nach Möglichkeit gereinigte Bereiche kein zweites Mal überfahren werden. Dadurch kann die Arbeitszeit zur Reinigung der Bodenfläche 44 erheblich vermindert werden.From the foregoing it is clear that by means of the floor cleaning device according to the invention 10 a floor surface to be cleaned 44 can be completely cleaned within a short time, where possible cleaned areas no second Be run over. This can reduce the working time for cleaning the floor area 44 be significantly reduced.

Um die Reinigung der Bodenfläche 44 zusätzlich beschleunigen zu können, umfaßt die Steuereinheit 20 des Bodenreinigungsgeräts 10 ein Speicherglied 75 sowie ein Zeitglied 77. Im Speicherglied sind nach einer durchgeführten optimalen Reinigung der Bodenfläche 10 anläßlich einer Lernfahrt positionsabhängig die jeweils auftretenden Verschmutzungsgrade, wie sie von den beiden Schmutzsensoren 50 und 51 erfaßt werden, als Referenzwerte speicherbar.To clean the floor area 44 To be able to accelerate further includes the control unit 20 of the floor cleaning device 10 a memory element 75 as well as a timer 77 , After an optimal cleaning of the floor surface are in the storage member 10 on the occasion of a learning trip, depending on the position, the degree of contamination that occurs, as is the case with the two dirt sensors 50 and 51 can be recorded, stored as reference values.

Während einer Reinigungsfahrt des Bodenreinigungsgeräts 10, wie sie in 5 veranschaulicht ist, werden die abgespeicherten, positionsabhängigen Referenzwerte mit den momentanen Verschmutzungsgraden der Bodenfläche 44 verglichen. Stellt die Steuereinheit 20 fest, daß nur eine geringfügige Abweichung zwischen den momentanen Verschmutzungsgraden und den Referenzwerten vorliegt, so erhöht sie die Fahrgeschwindigkeit des Bodenreinigungs geräts 10 und steuert sowohl die Saugturbine 34 als auch einen zum Drehantrieb der Bürstenwalze 26 zum Einsatz kommenden Elektromotor derart, daß diese in einen energiesparenden Stand-by-Betriebsmodus übergehen. Stellt die Steuereinheit 20 dagegen fest, daß die momentanen Verschmutzungsgrade eine Abweichung zu den abgespeicherten Referenzwerten aufweisen, die einen vorgegebenen Toleranzwert überschreiten, so werden die Saugturbine 34 und der Elektromotor der Bürstenwalze 26 zur vollen Leistung aktiviert, und gleichzeitig wird die Fahrgeschwindigkeit des Bodenreinigungsgeräts 10 verringert. Bodenflächenbereiche, die keiner Reinigung bedürfen, können somit mit überhöhter Geschwindigkeit überfahren werden und gleichzeitig kann der Energieverbrauch des Bodenreinigungsgeräts 10 erheblich vermindert werden.During a cleaning run of the floor cleaning device 10 as in 5 is illustrated, the stored, position-dependent reference values with the current degrees of contamination of the floor area 44 compared. Represents the control unit 20 finds that there is only a slight difference between the current levels of pollution and the reference values, so it increases the driving speed of the floor cleaning device 10 and controls both the suction turbine 34 as well as one for the rotary drive of the brush roller 26 electric motor used in such a way that they go into an energy-saving stand-by operating mode. Represents the control unit 20 if, on the other hand, it is found that the current degrees of contamination differ from the stored reference values which exceed a predetermined tolerance value, the suction turbine 34 and the electric motor of the brush roller 26 activated at full power, and at the same time the driving speed of the floor cleaning device 10 reduced. Floor areas that do not require cleaning can thus be run over at excessive speed and at the same time the energy consumption of the floor cleaning device 10 be significantly reduced.

Der Zeitpunkt der jeweiligen Reinigung der Bodenfläche 44 wird im Speicherglied 75 abgespeichert, und bei einer nachfolgenden, erneuten Reinigung der Bodenfläche 44 wird die seit der letzten Reinigung verstrichene Zeitspanne von der Steuereinheit 20 ermittelt. Je nach Länge der Zeitspanne wird dann die Reinigungsfahrt mit erhöhter oder verringerter Fahrgeschwindigkeit durchgeführt. Außerdem kann vorgesehen sein, daß nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne die Steuereinheit 20 selbsttätig ohne externes Startsignal die Reinigungsfahrt des Bodenreinigungsgeräts 10 aktiviert.The time at which the floor surface was cleaned 44 is in the memory element 75 saved, and with a subsequent, renewed cleaning of the floor surface 44 the time elapsed since the last cleaning by the control unit 20 determined. Depending on the length of the time span, the cleaning run is then carried out at increased or reduced driving speed. It can also be provided that the control unit after a predetermined period of time 20 automatically the cleaning run of the floor cleaning device without an external start signal 10 activated.

