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表面 處理
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摘要
申請專利號:

CN201310054580.8

申請日:

20100716

公開號:

CN103169427A

公開日:

20130626

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A47L9/02,A47L9/06 主分類號: A47L9/02,A47L9/06
申請人: 戴森技術有限公司
發明人: 斯蒂芬.R.迪姆比洛,阿利斯泰爾.W.斯庫斯,斯潘塞.J.R.阿希,亨利.L.蘭伯恩,斯科特.A.馬圭爾
地址: 英國威爾特郡
優先權: 0912356.3,1000958.7
專利代理機構: 北京市柳沈律師事務所 代理人: 葛青
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310054580.8

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種表面處理頭,包括主體;在主體中的吸入腔,該吸入腔包括第一和第二吸入通道,每個通道在一側上以工作邊緣為邊界;空氣管道介于第一和第二吸入通道之間,用于將空氣朝向工作邊緣輸送;刷子單元和用于讓刷子單元在存放位置和展開位置之間運動的驅動機構,在存放位置中空氣管道開放到大氣,在展開位置中空氣管道被封閉。

權利要求書

1.一種表面處理頭,包括:主體;在主體中的吸入腔,該吸入腔包括第一和第二吸入通道,每個通道在其兩側上以相應工作邊緣為邊界;空氣管道,置于第一和第二吸入通道之間,用于將空氣朝向工作邊緣輸送;刷子單元和驅動機構,該驅動機構用于在存放位置和展開位置之間運動刷子單元,在該存放位置中,空氣管道通向大氣,且在該展開位置中空氣管道被關閉。2.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,空氣管道在主體的上下表面之間延伸。3.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,空氣管道鄰近工作邊緣。4.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,刷子單元布置為在刷子單元處于展開位置時覆蓋空氣管道。5.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,刷子單元包括孔,用于在刷子單元處于存放位置時朝向空氣管道輸送空氣。6.如前述任一項權利要求所述的表面處理頭,其中,驅動機構包括壓力腔室和用于改變壓力腔室中壓力的器件,刷子單元布置為根據腔室中的壓力在存放位置和展開位置之間運動。7.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,壓力腔室具有可變的容積,由此壓力腔室容積的改變使得刷子單元相對于主體運動。8.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,壓力腔室位于主體和刷子單元之間。9.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,壓力腔室位于主體上方。10.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,壓力腔室包括可相對于下腔室區段運動的上腔室區段。11.如權利要求10所述的表面處理頭,其中,上腔室區段至少部分地通過刷子單元限定。12.如權利要求10所述的表面處理頭,其中,壓力腔室包括位于上腔室區段和下腔室區段之間的環形柔性密封構件。13.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,壓力腔室包括彈性元件,用于迫使壓力腔室朝向刷子單元處于存放位置的結構運動。14.如權利要求6所述的表面處理頭,其中,吸入腔形成吸入通道的一部分,該吸入通道在吸入開口和空氣出口之間延伸,其中,用于改變腔室中壓力的器件包括流體管道和控制機構,該流體管道在吸入通道和壓力腔室之間延伸,該控制機構用于控制通過流體管道的氣流。15.如權利要求14所述的表面處理頭,其中,控制機構布置為在使用中根據頭被操作所在的地面表面的特點來改變通過流體管道的氣流。16.如權利要求14所述的表面處理頭,其中,控制機構包括致動器,該致動器可相對于主體運動,以改變通過流體管道的氣流。17.如權利要求16所述的表面處理頭,其中,致動器構造為使用中,在表面處理頭在要被處理的表面上操作時,通過與該表面的接合而相對于主體運動。18.如權利要求16所述的表面處理頭,其中,致動器構造為,在表面處理頭在要被處理的表面上操作時,通過與該表面的接合而相對于主體樞轉。19.如權利要求16所述的表面處理頭,其中,控制機構包括向下延伸超過致動器的至少一個表面接合構件。20.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,在存放位置,刷子單元在主體周圍延伸。21.如權利要求1所述的表面處理頭,其中,刷子單元包括一排鬃毛、鬃毛幕簾和至少一個柔性材料帶中的至少一個。22.一種表面處理器具,裝有如權利要求1所述的表面處理頭。

說明書

本申請是申請日為20100716的申請號為201010232835.1的題為“表面處理頭”的發明專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種表面處理頭,其可被用于諸如真空吸塵器這樣的的表面處理器具,或形成該器具的一部分。

背景技術

真空吸塵器通常設置有一系列用于處理特定清理類型的工具。工具包括地面工具,用于一般的地面上清理。已經有人致力于改善地面工具在鋪地毯地面上的拾取性能。一些工具具有在吸入口中安裝的刷子,所述刷子旋轉以便以與直立真空吸塵器的刷棒相同的方式刷動地面表面。刷子可以通過使用空氣渦輪機或通過電機來旋轉,該電機通過自清潔器主體獲得的電力供電。但是,這類工具通常比無源地面工具更昂貴且耗電。

已經有人致力于以更無源的方式改善地面工具。例如,EP1320317披露了一種地面工具,具有連結在工作邊緣附近至少一側上的吸入通道,該工作邊緣用于與地面表面接合并刷動地面表面。在工具底側上的棉絨拾取器用作單向門,用于地面工具被沿地面推動時允許頭發、絨毛和其他纖維材料在棉絨拾取器下方經過,但是在地面工具被向回拉動時阻擋棉絨。地面工具在地面表面上的反復向前和向回運動能捕獲棉絨并將其滾成球,以使得其可被地面工具吸走。地面工具還包括柔性鬃毛裙狀部,其圍繞地面工具的底側但不是其一部分。裙狀部在展開位置和收回位置之間運動,該展開位置用于清理硬質地面,其中裙狀部沿硬質地面騎跨并用于將工作邊緣與地面表面間隔開,該收回位置用于在清理地毯時使用,在該位置工作邊緣能接觸地面表面且裙狀部充分收回,而不會妨礙地面工具在地毯表面上的運動。

