表面处理用具的制作方法

专利名称：表面处理用具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面处理用具，如真空吸尘器。
技术背景人们己知道表面处理用具如真空吸尘器和地板抛光机。大多数真 空吸尘器都是立式或柱式的，在有些国家称之为罐式或桶式吸尘器。 图1所示为戴森公司生产的一例品牌为DC04 (DC04是戴森公司的商 标)立式真空吸尘器。该真空吸尘器包括一个封装有真空吸尘器各个 主要部件的主体102。主体的下部106封装有将脏空气吸入机器的电机 和风扇，同时该主体还封装有某些形式的分离装置104以便将灰尘、 脏物以及其它碎屑从风扇所吸入的脏空气中分离出来。该主体102还 封装过滤器以便捕获净化空气流中的细微颗粒。清洁头108绕点A可 旋转地安装在主体102的下端。清洁头的旋转轴为水平轴。支撑轮107 安装在主体下部106的两侧，并固定在主体102上。在使用中，用户 使真空吸尘器的主体102倾斜，然后推拉固定在吸尘器主体上的手柄 116。由此，真空吸尘器就在支撑轮107上沿地板表面滚动。脏空气入口 112位于清洁头108的下面。脏空气经脏空气入口 112 被电机驱动的风扇吸入灰尘分离装置104中。这里脏空气由第一气流 导管导到灰尘分离装置104。当空气中夹带的脏物和灰尘从分离装置 104中的气流分离出来后，空气被第二气流导管引导到洁净空气出口， 然后经一个或多个过滤器排到大气中。常规立式真空吸尘器存在一个缺点，即很难在其使用区域周围进 行操作。这类真空吸尘器推拉起来很容易，但要想使其改变方向则很 困难。在吸尘器站立时或在吸尘器前后移动时给手柄加上侧向力能够 使其指向新的方向。这就要使清洁头拖过一段地面才能使其指向新的 方向。主体102和清洁头108之间只有一个绕水平轴A转动并与地面 平行的联接。在某些立式真空吸尘器中，支撑轮107安装在清洁头而不是主体上。然而，正如上面所述，主体是绕水平轴可旋转地安装在 清洁头上的。人们一直在努力以提高立式真空吸尘器的操作性。美国专利文献US5323510和US5584095展示了一些操作性更好的立式真空吸尘器。 这两篇专利文献中的真空吸尘器均具有一个基座，其包括有电机壳体 和一对转轮，基座和主体之间的连接采用的是通用接头以便主体能够 相对于基座绕一轴旋转运动，其中该轴垂直于转轮的旋转轴，并相对 于水平方向有所倾斜。另一种不太常见的真空吸尘器是"杆式真空吸尘器"，之所以这么 称呼，是因为其有一个非常细长的杆式主体。专利文献EP1136029中 就公开有这样一种吸尘器。通常这种机器的基座处只有一个清洁头， 机器的其它所有部件均装在主体中。尽管这种杆式真空吸尘器重量很 轻并且比常规的立式吸尘器操作起来更为容易，但其中的灰尘分离器 通常很小，电机功率很低并且，如果有过滤器的话，过滤器也很小， 因此其在具有良好操作性的同时性能参数则较差。发明内容本发明旨在提供一种具有更好操作性lA表面处理用具。本发明提供一种表面处理用具，包括具有使用者可操作的手柄的 主体、表面处理头、和安装在该主体上并布置成相对于该主体滚动以 允许该用具沿一表面借助该手柄而被滚动的支撑组件，其中该表面处 理头由轭连接到该主体，并且该轭的至少一部分承载流体流。优选地， 一管道位于该轭的一个臂上，该管道布置成承载从表面 处理头到该主体的流体流。该轭可以包括一对弯曲的臂。该轭还可以 包括一对端部，每个端部都连接到主体。有利地，该轭可枢转地连接到该主体，优选地在支撑组件的每一 端。该轭可以绕与该支撑组件的旋转轴基本上对齐的轴枢转。优选地，该用具还包括在该轭和该表面处理头之间的枢轴连接。 在该轭和该表面处理头之间的连接可以通过中间杆件。该枢轴连接可 以将该轭的中心部分连接到该表面处理头。该支撑组件优选地容纳至少一个部件。提供滚动支撑组件有助于 提高该用具的操作性，同时将该用具的一个部件布置在支撑组件中能充分利用支撑组件内的空间。