表面處理頭的製作方法

2023-05-29 22:44:01 1

專利名稱：表面處理頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種表面處理頭，其可被用於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於處理特定清理類型的工具。工具包括地面工 具，用於一般的地面上清理。已經有人致力於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。已經有人致力於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，該工作邊緣用於與地面表面接 合併刷動地面表面。在工具底側上的棉絨拾取器用作單向門，用於地面工具被沿地面推動 時允許頭髮、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覆向前和向回運動能捕獲棉絨並將其滾成球，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，該展開位置用於清理硬質地面，其中裙 狀部沿硬質地面騎跨並用於將工作邊緣與地面表面間隔開，該收回位置用於在清理地毯時 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。公知的是提供一種系統，用於根據要被清理的地面表面的特點來使鬃毛結構自動 地在收回位置和展開位置之間移動。例如，GB1，289，381描述了一種地面工具，其具有通過 裝配有鬃毛的隔板界定的壓力腔室。該壓力腔室包括彈簧，該彈簧在壓力腔室處在大氣壓 力下時，促使隔板向下運動，以將鬃毛移動到展開位置。壓力腔室可通過位於主體中的閥門 連結到穿過地面工具的氣流，且由此連通到降低的壓力。該閥門通過推桿連結到杯狀物，該 杯狀物具有布置為面對地面表面的下表面。當地面工具位於硬質地面表面上時，杯狀物的下表面通過位於地面工具主體上的 輪子而與地面表面間隔開。閥門被保持在壓力腔室與穿過地面工具的氣流隔離開的位置 中，從而壓力腔室被保持在大氣壓力下，以使得彈簧促使鬃毛達到它們的展開位置。但是， 當地面工具位於鋪地毯地面表面上時，輪子陷入在地面表面的纖維之間，以使得杯狀物與 地面表面接觸。杯狀物被地面表面向上推，這使得閥門運動以將壓力腔室連結到穿過地面 工具的氣流。壓力腔室中的壓力降低，這導致壓力腔室的體積抵受彈簧的偏壓力而減小，從 而將鬃毛移動到它們的收回位置。

發明內容
在本發明的第一方面中，提供一種表面處理頭，包括主體；刷子單元，具有現用狀態和未用狀態；和致動機構，用於致動刷子單元在未用狀態和現用狀態之間的轉換，該機 構包括可相對於主體運動的殼體，和設置在殼體上的、通過要被處理的表面與至少一個表 面接合構件的接合而相對於殼體運動的致動器，所述至少一個表面接合構件向下延伸超出 致動器。本發明的表面處理頭與GB1，289，381中所述的地面工具不同在於，致動器和表面 接合構件二者都設置在殼體上，其可相對於殼體運動。這可以使得在表面處理頭在地面表 面上操作時，例如響應於地面表面中的波動或位於地面表面上的物體，表面接合構件和致 動器相對於主體運動，同時保持表面接合構件的下邊界與致動器之間有固定的間隔。在表 面處理頭在地面表面上操作時，這可以降低致動機構意外致動的可能性。殼體可例如被彈 簧和/或在其自身重量作用下被偏壓遠離主體，以保持表面接合構件與地面表面接觸。該至少一個表面接合構件優選地向下延伸超過致動器的距離在0. 1到2mm範圍， 以使得致動器的運動可在表面處理頭從硬質地面表面運動到淺毛簇地毯上時被促動。該 至少一個表面接合構件優選地包括至少一個滾動元件，該元件優選地是至少一個輪子的形 式。在優選實施例中，表面處理頭包括位於致動器相對側上的一對輪子。輪子的厚度優選 地不大於10mm，以使得輪子可以容易地陷入到鋪地毯地面表面的毛簇中。刷子單元優選地相對於主體在其現用狀態和未用狀態之間運動。例如，刷子單元 優選地包括至少一個刷子，該刷子可以包括一排鬃毛、刷子幕簾和至少一個柔性條帶中的 至少一個，該刷子至少部分地繞地面工具的主體延伸。在刷子單元的未用狀態下，刷子優選 地位於主體的工作邊緣上方，由此使表面處理頭處於適於處理鋪地毯地面表面的結構。另 一方面，在刷子單元的現用狀態中，刷子的至少一部分優選地位於狀態工作邊緣的下方。這 可使得表面處理頭處於適於處理硬質地面表面的結構。由此，刷子單元的未用狀態可對應 於相對於主體處於存放位置的刷子單元，而刷子單元的現用狀態可對應於相對於主體處於 展開位置的刷子單元。替換地，刷子單元在其現用狀態中可相對於主體運動，且在其未用狀態中相對於 主體靜止。例如，刷子單元可包括可旋轉的刷動器，其是具有鬃毛或其他表面刷動元件的盤 狀件或刷條的形式。致動機構優選地使用空氣壓力來實現刷子單元在其現用狀態和未用狀態之間的 轉變。例如，致動機構可包括壓力腔室和用於響應於致動器相對於殼體的運動而改變壓力 腔室中壓力的器件。刷子單元於是可根據腔室中的壓力而在其現用狀態和未用狀態之間切 換。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狀態的轉變。刷子單元的至少一部分可在主體上表面上延伸，且在刷子單元從存放位置運動到 展開位置時刷子單元的至少一部分可以布置為可相對於主體的上表面運動，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。壓力腔室優選地位於主體和刷子單元之間。壓力腔室優選地位於主體上方，且由 此可以位於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於主體 外表面上，刷子單元包括可相對於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 一腔室區段中並相對於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，0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，位於主體和刷子 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，用於將腔室朝向刷子單元處於存放位置的 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展開位置。隨後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，以將表面處理頭處於適於處理鋪地毯地面表面的結構。在表面處理頭在表面上操作時，致動器優選地構造為在使用中通過與要被處理表 面的接合而相對於殼體樞轉。用於改變腔室中壓力的器件優選地包括閥，致動器構造為操作該閥。閥優選地可 相對於殼體運動，且所以殼體優選地包括用於將致動器的運動轉換為閥相對於殼體的運動 的器件。例如，殼體可包括凸輪，其可被致動器旋轉，以實現閥相對於殼體的運動。閥優選 地被朝向凸輪偏壓。閥和凸輪優選地位於殼體的閥腔室中。