發明內容

本發明提供一種表面處理頭,包括:主體;在主體中的吸入腔,該吸入腔包括第一和第二吸入通道,每個通道在一側上以工作邊緣為邊界;空氣管道,置于第一和第二吸入通道之間,用于將空氣朝向工作邊緣輸送;刷子單元和用于讓刷子單元在存放位置和展開位置之間運動的驅動機構,在存放位置中空氣管道開放到大氣,在展開位置中空氣管道被封閉。

優選地開放到大氣的、置于第一和第二吸入通道之間的空氣管道允許空氣在兩吸入通道的兩側吸入,從而改善拾取性能。空氣管道優選地在主體的上表面和下表面之間延伸,以使得空氣被向下抽吸到吸入通道邊緣。有利的是,空氣管道鄰近至少一個工作邊緣,以便在工作邊緣的表面上產生氣流。這有助于將例如在地毯纖維上的通過工作邊緣的作用所卷起的臟物和灰塵抽吸到吸入腔中。

為了使得表面處理頭來處理鋪地毯地面表面和硬質地面表面二者,表面處理頭被設置有刷子單元和用于讓刷子單元在存放位置和展開位置之間運動的驅動機構。刷子單元優選地包括至少一個刷子,其可以包括一排鬃毛、鬃毛簾和至少一個柔性材料條帶中的至少一個,該刷子至少部分地在地面工具的主體周圍延伸。在刷子單元的存放位置,刷子優選地位于工作邊緣上方,由此將表面處理頭處于適于處理鋪地毯地面表面的結構。另一方面,在刷子單元的展開位置中,刷子的至少一部分優選地位于工作邊緣下方。這使得表面處理頭處于適于處理硬質地面表面的結構。

刷子單元的至少一部分可在主體上表面上延伸,且在刷子單元從其存放位置運動到其展開位置時刷子單元的至少一部分可以布置為可相對于主體的上表面運動,例如朝向主體的上表面運動。例如,刷子單元可以是在表面處理頭主體上方和周圍延伸的覆蓋件或框架的形式。結果,當刷子單元在其展開位置時,刷子單元的一部分可以關閉空氣管道,使得在吸入腔中形成低壓,且由此改善將位于硬質地面表面縫隙中的臟物和灰塵到進入吸入腔的氣流中的曳入。刷子單元優選地布置為在刷子單元處于展開位置時覆蓋空氣管道。刷子單元優選地包括孔,用于在刷子單元處于存放位置時朝向空氣管道輸送空氣。

頭優選地包括在吸入腔中的流體流動路徑,該路徑從第一通道延伸到第二通道,且從第二通道延伸到出口。設置這樣的流體流動路徑允許制造更流線的工具。

優選地,每個吸入通道在兩側上以相應工作邊緣為邊界,以使得工具的攪動作用增加。攪動的進一步增強可通過延伸至少一個工作邊緣,以使得其基本占據主體的整個寬度來實現。

有利的是,流體流動路徑的一部分通過在第一吸入通道和第二吸入通道之間延伸的中間通道形成。流體流動路徑優選第包括第一和第二中間通道,其可橫向于吸入通道延伸,且優選地位于工具主體的相對側部上。

優選地,流體流動路徑包括沿流動方向截面面積增加的區域。吸入通道的任一個或二者可包括沿流動方向截面積增加的區域。這種結構提供了吸入腔內壓力的平衡,以使得空氣跨過通道的整個寬度均勻地吸入到這兩個吸入通道中。

主體的底表面可設置有至少一個棉絨拾取器,其有助于頭發、絨毛和其他纖維的拾取。

送氣閥也可以設置并布置為在使用中根據吸入腔中的壓力(例如在壓力落到預定壓力之下時)允許大氣進入工具。這防止在吸入腔暫時地被堵住的情況下主體被向下迫到地面表面上。

柔性軟管優選地在出口和連接器之間,該連接器用于將工具連接到筒式(罐式、桶式)、直立或手持真空吸塵器的推桿或軟管端部。替換地,工具可以形成表面處理器具本身的一部分,譬如直立真空吸塵器或桿式真空吸塵器的清潔頭。

驅動機構優選地布置為在使用中根據表面處理頭正在被操作時所在的地面表面的特性在存放位置和展開位置之間自動地移動刷子單元。

驅動機構優選地使用空氣壓力來實現刷子單元在其有存放位置和展開位置之間的運動。例如,驅動機構可包括壓力腔室和用于改變壓力腔室中壓力的器件。刷子單元被布置為根據腔室中的壓力而在其存放位置和展開位置之間運動。壓力腔室可具有根據腔室中空氣壓力和腔室外部大氣壓力之間的差而變化的容積,由此壓力腔室容積的改變導致刷子單元相對于主體運動。

壓力腔室優選地位于主體和刷子單元之間。壓力腔室優選地位于主體上方,且由此可以位于主體的上表面和刷子單元一部分的下表面之間,且可以部分地通過主體的上表面限定。刷子單元的下表面也可限定出壓力腔室的一部分,替換地下腔室區段可位于主體外表面上,刷子單元包括可相對于下腔室區段運動的上腔室區段。腔室可進一步包括環形柔性密封構件,其在上和下腔室區段之間延伸,以允許壓力腔室的容積變化同時在它們之間提供氣密密封。該密封構件是套筒的形式,該套筒具有連接到上腔室區段的一端和連接到下腔室區段的另一端。

替換地,下腔室區段和上腔室區段中的一個可布置為活塞的形式,該活塞可在另一腔室區段中并相對于該另一腔室區段運動,以改變壓力腔室的容積。在這種情況下,O形環或其他環形密封元件可以定位在腔室區段的最內部的周邊表面上,以在腔室區段之間形成氣密密封。