其还能提高用具的稳定性。该部件可以是一个用来驱动表面扰动设备的电机，或者是用来对 流体流产生作用的装置，其中，支撑组件中可带有流体入口和流体出 口 。用来对流体流产生作用的装置可以是一种吸力产生装置如电机驱 动的叶轮、过滤器或者是其它形式的分离装置。该部件优选封装在支 撑组件中以使该部件的中心与支撑组件的中心对齐，这可进一步有利 于操作性。将电机布置在支撑中能使整个用具的质心靠近地板表面。作为优选，为旋转支撑组件提供支撑以及将空气导入和/或导出 组件的特性可与一个具有中空内通道的支撑组件结合。在所描述的实施例中，该表面处理用具为真空吸尘器的形式。然而， 术语"表面处理用具"用于表示很宽的含义，包括较宽范围的机器， 该机器的头部能在一表面上行进从而能以某种方式来清洁或处理表 面。其还包括那些能将吸力加到表面上从而将材料从表面吸入的机器， 如真空吸尘器(干式、湿式和干/湿式)，以及那些将材料加到表面上 的机器，如抛光/打腊机、加压冲洗机、地面打标机以及擦洗机。其 还包括割草机和其它切割机器。


现在结合附图来描述本发明的实施例，其中图1和2为现有的一类真空吸尘器；图3为本发明一实施例的真空吸尘器；图4和5为图3中真空吸尘器在使用中的情况；图6和7为图3到5中真空吸尘器的清洁头和主体之间的联接；图8 — 10为真空吸尘器的滚动组件；图11和12为使用中的滚动组件；图13为真空吸尘器滚动组件的剖示图；图14一16是将过滤器封装在滚动组件中的几种方式；图17是另一种将过滤器和电机封装在滚动组件中的方式；图18 — 21是滚动组件的几种外形；图22—24为带有两个旋转部件的滚动组件；图25为另一种带有两个旋转部件的滚动组件；图26为另一种带有多个旋转部件的滚动组件； 图27和28为主体和清洁头的几种连接方式；图29a是主体和清洁头之间的连接机构在第一位置(锁定位置) 时的部分前视立体图；图29b是图29a中机构在第二位置(开启位置)时的侧视图； 图29c是图29a中机构沿线I一I'的部分前剖图。
具体实施方式
图3 — 13为带有主体210、滚子组件220和清洁头230的真空吸尘 器200的第一实施例。清洁头230在常规的立式真空吸尘器中是用来处理地板表面的。 在本实施例中，其包括一个带有一腔体的壳体，以便支撑刷棒232 (参 见图6)。腔体的下部、正对地板的一侧具有一个进气口 233，并且刷 棒232可旋转地安装在腔体中从而使刷棒232上的刷毛能穿过进气口 233并扰动清洁头230经过的地板表面。刷棒232由清洁头230上的专 用电机242驱动旋转。这里有一条驱动带将电机242连接到刷棒232 上。如此就不必在吸气风扇和刷棒之间提供驱动连接。然而，应当理 解也可以其它的方式来驱动刷棒，如通过一个由进气或排气驱动的涡 轮，或者是通过一个与也能驱动吸气风扇的电机相连的联接。电机和 刷棒之间的联接可选择地由齿轮联接来实现。在其它的实施例中，可 将刷棒完全拆卸下来，这样该机器将完全依赖于吸力或其它形式的表 面扰动来工作。对于其它类型的地面处理机来说，清洁头230可包括 合适地用来处理地板表面的装置，如抛光垫、喷液头或喷蜡头等。清 洁头230的下表面可包括一些小滚子以便易于在表面上移动。清洁头230连接到真空吸尘器的主体210上从而在主体经操纵通 过较大范围的工作位置时如左右移动或者是在主体210绕纵轴211转 动时，清洁头230能与地板表面保持接触。轭235用来将主体210连 接到清洁头230上，其中的连接方式将在后面详述。主体210可旋转地连接到滚子组件220上，滚子组件220位于主 体210的基座处。滚子组件220能使本装置在表面的拖拽更为轻松。 滚子组件220的形状、主体210和滚子组件220之间联接的形状以及滚子组件220和清洁头230之间联接的形状能使本装置的操作比常规 真空吸尘器的操作更为轻松。主体210和滚子组件220之间左侧的机 械联接由一个从主体210的基座向下延伸的臂540来实现。