主體優選地包括吸入腔，該吸入腔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，且用於改變腔室中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。致動器和閥布置為控制通過流體管道的空氣流動。例如，殼體可包括流體 口，該流體口暴露至大氣並與流體管道流體連通，且閥可以構造為選擇性地關閉流體口。閥 優選地可在第一位置和第二位置之間運動，在第一位置中流體管道暴露至大氣，且在第二 位置中流體管道基本與大氣隔離。致動器優選地被朝向閥處於其第二位置的位置偏壓。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 毯地面表面上前後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後行程中刷子單元保持處於其存放位置。在第二方面中，本發明提供一種表面處理頭，包括主體；刷子單元；和驅動機構， 用於將刷子單元相對於主體在存放位置和展開位置之間運動，驅動機構包括壓力腔室和用 於改變腔室中壓力的閥單元，該閥單元包括可相對於主體運動的殼體、位於殼體中的閥和 設置在殼體上的、通過要被處理的表面與至少一個表面接合構件的接合而相對於殼體運動 的致動器，所述至少一個表面接合構件向下延伸超出致動器。在第三方面中，本發明提供一種表面處理頭，包括主體；吸入通道，在吸入開口和 空氣出口之間延伸；刷子單元，具有現用狀態和未用狀態；和致動機構，用於致動刷子單元 在現用狀態和未用狀態之間的轉變，致動機構包括壓力腔室、從壓力腔室延伸的用於將壓 力腔室連接到吸入通道的流體管道和用於控制通過流體管道的空氣流動的控制機構，該控 制機構包括暴露至大氣並與流體管道流體連通流體口、用於選擇性地關閉流體口的閥和用於操作閥的閥致動器。與本發明第一方面有關的上述特徵可等效地應用到第三和第二方面任一個，且反 之亦然。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。


將通過例子並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2是圖1的頭的底部透視圖3是圖1的頭的側視圖4是圖1的頭的截面側視圖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5B是圖5A的部分在沿第二方向使用中的示意性側視圖6是圖的頭的底部視圖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7B是圖7A —部分在沿第二方向使用中的示意性側視圖8是併入了圖1中的頭的真空吸塵器在使用中的側視圖9是第二表面處理頭的頂部透視圖10是圖9的頭的底部透視圖11是圖9的頭的底部視圖12是圖9的頭的頂部視圖13A是沿圖12中A-A線的側截面圖，頭的刷子單元處於展開位置；
圖13B是沿圖12中B-B線的側截面圖，頭的刷子單元處於展開位置；
圖13C是沿圖12中C-C線的側截面圖，頭的刷子單元處於展開位置；
圖14A是沿圖12中A-A線的側截面圖，頭的刷子單元處於存放位置；
圖14B是沿圖12中B-B線的側截面圖，頭的刷子單元處於存放位置；
圖14C是沿圖12中C-C線的側截面圖，頭的刷子單元處於存放位置；
圖15A是驅動機構的示意性顯示，其用於移動圖9的頭的刷子單元，該機構處於刷子單元位於其存放位置的結構；和圖15B類似於圖15A的結構，驅動機構處於刷子單元位於其展開機構的結構。
具體實施例方式圖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向後延伸。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並允許帶髒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位於地面工具10的後壁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於同一平面中。第二吸入通道24敞開到位於主體12的後壁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和後工作邊緣42。第二吸入通道24也具有前工作邊緣44 和後工作邊緣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的後工作邊緣42、中間通道36的內壁和後 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，如將在後文討論的那樣。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流動並進入吸入通道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下被吸入並進入到吸入腔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並進入第二吸入通道 24，並通過出口 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具有漏鬥口，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的向後行程中，吸入通道22、24的後工作邊緣42、46進入 工作狀態。空氣通過空氣槽道48從大氣並經後工作邊緣42下方吸入並進入到第一吸入通 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，然後通過出口 34離開吸入腔20。空氣還在主體12的後壁32下方、後工作邊緣46的下方吸入並進入到 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，對於地面工具10的每個行程來說，多個工作邊緣起作用，以使得髒物和灰 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製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的深度可以被製造為相對較小，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。