作為另一替換例,壓力腔室可以是囊或其他可膨脹構件的形式,位于主體和刷子單元之間,且其可以在其膨脹時將刷子單元從展開位置運動到存放位置。

腔室優選地承裝彈性構件,諸如彈簧,用于將腔室朝向刷子單元處于其存放位置的結構促動。降低腔室中的壓力可以使得大氣壓力抵抗彈性構件的偏壓力而作用在腔室上,以減小腔室的容積,由此使得刷子單元運動到其展開位置。隨后例如通過允許空氣以大氣壓力進入腔室而增加腔室中的壓力而使得彈性元件增加腔室的容積,使得刷子單元運動到其存放位置,以將表面處理頭處于適于處理鋪鋪地毯地面表面的結構。

吸入腔優選地形成吸入通道的一部分,該吸入通道延伸到表面處理頭的空氣出口,且用于改變腔室中空氣壓力的器件優選地包括在吸入通道和腔室之間延伸的流體管道和用于控制通過流體管道的氣流的控制機構。控制機構優選地布置為在使用中根據該頭被操作所在的地面表面的特點而改變通過流體管道的氣流,且由此改變腔室中的空氣壓力。

控制機構包括致動器,該致動器可相對于主體運動,以改變通過流體管道的氣流。在表面處理頭在要被處理的表面上操作時,致動器優選地構造為在使用中通過與該表面的接合而相對于主體運動,優選地相對于主體樞轉。

控制機構可包括至少一個表面接合構件,例如輪子或其他滾動元件,向下延伸超過致動器。結果,當表面接合構件與硬質地面表面接合時,致動器與地面表面間隔開,且由此在表面處理頭在該地面表面上操作時保持在其位置。結果,在腔室中保持相對較低的壓力,這又在表面處理頭在硬質地面表面上操作時將刷子單元保持在其展開位置中。

當表面處理頭從硬質地面表面運動到地毯表面上時,地面接合構件將至少部分地陷入到地毯的毛簇中,使得致動器與地面表面接觸。在表面處理頭在鋪地毯地面表面上操作時,地面表面的毛簇使致動器運動,例如運動到已旋轉位置。致動器的運動促使腔室中的壓力升高,使得彈性元件將腔室運動到膨脹結構且由此將刷子單元運動到其存放位置,由此使得工作邊緣與鋪地毯地面表面接觸。

控制機構可以包括流體口,該流體口暴露至大氣且與流體管道流體連通,還包括閥,用于選擇性地關閉流體口,致動器布置為操作該閥。閥優選地在第一位置和第二位置之間運動,在該第一位置流體管道暴露至大氣,在該第二位置,流體管道基本與大氣隔絕。致動器優選地被朝向閥處于第二位置的位置偏壓。

流體口、閥和致動器優選地形成相對于主體可運動的閥單元的一部分。閥單元優選地位于柔性軟管下方。在頭在表面上操作時,閥單元的殼體優選地可相對于主體運動。閥單元優選地連接到主體,以用于相對于其運動。

閥單元的殼體可包括用于將致動器的運動轉換成閥相對于殼體的運動的器件。例如,閥單元的殼體可包括凸輪,該凸輪可被致動器旋轉,以實現閥相對于殼體的運動。閥優選地被朝向凸輪偏壓。閥和凸輪優選地位于閥單元的閥腔室中。

致動器優選地包括兩個按角度間隔開的已旋轉位置,以使得在表面處理頭在鋪地毯地面表面上前后運動時致動器可快速地在其兩個已旋轉位置之間擺動,以使得在地面工具在鋪地毯地面表面上的向前行程和向后行程中刷子單元均保持處于其存放位置。

本發明還提供一種表面處理器具,例如真空吸塵器,包括上述表面處理頭。

附圖說明

將通過例子并參考所附附圖來描述本發明,其中:

圖1是第一表面處理頭的頂部透視圖;

圖2是圖1的頭的底部透視圖;

圖3是圖1的頭的側視圖;

圖4是圖1的頭的截面側視圖;

圖5A是圖1的頭的一部分在沿第一方向使用中的示意性側視圖;

圖5B是圖5A的部分在沿第二方向使用中的示意性側視圖;

圖6是圖的頭的底部視圖;

圖7A是圖5A中所示部分替換例在沿第一方向使用中的示意性側視圖;

圖7B是圖7A一部分在沿第二方向使用中的示意性側視圖;

圖8是并入了圖1中的頭的真空吸塵器在使用中的側視圖;

圖9是第二表面處理頭的頂部透視圖;

圖10是圖9的頭的底部透視圖;

圖11是圖9的頭的底部視圖;

圖12是圖9的頭的頂部視圖;

圖13A是沿圖12中A-A線的側截面圖,頭的刷子單元處于展開位置;

圖13B是沿圖12中B-B線的側截面圖,頭的刷子單元處于展開位置;

圖13C是沿圖12中C-C線的側截面圖,頭的刷子單元處于展開位置;

圖14A是沿圖12中A-A線的側截面圖,頭的刷子單元處于存放位置;

圖14B是沿圖12中B-B線的側截面圖,頭的刷子單元處于存放位置;

圖14C是沿圖12中C-C線的側截面圖,頭的刷子單元處于存放位置;

圖15A是驅動機構的示意性顯示,其用于移動圖9的頭的刷子單元,該機構處于刷子單元位于其存放位置的結構;和

圖15B類似于圖15A的結構,驅動機構處于刷子單元位于其展開機構的結構。

具體實施方式

圖1到4和6顯示了真空吸塵器地面工具10形式的第一表面處理頭。地面工具10包括主體12和一對輪子14,該對輪子布置為允許地面工具10在地面表面上被操縱。每個輪子14可旋轉地連接到相應的臂15,該臂從主體12向后延伸。地面工具10還包括連接器16,該連接器具有開口端,該開口端可連接到真空吸塵器的推桿或軟管。可與主體12呈一體的地面工具10的底表面18界定出地面工具10的吸入腔20。在使用中,吸入腔20面對要被清理的地面表面并允許帶臟物的氣流從地面表面進入地面工具10。一對輪子21可旋轉地安裝在形成在主體12的底表面18中的凹部中,以將地面工具10的底表面18例如與地面工具10正被操作時所在的硬質地面表面間隔開。