从图13能 够更清楚地看到，臂540包括一个套541，其用来接收轴杆519，滚子 壳体510可旋转地安装在该轴杆519上。最好参见图13所示，主体210 和滚子组件220之间在机器右手侧的联接由流体导管531、535来实现。主体210具有一个手柄212，其从主体210的顶部向上延伸。该手 柄具有一个抓握部分213，通过该部分，用户能够很舒服地抓住手柄并 操纵本装置。该抓握部分可以简单地制成手柄的一个部分，可特别地 对其造型或处理(如涂上橡胶)以使其便于抓握，该抓握部分也可是 一个附加的部分，其相对于手柄的纵轴以一定的角度连接到手柄上， 具体参见图3 — 6。图8—10详细地展示了滚子组件220的外壳510。按照常规，外壳 510包括两个半外壳，图9所示为其中的一半，这两半外壳可由穿过孔 586中的固定装置固定连接起来。在本实施例中，滚子组件220的整体 形状为桶形。沿纵轴方向来看，外表面在总体上包括一个平的中间区 域580和两端的弧形区域585，弧形区域壳体510的直径或宽度逐渐减 小。平的中间区域580的直径不变并且延伸过滚子组件整个长度的25 %左右。我们发现，平的中间区域有助于用户沿直线把握机器的方向， 因为机器自然就会直线运动，后移时也不太容易出现摇摆。中间区域 的宽度也可根据需要增加或减小，只要其仍能保持本发明的上述优点 即可。在用户想改变机器的方向时，弧形的外部区域585能使主体朝 一侧滚动。滚子壳体510外表面上布置有皱脊511以提高其在表面上 的抓力。滚子壳体510的最外层表面上最好带有一层防滑材料或涂层 以便在滑移表面如硬质、光面或湿面上抓紧。滚子组件的宽度基本上 等于真空吸尘器主体210的宽度。在机器的整个宽度上形成连续的支 撑表面能够使机器在较宽范围的工作位置下操作时均能给用户提供一 种令人放心的支撑感。后面将讨论其它形状的滚子组件。参见图11，滚子表面的形状在选择上应使滚子组件的质心590始 终保持在使机器恢复到平稳的位置上。为了说清楚这一点，如图12所 示，即使在滚子转到其最外边上时，质心590仍然处于线592的右边，其中线592垂直于地面，这样滚子组件就会转到一个稳定的位置上。滚子表面弧形区域585的形状在选择上应使滚子组件质心590和 滚子外壳表面上某一点之间的距离随着该点在弧形表面上远离中间区 域580而增加。这种形状的结果就是，当滚子从正常的直线运动位置 进一步转动时，转动滚子所需的力大大增加。滚子外壳510在纵轴两 端的直径决定了主体向一侧滚动的程度。该直径在选择上应使主体特 别是管道531、 535在接入滚子组件的位置处与地板表面之间在极端的 位置下存在足够的间隙。图6和7中展示了主体20和清洁头230之间的机械联接。在本 实施例中，主体210和清洁头230之间的机械联接采用轭235的形式， 其中的轭235安装在滚子组件220转轴221的两端。图13进一步展示 了这种联接。轭235可独立于主体210旋转。轭235的前中部有一个 带有臂243的接头237。臂243将轭235连接到清洁头230上。臂243 的另一端绕枢轴241枢轴安装在清洁头230上。这种接头237的类型 能使各自的管道相对滑动。接头237的连接平面由线238表示。接头 平面238与臂243的纵轴不呈直角。我们发现，(当机器前移时)基本 垂直于地板表面的角度，或者是从该位置进一步倾斜到图6所示的位 置能使机器工作的更好。由于臂243还载有来自清洁头230的气流， 因此当臂243相对于轭235移动时，接头237保持气密。通过枢轴241来安装轭235和接头237能使主体210与滚子组件 220 —起绕其纵轴211以螺旋的方式旋转，同时清洁头230与地板表面 保持接触。这种布置还能在主体绕其纵轴211旋转时使清洁头230指 向新的方向。图3所示为直线前移和后移时的位置，而图4和5所示 为真空吸尘器的两个不同的转弯位置。