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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並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的其餘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，該出口位於主體12 的後壁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中可保持基本恆定的流體壓力。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和後工作邊緣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，用於流體從側壁在由橋接件58形成的工作邊緣42、44的那些 部分下方並沿這些部分流動。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上位於地面工具10的前後部分處， 並與工作邊緣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後動作能捕獲頭髮、絨毛和其他纖維材料並將其捲成球， 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，儘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 到低於預定值時，大氣壓力作用在送氣閥62上並抵抗彈簧64的力向內推動送氣閥，由此提 供用於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上並抵靠出口 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上並抵靠頸部密 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繞平行於地面表面的軸線樞轉。內部軟管66提供了在出
9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布置為相對於頸部72繞垂直於第一和第二接頭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被操縱並轉向，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。這有助於減小運動阻力，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相對於彼此鉸接。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向後樞轉，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包括用於允 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，推桿的末端適於接收地面工具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，電機被通電並驅動 風扇，以便將髒空氣通過地面工具10吸入。帶有來自地面表面的灰塵和髒物的髒空氣通過 推桿96和軟管94吸入並經由入口進入旋風分離器92。旋風分離器92包括上遊旋風器，之後是多個下遊旋風器。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逕行進。髒物和灰塵從空氣的旋流中被分離。乾淨的 空氣隨後從旋風分離器92進入真空吸塵器86的主體88。乾淨的空氣隨後依次經過電機 前過濾器、電機和風扇單元並隨後經過電機後過濾器，最後通過排出口 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。由於設置 了從第一吸入通道22到第二吸入通道24並從該處到達出口 34的流體流動路徑56，使得可 以製造這種較低姿態的工具。工作邊緣和空氣槽道48 —起產生高效的刷動動作，這對於從 地毯的毛簇攪起髒物和灰塵是有利的。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。本發明可以應用於其他類型的真空吸塵器的表面 處理頭，例如直立機器、杆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 可應用於其他類型的清潔頭，例如溼式和乾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採用的。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於採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 設置可有助於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。其他的改變例對於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於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，所述臂向後從主體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 並允許來自地面表面的帶髒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。類似於地面工具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的後壁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居中地位於主體112的後壁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。類似於地面工具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和後工作邊緣142。第二吸入通道 124也具有前工作邊緣144和後工作邊緣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的後工作邊緣142、中間通道136的內壁 和後吸入通道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的前部和後部處。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 於地面工具10的送氣閥62的方式發揮功能。地面工具110以類似於地面工具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上並抵靠出口密封。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上並抵靠頸部密封，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繞平行於地面表面的軸線樞轉。連 接器116布置為相對於頸部172繞垂直於第一和第二接頭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上方並繞其延伸。覆蓋件192的下表面包括環形溝 槽，一排或一簾鬃毛194位於溝槽中，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上方經過並 到達槽道148。