吸入腔20包括第一吸入通道22和第二吸入通道24,兩通道都在地面工具10的主體12的相對側表面26、28之間延伸。第一吸入通道22定位在地面工具10的前壁30附近,而第二吸入通道24位于地面工具10的后壁32附近。第一和第二吸入通道22、24具有基本相似的外部尺寸且位于同一平面中。第二吸入通道24敞開到位于主體12的后壁32中央位置的出口34中。中間通道36提供了在第一吸入通道22和第二吸入通道24之間的流體連接。設置兩個中間通道36,每一個定位在主體12的相應側邊緣26、28附近。中間通道36在吸入通道22、24之間橫向延伸。中間通道36的外側壁包括地面工具10的側邊緣26、28的一部分。

每個吸入通道22、24通過由地面工具10的底表面18形成的工作邊緣限定。第一吸入通道22具有前工作邊緣40和后工作邊緣42。第二吸入通道24也具有前工作邊緣44和后工作邊緣46。工作邊緣被尖銳地限定,以便在地面工具10被用在地毯表面上時提供有效的刷動動作。在這種表面上,輪子21陷入地毯的毛簇中,以使得工作邊緣與地毯接觸。

地面工具10還包括至少一個空氣管道。在該例子中,該至少一個空氣管道是兩個槽道48的形式,每個槽道通過第一吸入通道22的后工作邊緣42、中間通道36的內壁和后吸入通道24的前工作邊緣44界定。每個槽道48從地面工具10的上表面52向下延伸到地面工具10的底表面18。每個槽道48開放到大氣。

圖5a和5b示意性地顯示了在使用中的空氣槽道48和工作邊緣的功能。在圖5a中,地面工具10被沿鋪地毯地面表面向前推,該方向通過在上表面52上方的大箭頭表示。地面工具10與產生吸入氣流的真空吸塵器流體連通,如將在后文討論的那樣。在地面工具10的向前行程中,各個吸入通道22、24的前工作邊緣40、44進入工作狀態。前工作邊緣40、44展開地毯的毛簇,以使得吸入空氣能繞前工作邊緣40、44流動并進入吸入通道22、24,如較小箭頭所示。空氣在主體12的前壁30下、在前工作邊緣40下被吸入并進入到吸入腔20的第一吸入通道22。來自第一吸入通道22的空氣流過中間通道36并進入第二吸入通道24,并通過出口34離開吸入腔20。空氣還被從大氣通過空氣槽道48吸入,經前工作邊緣44下方進入吸入腔20的第二吸入通道24。來自第二吸入通道24的空氣通過出口34離開吸入腔20。出口34具有漏斗口,以便在第二吸入通道24和出口34之間提供平滑的過渡。

在圖5b中,地面工具10被沿鋪地毯地面表面向回拖拽,該方向由在上表面52上方的大箭頭表示。在地面工具10的向后行程中,吸入通道22、24的后工作邊緣42、46進入工作狀態。空氣通過空氣槽道48從大氣并經后工作邊緣42下方吸入并進入到第一吸入通道22。來自第一吸入通道22的空氣流過中間通道36進入第二吸入通道24,然后通過出口34離開吸入腔20。空氣還在主體12的后壁32下方、后工作邊緣46的下方吸入并進入到第二吸入通道24。來自第二吸入通道24的空氣通過出口34離開吸入腔20。

由此,對于地面工具10的每個行程來說,多個工作邊緣起作用,以使得臟物和灰塵的拾取與僅具有一個吸入通道和兩個工作邊緣的常規地面工具相比得以改善。通過在第一和第二吸入通道22、24之間設置沿地面工具10的側壁26、28延伸的流體連接,具有多個吸入通道和工作邊緣的地面工具能被制造為具有與常規的單吸入通道地面工具類似的尺寸。具體說,地面工具10的深度可以被制造為相對較小,以使得地面工具10具有較低的姿態。該優點可以在圖3和4中更好地看到。

吸入腔20的細節可在圖2和6中看到,它們更詳細地顯示了地面工具10的下側部分。吸入腔20并不具有均一的橫截面。第一吸入通道22具有中央區域54,該區域具有最小的吸入腔20的橫截面積。橫截面積沿流體流動路徑56(在圖6中顯示)的一部分增加,該部分從中央區域54沿第一吸入通道22的其余部分延伸到其臨近地面工具10側壁26、28的外邊緣。吸入腔20的橫截面積沿流體流動路徑56的從第一吸入通道22沿中間通道36延伸到第二吸入通道24的那部分是基本一致的。吸入腔20的橫截面積還沿流體流動路徑56的從中間通道36沿第二吸入通道24延伸到出口34的那部分增加,該出口位于主體12的后壁32的中央部分中。為了適應吸入腔20的該形狀,空氣槽道48被布置為合起來成V形且頂點在第一吸入通道22的中央區域54附近。通過將吸入腔20布置為沿流體流動路徑56的至少一部分具有增加的截面,在整個吸入腔20中可保持基本恒定的流體壓力。這提供了在性能上的進一步的優點,因為其能確保空氣在跨吸入通道22、24的整個寬度上被均勻地吸入到兩個吸入通道22、24中。

前工作邊緣40和后工作邊緣46跨過地面工具10的主體12的寬度延伸。為了進一步增加臨近空氣槽道48的工作邊緣42、44的效果,這些邊緣通過橋接件58延伸到側壁26、28,所述橋接件48橫跨中間通道36。橋接件58從空氣槽道48的相對邊緣延伸到側壁26、28且還提供較小的通路,用于流體從側壁在由橋接件58形成的工作邊緣42、44的那些部分下方并沿這些部分流動。橋接件58可以形成地面工具10的底表面18的整體部分。通過設置基本延伸地面工具10的整個寬度的工作邊緣,可以實現更大的刷動作用。