图3中，主体210倾斜到工作 位置。滚子组件220的纵轴221与地板平行，同时也与清洁头230的 纵轴231平行。由此，吸尘器就沿直线移动。主体可在完全直立位置 和完全倾斜位置之间的任何位置移动，其中在完全直立位置处，主体 的纵轴211垂直于地板表面，而在完全倾斜位置处，主体的纵轴211 则基本平行于地板表面。图4中所示的真空吸尘器转向左侧。这里，主体210绕其纵轴211 逆时针旋转，从而将滚子组件220的纵轴221抬高到一个相对于地板于开始位置、直线移动位置朝向左侧。主体210和清洁头230之间倾斜的接头237使清洁头230指向左侧。轭235 和主体210之间以及臂243与清洁头230之间的枢轴连接能使清洁头 与地板保持接触，即使轭235的高度会随着主体旋转而变化。滚子的 弧形部分585在使主体滚到该位置上的同时仍给主体210提供支撑。 主体210逆时针所能转动的程度决定了清洁头230从朝前位置向左所 能移动的程度。该滚子组件的小直径部分585不仅可使主体滚动到一 侧，而且可使真空吸尘器的转动圆周更紧凑。图5中所示的真空吸尘器转向右侧。其与上面转向左侧的描述相 反。这里，主体210绕其纵轴211顺时针旋转，从而将滚子组件220 的纵轴221抬高到一个相对于地板倾斜的位置，该位置相对于开始位 置、直线移动位置朝向右侧。主体210和清洁头230之间的接头237 使清洁头230指向右侧，同时与地板保持接触。滚子的弧形部分585 在使主体滚到该位置上的同时仍给主体210提供支撑。主体210顺时 针所能转动的程度决定了清洁头230从朝前位置向右所能移动的程度。主体210封装有分离装置240、 245，这些分离装置用来将脏物、 灰尘和/或其它碎屑从机器上风扇电机所吸入的脏空气中分离出去。 分离装置可采用多种形式。我们推荐旋风分离装置将灰尘和脏物从例 如EP0042723中描述的这类分离装置的气流中离心分离出去。该旋风分离装置可包括彼此串联布置的两级旋风分离。第一级240 是一个桶壁腔，第二级245是一个渐缩的基本为截锥形的腔体或者是 一组彼此并联布置的渐縮腔体。在图3中，气流通过管道236沿切向 导入第一旋风分离腔240的上部。此时，较大的碎屑和颗粒被去除并 收集到第一旋风分离腔中。然后气流流过一套管并流到一组更小的截 锥形旋风分离腔。此处，更细的灰尘被这些腔体分离出去并收集到公 共的收集区中。第二组分离器可布置成立式地，即流体入口和出口在 顶部，脏物出口在底部，或者反过来，即流体入口和出口在底部，脏 物出口在顶部。然而，灰尘分离装置的性质并非本发明的实质内容， 如可釆用其它的方式如常规的布袋式过滤器、多孔状箱形过滤器、电 分离器或者其它形式的分离装置同样地把灰尘从气流中分离ii5去。对 于非真空吸尘器的实施例装置来说，主体中可封装入该机器工作所需的设备。例如，对于地板抛光机来说，主体中封装一个用来存放液蜡 的罐。风扇以及用来驱动风扇的电机，两者一起形成吸力将空气吸入本 装置，均封装在滚子组件220内部的一个腔体中。机器周围可有多个气流管道来输送气流。首先一个气流管道将清洁头230连接到真空吸尘器的主体上。该气流管道位于轭235的左臂 中(参见图3)。另一管道236将脏气流从轭235输送到主体上的分离 装置240。这里设置一个切换机构来选择将气流从轭235还是从机器的 分离软管输送到分离装置240。我们的国际申请W000/21425中更充 分地公开了一种合适的切换机构。滚子组件220中有一条气流管道531将分离装置245的出口与风 扇和电机相连，并且还有一条气流管道535将风扇和电机的出口连接 到主体210上的电机后过滤器。分离装置240、 245的下游气流通道中布置有一个或多个过滤器。 这些过滤器将气流中没有被分离装置240、 245去掉的精细灰尘颗粒去 掉。我们推荐在电机和风扇520前布置一个第一过滤器，即电机前过 滤器，并在电机和风扇520后布置一个第二过滤器，即电机后过滤器 550。