Claims

Mobile tillage device for working a floor area, which is designed to be self-propelled and self-steering and has a tillage unit, a drive unit and a control unit, the control unit for controlling the direction of travel of the tillage device being connected to the drive unit and the control unit being assigned a sensor device by means of which the processing state the floor area before it is worked can be distinguished from the working state after it has been worked, characterized in that the direction of travel of the tillage device ( 10 ) depending on the processing state of the sensor device ( 50 . 51 ) detected floor area by means of the control unit ( 20 ) is controllable, whereby driving over already processed floor surface areas can be avoided.

Soil cultivation device according to claim 1, characterized in that by means of the sensor device ( 50 . 51 ) the processing states of two transverse to a main direction of movement ( 24 ) of the soil tillage implement ( 10 ) offset surface areas are detectable and that the direction of travel of the tillage implement ( 10 ) can be controlled as a function of the processing states of the two recorded floor area regions.

Soil cultivation implement according to claim 1 or 2, characterized in that the soil cultivation implement ( 10 ) can be moved automatically along a boundary between a processed floor area and an unprocessed floor area.

Soil cultivation device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor device comprises two sensor elements ( 50 . 51 ), each of which shows the processing state of one of the two transverse to the main direction of movement ( 24 ) of the soil tillage implement ( 10 ) Detect offset surface areas and each provide a corresponding sensor signal and that the direction of travel can be controlled depending on the two sensor signals.

Soil cultivation device according to claim 3, characterized in that the two sensor elements ( 50 . 51 ) can be handled independently.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the tillage unit ( 26 ) transverse to the main direction of movement ( 24 ) of the soil tillage implement ( 10 ) extends and that by means of the sensor device ( 50 . 51 ) the processing states can be detected by the two floor surface areas, each of which is an end area of the floor processing unit ( 26 ), based on its extension transverse to the main direction of movement ( 24 ), are arranged adjacent.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the tillage unit comprises a cleaning unit ( 26 ) includes and that by means of the sensor direction ( 50 . 51 ) the degree of pollution of the floor surface ( 44 ) is detectable.

Soil cultivation device according to claim 6, characterized in that the cleaning unit extends transversely to the main direction of movement ( 24 ) of the soil tillage implement ( 10 ) sweeping brush arrangement ( 26 ) and that by means of the sensor device ( 50 . 51 ) the degree of contamination of each of an end region of the sweeping brush arrangement ( 26 ) cleaned or to be cleaned floor surface areas can be detected.

Soil cultivation device according to claim 7, characterized in that the sweeping brush arrangement comprises a rotatable brush roller ( 26 ) having.

Soil cultivation device according to claim 7 or 8, characterized in that in each case one end region of the sweeping brush arrangement ( 26 ) a separate sensor element that detects the degree of contamination of the floor surface ( 50 . 51 ) assigned.

Soil cultivation device according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the cleaning unit is a suction unit ( 34 ) which has at least one suction channel ( 30 ) with the sweeping brush arrangement ( 26 ) is in flow connection, the suction channel ( 30 ) a dirt collector ( 40 ) and that the sensor arrangement ( 50 . 51 ) on a wall ( 48 ) of the suction channel ( 30 ) or the dirt collector ( 40 ) is arranged.

Soil cultivation device according to claim 10, characterized in that at least one sensor element ( 50 . 51 ) of the sensor arrangement on the inside on the wall ( 48 ) of the suction channel ( 30 ) or the dirt collector ( 40 ) is arranged.

Soil cultivation device according to claim 10, characterized in that at least one sensor element ( 56 ) of the sensor arrangement on the outside on the wall of the suction channel ( 30 ) or the dirt collector ( 40 ) is arranged.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 50 . 51 ) the processing status of the floor surface ( 44 ) recorded without contact.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device has at least one piezoelectric sensor element ( 50 . 51 ) having.

Soil cultivation device according to one of claims 6 to 14, characterized in that by means of the cleaning unit ( 26 ) from the floor area ( 44 ) Detachable dirt particles and the amount of detached dirt particles by means of the sensor device ( 50 . 51 ) can be determined.

Soil cultivation device according to claim 15, characterized in that by means of the sensor device ( 50 . 51 ) the size of the detached dirt particles can be determined.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the control unit ( 20 ) the operation of the tillage unit ( 26 ) depending on the processing status of the floor area ( 44 ) is controllable.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) position-dependent reference values of the processing state of the floor surface ( 44 ) can be made available after optimal cultivation and that the current position-dependent cultivation state is comparable with the reference values, the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement ( 10 ) and / or the mode of operation of the tillage unit ( 26 ) can be controlled depending on the deviation of the current tillage condition from the reference value.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) the time of the last processing of the floor area ( 44 ) can be specified and that the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement ( 10 ) and / or the operation of the tillage unit ( 26 ) can be controlled depending on the time that has elapsed since the last processing.

Soil cultivation device according to claim 19, characterized in that the control unit ( 20 ) includes a timing element coupled to a storage element for automatic storage of the time of the current tillage.

Soil cultivation device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) a distance sensor ( 73 ) is assigned to determine a lateral distance between the tillage implement and an obstacle ( 63 . 69 ), and that the direction of travel and / or the driving speed of the tillage implement ( 10 ) and / or the mode of operation of the tillage unit ( 26 ) depending on the distance of the tillage implement ( 10 ) to the obstacle ( 63 . 69 ) are controllable.