棉絨拾取器60設置在地面工具10的底表面18上位于地面工具10的前后部分處,并與工作邊緣40、46間隔開。每個棉絨拾取器60包括固定有多個細小纖維叢的材料帶。地面工具10在地面表面上的往復前后動作能捕獲頭發、絨毛和其他纖維材料并將其卷成球,以使得其可以被吸入到吸入腔20中。使用棉絨拾取器60能造成使用者在地面表面上推動或拉動地面工具10所需要的力增加。可以增加棉絨拾取器60的寬度以基本上達到地面工具的總寬度,盡管這會造成使用者所需的推力增加。

送氣閥62設置在地面工具10的上表面52中。在吸入腔20例如被吸入到吸入通道22、24中的織物堵塞的情況下,吸入腔20內的壓力會下降。當吸入腔20內的壓力下降到低于預定值時,大氣壓力作用在送氣閥62上并抵抗彈簧64的力向內推動送氣閥,由此提供用于讓大氣進入地面工具10的開口。當堵塞被去除時,彈簧22的力促使送氣閥62回到其原始位置,與上表面52齊平。

為了獲得來自地面工具10的最佳可能性能,重要的是在地面工具10被沿地面表面拉動和推動時工作邊緣保持與地面接觸。為了實現這一點,在出口34和與真空吸塵器的推桿及軟管連接的連接器16之間設置關節件。關節件以柔性內部軟管66的形式設置。內部軟管66的一個端部68具有寬口,該寬口裝配在吸入腔20的槽形出口34上并抵靠出口密封。內部軟管66的另一端部70具有圓形截面且布置為裝配在頸部72上并抵靠頸部密封,該頸部又裝配在連接器16內。頸部72連接到且優選地整合到第二對臂74,該第二對臂74朝向地面工具10的主體12延伸。每個臂74可在其一端附近樞轉地連接到第三對臂76的相應一個的第一端。這提供了地面工具10的第一鉸接接頭78。每一個臂76的第二端可樞轉地連接到地面工具10的主體12的相應臂15。這提供了地面工具10的第二鉸接接頭80。第一和第二接頭78、80繞平行于地面表面的軸線樞轉。內部軟管66提供了在出口34和連接器16之間空氣路徑的可靠密封,而同時允許運動和靈活性。

連接器16布置為相對于頸部72繞垂直于第一和第二接頭78、80的軸線的軸線旋轉。頸部74與連接器16的可旋轉地連接形成第三接頭82,該接頭允許工具橫向地運動。在使用中,三個接頭允許地面工具10被操縱并轉向,同時保持工作邊緣與地毯的接觸,以使得工具的拾取性能增加。第一和第二接頭78、80的雙重鉸接結構允許通過使用者施加到地面工具10的力通過地面工具10的輪子14傳遞。這有助于減小運動阻力,也允許使用者完成更長的行程同時保持地面工具10趴在地面表面上。

圖7a和7b顯示了圖5a和5b所示的部件的鉸接連接的替換例。在該替換例中,第一和第二吸入通道22、24相對于彼此鉸接。柔性接頭84將第一吸入通道22連接到第二吸入通道24。在圖7a中,地面工具10被沿鋪地毯地面表面向前推動,該方向通過在上表面52上方的較大箭頭表示。在地面工具10的向前行程中,柔性接頭84允許第一和第二吸入通道22、24向前樞轉,降低工作邊緣40、44,以使得它們與地面表面接合。在反向行程中,如圖7b所示,柔性接頭84允許第一和第二吸入通道22、24向后樞轉,朝向地面表面降低工作邊緣42、46。該實施例在地面工具10的各種工作位置都能保持工作邊緣與地面表面接合,即使是出口34和連接器16之間的連接是剛性的也可以。

圖8顯示了地面工具10作為旋風真空吸塵器84形式的表面處理器具的一部分。真空吸塵器86具有主體88,該主體承裝電機和風扇單元(未示出)。主體88包括用于允許真空吸塵器86在地面表面上行進的器件,在該實施例中該器件包括一對輪子90。旋風分離器92形式的分離設備可釋放地附接到主體88。柔性軟管94可連接到主體88的入口。柔性軟管94的另一端可連接到推桿96,推桿的末端適于接收地面工具10的連接器16。連接器16也可以直接連接到軟管94。在使用中,在使用者繞室內移動時,真空吸塵器86的主體88被柔性軟管94沿地面表面拉動。當使用者打開真空吸塵器86時,電機被通電并驅動風扇,以便將臟空氣通過地面工具10吸入。帶有來自地面表面的灰塵和臟物的臟空氣通過推桿96和軟管94吸入并經由入口進入旋風分離器92。

旋風分離器92包括上游旋風器,之后是多個下游旋風器。進入旋風分離器92的空氣被促使繞旋風器的內部沿螺旋路徑行進。臟物和灰塵從空氣的旋流中被分離。干凈的空氣隨后從旋風分離器92進入真空吸塵器86的主體88。干凈的空氣隨后依次經過電機前過濾器、電機和風扇單元并隨后經過電機后過濾器,最后通過排出口98離開真空吸塵器86。

地面工具10的較低姿態允許其在較低的家具或其他障礙物下方使用。由于設置了從第一吸入通道22到第二吸入通道24并從該處到達出口34的流體流動路徑56,使得可以制造這種較低姿態的工具。工作邊緣和空氣槽道48一起產生高效的刷動動作,這對于從地毯的毛簇攪起臟物和灰塵是有利的。刷動動作可以至少與被驅動的刷子條實現的效果一樣好。