在驱动吸气风扇的电机具有碳刷的地方，电机后过滤器520还能 用来捕捉碳刷释放的碳颗粒。过滤器组件通常在过滤器壳体中至少包括一个过滤器。按照常规， 在过滤器组件中串联布置两个或三个过滤器，从而使捕捉的灰尘量达 到最大。现在有一种已知过滤器包括泡沫过滤器，其直接布置在气流 中，具有很大的灰尘滞留能力。然后，在泡沫过滤器的下游布置一个 静电或HEPA级过滤器，其能捕获很小的灰尘颗粒如小于一微米的颗 粒从而将泡沫过滤器中跑出来的任何灰尘都收集起来。在这种己知结 构中，很少或没有灰尘能离开过滤器组件。我们的国际专利申请W099 / 30602和WO01 / 45545中展示了这样的几例适合的过滤器。在本实施例中，过滤器均安装在主体210中。图13所示为滚子组件220的详细剖面图。前面图8 — 10已展示过 的外壳510在安装上应使其能相对于主体210旋转。滚子夕k壳510中 的主要部件为电机舱515和风扇和电机单元520。左侧有一个支撑臂540从主体210向下沿着滚子外壳的端面延伸。轴519穿过滚子外壳 510端面的中心的孔。轴519由臂540的部件541中的一个套筒支撑。 滚子外壳510由轴承518可旋转地支撑在轴519上。轴519沿着滚子 外壳510的纵轴(以及旋转轴)延伸从而位于电机舱515端面的套525 中。在机器的右侧，滚子外壳510的侧面有一个很大的开口以容纳进 气管道531和出气管道535。进气管道531和出气管道535具有多个功 能。它们既能为滚子外壳510和电机舱515提供支撑，又能将空气导 入/导出电机舱515。滚子外壳510通过轴承516可旋转地支撑在电机 舱515上。电机舱515固定安装在主体210上并支撑着管道，也就是 说，当机器沿一表面移动时，在滚子外壳510绕电机舱515旋转的同 时电机舱515随着主体一起移动并支撑着管道。电机舱515通过部件 526固定到管道531、 535上。管道531和535与电机舱515的内部相 通。管道531将气流从主体210上的分离装置240、 245直接送到电机 舱515的内部。将风扇和电机单元安装在电机舱515中有助于减少噪 声,，因为电机舱515和滚子外壳510给风扇和电机单元520形成了一 个双层壳体，壳体510和515之间是空气间隙。风扇和电机单元520相对于电机舱515和滚子外壳510的纵轴以 一定的角度安装在电机舱515中。这有两个用处第一，其能绕滚子 外壳的中心平均分配电机520的重量，即风扇和电机单元的重心与整 个滚子组件的重心对齐；第二，其能改善进口管道531到风扇和电机 单元520的气流流路。风扇和电机单元520通过其纵轴两端的固定装 置支撑在电机舱515中。在左侧，朝外延伸的肋条521之间的空腔接 收电机的部件522。在右侧，朝外渐縮的流道532将进口管道531连接 到风扇和电机单元520的进口。流道532的下游端有一个法兰523，其 绕风扇和电机单元520固定从而支撑起风扇和电机单元。其它的支撑 则由圈套524提供，该圈套524包绕着风扇和电机单元520并安装在 法兰523和电机舱515的内面之间。流道532还能确保电机舱的进出 气流能够彼此分开。空气经进口管道531和流道532送到滚子组件中的风扇和电机单 元520。 一旦气流流过风扇和电机单元520，其就被电机舱515敎集并 送到出口管道535。出口管道535将气流送到主体210。出口管道535与主体210的下部相连。主体的部件552是电机后 过滤器550的过滤器壳体。来自管道535的空气送到该过滤器壳体的 下表面并流过过滤器550本身，然后可经过滤器壳体552上的通气孔 排入大气。所述的通气孔绕过滤器壳体552布置。机器上带有一个站立组件260、 262以便在机器以直立位置留下时 提供支撑。该站立组件在布置上应使其能在主体210放到完全直立位 置时自动工作，并在主体210从完全直立位置倾斜时自动收起。