覆蓋件192的一部分直接位於槽道148上方。地面工具110包括驅動機構200，用於讓刷子單元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位於主體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的末端位於主 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適於清理鋪地毯地面表面，在第二構造中，地面工 具110適於清理硬質地面表面。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 於圖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 於下腔室區段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，用於促動上 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採取膨脹的結構。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處於其存放位置。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採取收縮的結構。在壓力腔室202的該結構下，刷子單元190處於其展開位置。驅動機構200包括用於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並定位在這些臂之間，以 使得閥單元218可相對於主體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可以在形成於主體112的臂115中的槽道中運動。一個或多個彈簧(未 示出)可設置為用於將閥單元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 於選擇性地打開和關閉流體埠 224，該流體口 224用於將流體管道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，該第一位置顯示於圖14c和15a 中，其中流體管道204通向大氣，該第二位置顯示於圖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，用於形成將流體管道204從埠 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 樞轉地安裝在形成於閥單元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可相對於閥單元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(其中一個顯示於圖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於將閥致動器230朝向未旋轉位置 偏壓。閥致動器230連接到D形凸輪234，該凸輪位於閥腔室226中，用於在其中旋轉。 彈簧(未示出)或其他彈性構件設置為用於將閥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處於其第二位置。參見圖14b和14c，當閥230處於已旋轉 位置時，閥222處於其第一位置。凸輪234由此用於將閥致動器230的旋轉運動轉換為閥 222的直線運動。用於將閥致動器230的旋轉運動轉換為閥222的直線運動的其他合適器 件對於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於閥致動器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的前方或後方。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位於硬質 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位於鋪地毯地面表面時，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以類似於地面工具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，以便將髒空氣通過地 面工具110吸入。結果，相對較低的氣壓形成於吸入腔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
13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將在作用於其上的偏壓彈簧的作用下保持處於其未旋轉位置。進而閥222 將保持處於其第二位置，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處於其展開位置。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通過直接位於其上方的覆蓋件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的凹坑中的髒物和碎屑吸進吸入腔的氣流中的狀況。將鬃 毛194排位於主體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於硬質地面表面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的下方並進入第二吸入通道124，並從該處到 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髒物也趨 向於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相對於主體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 —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，並由此暴露到大氣。結果，壓力腔室202中的空氣壓力相對於吸入腔120的出 口 134中的空氣壓力上升，並由此在壓力腔室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相對於主體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位於主體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並在工作 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，進入並穿過吸入腔120的