器具不必是旋風真空吸塵器。本發明可以應用于其他類型的真空吸塵器的表面處理頭,例如直立機器、桿式真空吸塵器或手持真空吸塵器的頭部和工具。進而,本發明可應用于其他類型的清潔頭,例如濕式和干式機器或地毯洗滌機的頭部,和普通表面處理頭——如在拋光/打蠟機、壓力清洗機、地面標記機和剪草機上所采用的。

已經參照無源工具描述了本發明,但是本發明等效地可適用于采用被電機或渦輪驅動的刷動器的工具,刷動器例如是刷子條或攪動器。

進而,可以設置吸入通道,每個吸入通道通過至少一個,優選地至少兩個工作邊緣界定。每個額外的吸入通道可以通過其他的大氣管道與其相鄰的器件分開。所述(或每個)大氣管道可包括一個開口或多個較小的槽、噴嘴或管道。相對較小尺寸的大氣通路的設置可有助于形成靠近工作邊緣的高壓空氣噴射,以進一步從地毯上攪起碎屑。通過設置多個大氣管道代替一個不中斷的管道,地面工具的魯棒性得以改善。

其他的改變例對于本領域技術人員來說是明顯的。例如,至少一個棉絨拾取器可以省略或通過毛氈、多排鬃毛或梳子來代替。

圖9到12顯示了鬃毛布置為相對于主體可選擇地降低和升起的第二表面處理頭。該第二表面處理頭也是真空吸塵器地面工具110的形式。地面工具110包括主體112和一對輪子114,所述輪子布置為允許地面工具110在地面表面上被操縱。每個輪子114可旋轉地連接到相應臂115,所述臂向后從主體112延伸。地面工具110還包括連接器116,所述連接件具有開放端,所述開放端可連接到真空吸塵器的推桿或軟管。地面工具110的底表面118限定出地面工具110的吸入腔120。在使用中,吸入腔120面對要被清理的地面表面并允許來自地面表面的帶臟物的空氣進入地面工具110。在該地面工具110中,單個輪子121可旋轉地安裝在主體112的底表面118的前邊緣130附近形成的凹部中,以將地面工具110的底表面118例如與硬質地面表面(地面工具110在該地面表面上操作)間隔開。

類似于地面工具10的吸入腔20,吸入腔120包括第一吸入通道122和第二吸入通道124,二者在地面工具110的主體112的相對側邊緣126、128之間延伸。第一吸入通道122定位在主體1112的前壁130附近,第二吸入通道124定位在主體112的后壁132附近。第一和第二吸入通道122、124具有與地面工具10的第一和第二吸入通道22、24基本相同的形狀。第二吸入通道124敞開到出口134中,該出口134居中地位于主體112的后壁132中。中間通道136提供了在第一吸入通道122和第二吸入通道124之間的流體連接。如地面工具10那樣,設置兩個中間通道136,每一個定位在主體112的相應側邊緣126、128附近。中間通道136在吸入通道122、124之間橫向延伸。中間通道136的外壁包括主體112、的側邊緣126、128的部分。

類似于地面工具10,每個吸入通道122、124以由主體112的底表面118形成的工作邊緣為邊界。第一吸入通道122具有前工作邊緣140和后工作邊緣142。第二吸入通道124也具有前工作邊緣144和后工作邊緣146。地面工具110的工作邊緣的形狀和作用基本與地面工具10的工作邊緣的形狀和作用相同。

地面工具110還包括至少一個空氣管道。在該例子中,至少一個空氣管道是兩個槽道148的形式,每個槽道通過第一吸入通道122的后工作邊緣142、中間通道136的內壁和后吸入通道124的前工作邊緣144界定。每個槽道148從主體112的上表面152向下延伸到主體112的底表面118。每個槽道148敞開到大氣,且也具有與地面工具10的槽道48相同的功能。

棉絨拾取器160也被設置在主體112的底表面118的前部和后部處。如地面工具10那樣,送氣閥162設置在地面工具110的主體112的上表面152中。送氣閥162以類似于地面工具10的送氣閥62的方式發揮功能。

地面工具110以類似于地面工具10的方式被關節連接。地面工具110包括柔性內部軟管166。內部軟管166的一個端部168具有寬口,該寬口裝配在吸入腔120的出口134上并抵靠出口密封。內部軟管166的另一端部170具有圓形截面,且布置為裝配在頸部172上并抵靠頸部密封,該頸部又裝配在連接器116內。頸部172連接到且優選地整合到第二對臂174,該第二對臂朝向地面工具110的主體112延伸。每個臂174在其一端附近可樞轉地連接到第三對臂176的相應一個的第一端。這提供了地面工具110的第一鉸接接頭178。每個臂176的第二端可樞轉地連接到主體112的相應臂115。這提供了地面工具110的第二鉸接接頭180。第一和第二接頭178、180繞平行于地面表面的軸線樞轉。連接器116布置為相對于頸部172繞垂直于第一和第二接頭178、180軸線的軸線旋轉。頸部174與連接器116的可旋轉連接形成第三接頭182,這允許工具橫向運動。

與地面工具10相反,地面工具110包括刷子單元190。刷子單元190包括覆蓋件192,該覆蓋件在地面工具的主體112上方并繞其延伸。覆蓋件192的下表面包括環形溝槽,一排或一簾鬃毛194位于溝槽中,以使得鬃毛194繞地面工具110的主體112延伸。一系列城堡形結構(未示出)可以形成在該排鬃毛194臨近主體112的前邊緣130的那部分中。覆蓋件192包括多個窗口196,所述窗口允許空氣在主體122的上表面152上方經過并到達槽道148。覆蓋件192的一部分直接位于槽道148上方。