对于上述的结构来说，这里还有许多替代形式，现在就来进行描述。在上述实施例中，气流是从滚子外壳的一侧导入和导出滚子外壳 510的，同时滚子外壳510中的空间是用来封装电机舱515和风扇和电 机单元520。滚子外壳510的内空间还可做其它的用途，图14一16就 展示了几种形式。在图14一16的每个图中，滚子外壳600中都封装了 一个过滤器。在图14中，滚子外壳600中封装有一个桶形过滤器组件 605，并且其纵轴与滚子外壳的纵轴对齐。进口气流管道601将空气从 真空吸尘器主体210上的分离装置240、 245的出口送到滚子外壳600 的内部。出口气流管道602则将气流从滚子外壳600的内部送出。该' 滚子外壳安装在轴承603上并能绕管道601、 602旋转。过滤器605由 管道601、 602支撑起来。在使用中，空气从进口管道601流入，绕过 滤器605的外侧面流动，然后沿径向向内流过过滤介质并流到过滤器 605的中芯中。接着，该空气沿着中芯流动并经出口管道602排出滚子 外壳600。在图15中，过滤器610横向安装在滚子外壳600中。滚子外壳600 的内表面带有适当的固定装置以在原位固定过滤器610。图15中的气 流很简单。空气从进口管道611流过滚子外壳600的内部，再流过过 滤介质610，然后经出口管道612离开滚子外壳。过滤器的材料包括泡 沫和滤纸，其要么是平的，要么是折的以增过滤介质在气流中的面积。图16与图14的相同点都是过滤器625安装成其纵轴与滚子外壳 600的纵轴对齐。其主要的不同在于空气可由滚子外壳600中的孔608 直接排到大气中。管道622为滚子外壳提供机械支撑，但不用^来输送 气流。为了得到通向过滤器的通道，滚子外壳600中可设置有一个开口。然而，由于许多过滤器均为长效过滤器，在机器的使用寿命内并不需要进行更换，因此可以将过滤器以不易接近的方式安装到滚子外壳600 中。这些实施例中均能在滚子外壳600中以图13中电机舱515相同的 方式设置一个内壳。该内壳相对于进口管道和出口管道密封，从而有 助于减轻滚子外壳的密封要求。在图14和15中，排出管道可安装在滚子组件上与进口管道相同 的一侧。如前面图13所示，这两个管道并排安装，也可如图18所示 将一个管道绕另一个管道地安装。图17所示是滚子组件中风扇和电机单元的另一种安装方式。与图 13所布置一样，这里也有一个其内装有电机舱715的滚子外壳700， 同时该滚子外壳700可绕电机舱715旋转。进口气流管道将空气输送 到风扇和电机单元520。然而，在本实施例中，过滤器710布置在电机 舱715中风扇和电机的下游。空气经出口 705直接从滚子组件排出。 出口 705布置在滚子外壳700轮毂上支撑臂702的旁边。这就意味着 在滚子外壳700旋转时空气出口 705保持不动。作为选择，过滤器710 也可一同省略。在电机为无刷电机如开关式磁阻电机的情况下，电机 中不能释放出任何的碳，因此就不需要使用电机后过滤器。当空气以 此方式从滚子组件直接排出时，仍可选择使用第二支撑臂702 (其不用 来输送气流)，当然也可简单地省略掉第二支撑臂702，滚子组件的所 有支撑均由第一支撑臂提供。另外，或者作为选择，滚子组件可将装置的其它有源部件如用来 驱动表面扰动设备的电机和/或用来驱动轮子的电机封装起来，从而 使装置自己能够在地面上推进。在另一实施例中，可将分离装置如上 述的旋风分离装置封装在滚子组件的内部。滚子的形状图3 — 13所示实施例是桶形的滚子，其带有平的中间区域和渐縮 的端部区域。图18—21展示其它一些形状的滚子。这里列出的形状并 非专用的，其它没有展示出的形状也在本发明的保护范围之中—。滚子 或滚动部件组可以是图18所示的球形，也可是图19所示的带有截面的球形。完全球形的优点是，当主体从直线运动位置转向时，由于质 心与表面之间的距离保持不变，因此滚子转动所需的力保持不变。