14氣流類似於進入並穿過地面工具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周圍流過並進入吸入通道122、124。空氣 在主體112的前壁130下、在前工作邊緣140下吸入並進入到吸入腔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，並通過出 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， 並進入吸入腔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向後拉動時，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後返回其第一位置。結果，刷子單元190在地面 工具110的向後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 後工作邊緣142下吸入，並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並進入第二吸入通道124，並通過出口 134離開吸入腔120。空氣也在主體112 的後壁132下方、在後工作邊緣146下方吸入並進入第二吸入通道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和用於根據地面工具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。
權利要求
一種表面處理頭，包括主體；刷子單元，具有現用狀態和未用狀態；和致動機構，用於致動刷子單元在未用狀態和現用狀態之間的轉換，該致動機構包括可相對於主體運動的殼體，和設置在殼體上的致動器，該致動器可通過要被處理的表面與至少一個表面接合構件的接合而相對於殼體運動，所述至少一個表面接合構件向下延伸超出致動器。
2.如權利要求1所述的表面處理頭，其中，該至少一個表面接合構件向下延伸超過致 動器的距離在0. 1到2mm的範圍。
3.如權利要求1所述的表面處理頭，其中，刷子單元可相對於主體在現用狀態和未用 狀態之間運動。
4.如前述權利要求中任一項所述的表面處理頭，其中，致動機構包括壓力腔室和用於 響應致動器相對於殼體的運動而改變腔室內壓力的器件。
5.如權利要求4所述的表面處理頭，其中，用於改變腔室內壓力的器件包括閥，且其 中，致動器構造為用來操作閥。
6.如權利要求5所述的表面處理頭，其中，致動器可相對於殼體樞轉地運動。
7.如權利要求5所述的表面處理頭，其中，閥可相對於殼體運動，且殼體包括用於將致 動器相對於殼體的運動轉換為閥相對於殼體的運動的凸輪。
8.如權利要求7所述的表面處理頭，其中，閥被朝向凸輪偏壓。
9.如權利要求7所述的表面處理頭，其中，閥和凸輪位於殼體的閥腔室中。
10.如權利要求4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 容積的變化導致刷子單元相對於主體運動。
11.如權利要求4所述的表面處理頭，其中，壓力腔室位於主體和刷子單元之間。
12.如權利要求4所述的表面處理頭，其中，壓力腔室位於主體上方。
13.如權利要求4所述的表面處理頭，其中，壓力腔室包括可相對於下腔室區段運動的 上腔室區段。
14.如權利要求13所述的表面處理頭，其中，上腔室區段至少部分地由刷子單元限定。
15.如權利要求13所述的表面處理頭，其中，壓力腔室包括位於上腔室區段和下腔室 區段之間的環形柔性密封件。
16.如權利要求1所述的表面處理頭，其中，殼體連接到主體。
17.如權利要求1所述的表面處理頭，其中，主體包括具有出口的吸入腔。
18.如權利要求17所述的表面處理頭，其中，還包括柔性軟管，在出口和連接器之間延 伸，殼體定位在該柔性軟管下方。
19.一種表面處理頭，包括主體；刷子單元；和驅動機構，用於將刷子單元相對於主 體在存放位置和展開位置之間運動，驅動機構包括壓力腔室和用於改變腔室中壓力的閥單 元，該閥單元包括可相對於主體運動的殼體、位於殼體中的閥和設置在殼體上的致動器，該 致動器可通過要被處理的表面與至少一個表面接合構件的接合相對於殼體運動而用於操 作所述閥，所述至少一個表面接合構件向下延伸超出致動器。
20.如權利要求19所述的表面處理頭，其中，在存放位置，刷子單元繞在主體延伸。
21.如權利要求19所述的表面處理頭，其中，壓力腔室包括彈性元件，用於促使壓力腔 室朝向刷子單元處於存放位置的結構運動。
22.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，致動器可相對於殼體樞轉地運動。
23.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，閥可相對於殼體運動，且殼 體包括用於將致動器相對於殼體的運動轉換為閥相對於殼體的運動的凸輪。
24.如權利要求23所述的表面處理頭，其中，閥被朝向凸輪偏壓。
25.如權利要求23所述的表面處理頭，其中，閥和凸輪位於殼體的閥腔室中。
26.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，壓力腔室具有可變的容積， 由此，壓力腔室容積的改變導致刷子單元相對於主體運動。
27.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，壓力腔室位於主體和刷子 單元之間。
28.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，壓力腔室位於主體上方。
29.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，壓力腔室包括可相對於下 腔室區段運動的上腔室區段。
30.如權利要求29所述的表面處理頭，其中，上腔室區段至少部分地由刷子單元限定。
31.如權利要求29所述的表面處理頭，其中，壓力腔室包括位於上腔室區段和下腔室 區段之間的環形柔性密封件。
32.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，殼體連接到主體。
33.如權利要求19到21中任一項所述的表面處理頭，其中，主體包括具有出口的吸入腔。
34.如權利要求33所述的表面處理頭，其中，還包括柔性軟管，在出口和連接器之間延 伸，殼體位於柔性軟管下方。全文摘要
一種表面處理頭，包括主體；刷子單元；和驅動機構，用於將刷子單元相對於主體在存放位置和展開位置之間運動。驅動機構包括壓力腔室和用於改變腔室中壓力的閥單元。閥單元包括殼體、位於殼體中的閥和設置在殼體上的致動器，該致動器可通過要被處理的表面與至少一個表面接合構件的接合而相對於殼體運動，所述至少一個表面接合構件向下延伸超出致動器。殼體可相對於主體運動，以保持表面接合構件與要被處理表面的接觸。
文檔編號A47L9/24GK101953663SQ20101023277
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者斯潘塞·J·R·阿希, 史蒂芬·R·迪姆比洛, 阿利斯泰爾·W·斯庫斯 申請人:戴森技術有限公司