地面工具110包括驅動機構200,用于讓刷子單元190在存放位置和展開位置之間運動。如在下文詳細描述的,在刷子單元190的存放位置中,鬃毛194位于主體112的工作邊緣140、142、144、146上方,而在刷子單元190的展開位置中,至少鬃毛194的末端位于主體112的工作邊緣140、142、144、146下方。結果,地面工具110可在第一構造和第二構造之間切換,在第一構造中,地面工具110適于清理鋪地毯地面表面,在第二構造中,地面工具110適于清理硬質地面表面。

驅動機構200在圖15a和15b中示意性地顯示。驅動機構200的各個部件也可見于圖9到14。驅動機構200使用空氣壓力來實現刷子單元190在其存放和展開位置之間的運動。驅動機構200包括壓力腔室202,該壓力腔室定位為與來自吸入腔120的出口134流體連通,這是通過在該出口和該壓力腔室之間延伸的流體管道204實現的。流體管道204可以用多個經連接的管路或管道形成。壓力腔室202包括通過刷子單元190的覆蓋件192的凸起中央部分界定的上腔室區段206。壓力腔室202還包括附連到主體112的上表面152的下腔室區段208。柔性的環形密封構件210——優選地是套筒形式的——連接到上腔室區段206和下腔室區段208二者,以在它們之間形成氣密密封,且允許上腔室區段206相對于下腔室區段208運動。

壓力腔室202承裝彈性構件212,該彈性構件優選是螺旋彈簧的形式,用于促動上腔室區段206離開下腔室區段208。彈簧構件212的偏壓力被選擇為使得壓力腔室202具有可根據壓力腔室202中的空氣壓力和在壓力腔室202外部的大氣壓力之間的差來改變容積。當該壓力差相對較低時,上腔室區段206被彈性構件212促動離開下腔室區段208,如圖15a中箭頭214所示,以使得壓力腔室202采取膨脹的結構。在壓力腔室202的該構造中,包括上腔室區段206的刷子單元190處于其存放位置。這是在地面構件110不被使用時的刷子單元190的正常位置。另一方面,當壓力差相對較高時,上腔室區段206被抵抗彈性構件212的偏壓力施加的大氣壓力促動朝向下腔室區段208運動,如圖15a中箭頭216所示,以使得壓力腔室202采取收縮的結構。在壓力腔室202的該結構下,刷子單元190處于其展開位置。

驅動機構200包括用于通過控制經過流體管道204的氣流來改變壓力腔室202中空氣壓力的控制機構。該控制機構包括閥單元218。參見圖10和11,閥單元218定位在軟管166下方。閥單元218連接到地面構件110的主體112的臂115并定位在這些臂之間,以使得閥單元218可相對于主體112運動。地面構件110在地面表面上被操作時,這允許閥單元218能被保持在基本水平的位置。在該例子中,閥單元218可樞轉地安裝到主體112。替換地,閥單元218可以在形成于主體112的臂115中的槽道中運動。一個或多個彈簧(未示出)可設置為用于將閥單元218偏壓遠離軟管116,即朝向地面工具10所處的地面表面。

閥單元218包括殼體220,流體管道204穿過該殼體220。殼體220具有閥222,用于選擇性地打開和關閉流體端口224,該流體口224用于將流體管道204暴露到大氣。如圖13c和14c所示,閥222是可在閥腔226中運動的活塞的形式,該閥腔形成在閥單元218的殼體220中。閥222可在第一位置和第二位置之間運動,該第一位置顯示于圖14c和15a中,其中流體管道204通向大氣,該第二位置顯示于圖13c和15b中,其中,流體管道204基本與大氣隔絕。柔性密封構件228可以定位在閥222上,用于形成將流體管道204從端口224隔離的氣密密封。

閥222在其第一和第二位置之間的運動通過閥致動器230致動。閥致動器230可樞轉地安裝在形成于閥單元218的殼體220中的凹部232中,以使得在使用中閥致動器230從閥單元218朝向要被清理的地面表面突出。閥致動器230可相對于閥單元218的殼體220從未旋轉位置(如圖13b和15b所示)和兩個已旋轉位置(其中一個顯示于圖14b和15a)開始旋轉。閥致動器230的已旋轉位置沿不同的方向與閥致動器230的未旋轉位置按角度間隔開。彈簧(未示出)或其他彈性元件設置為用于將閥致動器230朝向未旋轉位置偏壓。

閥致動器230連接到D形凸輪234,該凸輪位于閥腔室226中,用于在其中旋轉。彈簧(未示出)或其他彈性構件設置為用于將閥222壓靠凸輪234,以使得凸輪234在閥腔室226中的旋轉能使得閥222在其第一和第二位置之間運動。參見圖13b和13c,在閥致動器230的未旋轉位置中,閥222處于其第二位置。參見圖14b和14c,當閥230處于已旋轉位置時,閥222處于其第一位置。凸輪234由此用于將閥致動器230的旋轉運動轉換為閥222的直線運動。用于將閥致動器230的旋轉運動轉換為閥222的直線運動的其他合適器件對于本領域技術人員來說也是明顯的。

閥單元218還包括一對輪子236,其可旋轉地安裝在位于閥致動器230的相對側上的凹部中。一個或多個額外的輪子可以設置在閥致動器230的前方或后方。輪子236從閥單元218的殼體220的下表面向下突出超過閥致動器230,以使得當地面構件110位于硬質地面表面時,閥致動器230不會與地面表面接觸。輪子236與輪子114相比相對較窄,且與輪子121相比較小,以使得當地面工具110位于鋪地毯地面表面時,輪子236至少部分地陷入在地面表面的毛簇中,以將閥致動器230與地面表面接觸。

在使用中,地面工具110以類似于地面工具10的方式附接到真空吸塵器86。當使用者打開真空吸塵器86時,真空吸塵器86的電機被通電且驅動風扇,以便將臟空氣通過地面工具110吸入。結果,相對較低的氣壓形成于吸入腔120和出口134中。