还 有，由于滚子组件几何中心与外表面之间的距离保持不变，因此当主体绕纵轴211旋转时，轭235与清洁头230之间接头237的高度也保 持不变。这样可简化主体和清洁头230之间的接头要求。截去球体的端面能够减少滚子的宽度并能去掉一部分不可能被用 到的表面。还有，如果允许机器滚到表面的最外部分，那么进入和离 开滚子的管道就可能会接触到地板。图20所示的球的中间区域813是 平的，图21所示是一个中间直径不变、两端带有半球815和816的环 814。上述实施例提供了一种带有一个滚子部件的滚子组件，其也可带 有多个部件。图22—24所示实施例中的滚子组件包括一对壳形部件 731、 732。每一个部件均能独立旋转。部件731能绕组合后的支撑臂 和管道735、 736旋转，而部件732则能绕组合后的管道和支撑臂740 旋转。电机舱742安装在旋转部件731、 732中并支撑风扇和电机单元 743。带有两个壳形部件731、 732的优点是部件731、 732之间在其旋 转轴方向上的空间可用来容纳管道745或者是清洁头和滚子组件之间 的机械联接，或者是这两个部件，其中的管道745将空气从清洁头230 输送到滚子组件的内部。在图23和24中，组合后的机械联接和空气 管道741连接到部件731和732之间电机舱742的前面的地方，其穿 到电机舱742的内部，并沿着与部件732的旋转轴对齐的方向延伸。 出口管道740为部件732提供机械支撑同时将气流输送到真空吸尘器 的主体。这里有两种方式能够达到管道745和主体之间联接所需的要 求程度。第一种是，管道745可枢轴转动地安装到电机舱742上。第 二种是，管道745刚性地安装到电机舱742上并且该电机舱742可旋 转地安装在支撑臂735、 736以及740上。两旋转部件731、 732之间的空间可用来容纳电机舱742中电机与 清洁头230上刷棒之间的驱动联接。该驱动联接可由皮带和/或齿轮 来实现。如图25所示，各个滚动件的旋转轴不必彼此对齐。这里，滚动件 823、 824的旋转轴821、 822均从垂直面向内倾斜。此外，还可设置三个或多个旋转部件。实际上，这里可有多个相 邻的部件，这些部件在装置沿一表面移动时能各自自由地绕轴线旋转。 这组旋转部件均可绕一直线轴安装，其中每一个部件的直径均随着其远离轴线的中间区域而减少。作为选择，如图26所示，旋转部件825 均具有相同或类似的尺寸，并且均绕轴线826安装，其中轴线826的 形状能够满足滚子组件下表面的需要。旋转部件825可以是较小的、 绕一轴安装的实心部件，其也可是中空的、较大的、绕一壳体旋转安 装的环形部件，其中的壳体纵轴不是直线。如前所述，该壳体可容纳 一电机或过滤器。在每一个实施例中，滚子组件，或旋转部件组在形状上均形成一 个支撑面，该支撑面的直径朝旋转轴的两端减少从而使主体的转动更 为容易。正如上面的实施例所述，优选旋转部件或部件组的中间区域 基本为平面，因为已发现这可在本装置沿直线驱动时提高其稳定性。主体和清洁头之间的联接回到图6和7，主体210和清洁头230之间通过轭235进行连接， 该轭235具有一个接头237，接头237形成在一个相对于臂243的纵轴 倾斜的平面上。接头所在平面238的角度也可不同于这里所示的位置。 我们发现，如果接头237的平面238形成正交于臂243的纵轴也是可 接受的，但由于轭的旋转不会使臂243 (以及清洁头230)转动，因此 这种方案不具有本发明的所有优点。令接头237的平面238倾斜于臂 243的纵轴并且又基本垂直于地板表面(当机器在前移位置时)也可获 得很好的结果。使平面238比图6所示位置多倾斜一些，或者再多倾 斜一些，可以在主体绕纵轴旋转时提髙清洁头230的移动程度。图6和7所示的臂243和清洁头230之间的连接是一个带有轴的 枢轴。我们发现在该位置需要一定的枢轴运动，但该运动可由一种更 松的接头来实现。图27是主体210和清洁头230之间的另一种连接。