參見圖13a、13b和13c,當地面工具110與硬質地面表面240接觸時,閥致動器230通過輪子236與硬質地面表面240間隔開。結果,當地面工具110在硬質地面表面上操作時,閥致動器230將在作用于其上的偏壓彈簧的作用下保持處于其未旋轉位置。進而閥222將保持處于其第二位置,在該位置中流體管道204基本與流體口224隔離開。結果,壓力腔室202中的空氣壓力基本與吸入腔120的出口134中的空氣壓力相同,所以將在壓力腔室202中的空氣壓力與壓力腔室202外部的大氣壓力之間產生相對較大的壓力差。通過大氣壓力作用抵抗彈性構件212的偏壓力,上腔室區段206被促動朝向下腔室區段208運動,如圖15a的箭頭216所示,以使得壓力腔室202被保持在其收縮結構,在該結構中刷子單元190處于其展開位置。

如圖13a所示,在刷子單元190的展開位置,鬃毛194向下突出超過主體112的工作邊緣140、142、144、146,以使得工作邊緣140、142、144、146與硬質地面表面積240間隔開。這在地面工具110在地面表面240上操作時可防止硬質地面表面240被工作邊緣140、142、144、146劃擦或刻劃。此外,在刷子單元190的展開位置中,覆蓋單元192與主體122的上表面152接合,這使得空氣槽道148通過直接位于其上方的覆蓋件192的部分基本上與大氣隔離開。這可以使得在地面工具110的使用過程中在吸入腔120中產生較低的壓力,這可以改善將硬質地面表面240的凹坑中的臟物和碎屑吸進吸入腔的氣流中的狀況。將鬃毛194排位于主體112的前表面130附近的部分上的城堡形結構(未示出)允許在地面工具110在硬質地面表面240上的向前行程中將位于硬質地面表面240上的碎屑被吸入到吸入腔120中。根據工作邊緣140、142、144、146與硬質地面表面240之間間隙的尺寸,該碎屑可以在氣流中經過工作邊緣140、142、144的下方并進入第二吸入通道124,并從該處到達吸入腔120的出口134。類似地,從硬質地面表面240中的縫隙中吸入的碎屑和臟物也趨向于直接進入第二吸入通道124。

參見圖14a、14b和14c,當地面工具110在鋪地毯地面表面250上操作時,輪子236陷入到鋪地毯地面表面250的毛簇中,使得閥單元218相對于主體112向下朝向鋪地毯地面表面250運動。這使得閥致動器230與鋪地毯地面表面250接觸。在地面工具110在鋪地毯地面表面250上以向前的行程被推動時,例如,閥致動器230和鋪地毯地面表面250之間的接合使得閥致動器230順時針旋轉(如圖14b所示)到第一已旋轉位置。閥腔室226中的凸輪234與閥致動器230一起從圖13c所示的位置旋轉到圖14c所示的位置,以將閥222推到其第一位置,如圖14c所示。閥230向其第一位置的運動將流體管道204暴露到流體口224,并由此暴露到大氣。結果,壓力腔室202中的空氣壓力相對于吸入腔120的出口134中的空氣壓力上升,并由此在壓力腔室202中的空氣壓力與壓力腔室202外部的大氣壓力之間的差降低。這使得彈性元件212的偏壓力可以促動上腔室區段206離開下腔室區段208,使得刷子單元190相對于主體112從其展開位置向其存放位置運動。

如圖14a所示,在刷子單元190的存放位置中,鬃毛194位于主體112的工作邊緣140、142、144、146上方,以使得工作邊緣140、142、144、146與鋪地毯地面表面250接觸,從而在地面工具110在鋪地毯地面表面250上操作時提供刷動動作。此外,在刷子單元190的存放位置中,覆蓋單元192與主體122的上表面152間隔開,這會露出空氣槽道148。結果,空氣可通過覆蓋件192的窗口196吸入到空氣槽道148。該空氣穿過槽道148并在工作邊緣142、144上經過。

當地面工具110在鋪地毯地面表面250上被向前推時,進入并穿過吸入腔120的氣流類似于進入并穿過地面工具10的吸入腔20的氣流。前工作邊緣140、144展開地毯的毛簇,以使得吸入空氣可以在前工作邊緣140、144周圍流過并進入吸入通道122、124。空氣在主體112的前壁130下、在前工作邊緣140下吸入并進入到吸入腔120的第一吸入通道122中。來自第一吸入通道122的空氣流過中間通道136進入第二吸入通道124,并通過出口134離開吸入腔120。空氣還從大氣通過空氣槽道148、在前工作邊緣144的下方吸入,并進入吸入腔120的第二吸入通道124。來自第二吸入通道124的空氣通過出口134離開吸入腔120。

當地面工具110沿鋪地毯地面表面250向后拉動時,鋪地毯地面表面250的毛簇使得閥致動器230抵抗彈簧作用在閥致動器230上的偏壓力而從其第一已旋轉位置旋轉到第二已旋轉位置。閥致動器230的第二已旋轉位置基本是第一已旋轉位置的鏡像。當閥致動器230在這兩個已旋轉位置之間運動時,凸輪234的旋轉使得閥222在閥腔室226中快速地擺動,從其第一位置到其第二位置且隨后返回其第一位置。結果,刷子單元190在地面工具110的向后行程中保持在其存放位置。在該行程中,空氣通過空氣槽道148從大氣在后工作邊緣142下吸入,并進入到第一吸入通道122。來自第一吸入通道122的空氣流過中間通道136并進入第二吸入通道124,并通過出口134離開吸入腔120。空氣也在主體112的后壁132下方、在后工作邊緣146下方吸入并進入第二吸入通道124。來自第二吸入通道124的空氣通過出口134離開吸入腔120。

由此,通過提供刷子單元190和用于根據地面工具110操作所在的地面表面的特點將刷子單元190自動地在存放位置和展開位置之間運動的驅動機構200,地面工具110的結構在地毯表面和硬質地面表面二者上的拾取性能可以得到優化。

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