如前所述，其 中有一个轭235，该轭的两端绕滚子组件的旋转轴221连接到主体上。 此外，这里还有一个短臂243，其枢轴转动地连接在清洁头230上。轭 235的前表面是不同的。与相对于臂243的纵轴以一定的角度顿斜的旋 转接头不同，这里的旋转接头与臂243的纵轴正交并且轭235在接头852处与臂243相连的部分具有一个肘形部分851。现已发现将肘形部 分与接头垂直相连等同于斜角接头。但这种构思在实施起来更为复杂， 因为清洁头230和滚子组件220之间需要更大的空间。图29a、 b和c展示了主体和清洁头之间的其它连接。如前所述， 该联接包括轭901，并且轭的两端卯2、 903能绕滚子组件的旋转轴连 接到主体上。该轭的中间部分包括一个接头904，其可直接或通过一个 中间杆件连接到清洁头(图中未示出)上，如图7和27所示。该联接 进一歩包括一个锁臂905，其可枢轴转动地连接到轭901的端部902、 卯3，并沿其延伸。锁臂905具有一个中间伸出部分906，其相对于臂 为刚性连接，也可以枢轴转动的形式连接到臂上。中间部分906可由 接头904中相配的凹部907接收，从而锁住接头，防止其例如在用具 处于直立位置时旋转。图29a所示连接正处于锁定位置。由此，清洁 头自己就在直立位置时给用具提供附加的稳定性。可设置弹性装置(图 中未示出)以便在用具处于直立位置时使锁臂905的中间部分906偏 向接头使接头被自动锁住。在需要使用本用具时，用户使用具的主体倾斜。该联接在结构上 应使锁臂905在主体后倾时相对于轭901旋转并升高到将锁臂的中间 部分906抬出凹部907的程度，由此接头904松开以便旋转。图29a 和29c所示的连接处于松开位置。弹性装置可以帮助锁臂905抬起来。 在本用具倾斜和直立时锁臂905的移动可能会受站立组件260、 262移 动的千扰。锁臂905的中间部分906可带有一个向下伸出的尖部908a、 b、 c， 这些尖部分别由接头904中的凹部909a、 b、 c接收。尖部908为柔性 结构，这样如果用户在锁定的接头上所加的力超过预定限度时，至少 有一个尖部会变形。由此所加的力会使尖部908跳出凹部909从而使 接头904自由旋转。这种结构能在用具处于直立位置时当接头上的力 过大时防止联接损坏。当该用具回到直立位置时，锁臂905的中间部 分906就会被弹性装置的弹力后推到接头的锁定位置中。主体和清洁头之间的支撑不必是刚性的。图28所示是一,卖性支 撑管831、 832，其将滚子组件830连接到清洁头833上。在采用柔性 管时，清洁头可随着主体左右滚动或绕其纵轴的旋转而与地板表面保持自由接触。使用这种形式的柔性管可以避免主体和清洁头之间使用 复杂的机械联接。当然，也可将几种连接机构合起来使用。在前面所示的每一个实施例中，在可能的地方，使用气流管道，均在机器的部件之间由轭235提供机械支撑，如主体210和滚子组件 220之间以及清洁头230和主体210之间。因此管道需要适当的密封。 应当理解，在每一个将气流管道与机械支撑组合成一体的实施例中， 均可在其位置用分开的支撑和气流管道来代替。该气流管道可以是柔 性管也可是刚性管，这取决于是否需要机械支撑。尽管将电机封装在滚子组件中有许多的优点，但在另一实施例中， 也可将风扇和电机封装在主体中。由于清洁头到主体不需要管道，因 此机器的管路更为简单。此时，主体和滚子组件之间以及主体和清洁 头之间仍然需要支撑臂。尽管上述实施例所示的真空吸尘器内管道都用来输送气流，但应 当理解本发明同样也适用于输送其它流体如水和清洁剂的真空吸尘 器。
权利要求
1、一种表面处理用具，包括具有使用者可操作手柄的主体、表面处理头、和安装在该主体上支撑组件，该支撑组件布置成相对于该主体滚动以允许该用具沿一表面借助该手柄而被滚动，其中该表面处理头由轭连接到该主体，并且该轭的至少一部分承载流体流。
2、 根据权利要求l所述的表面处理用具，其中一管道位于该轭的一个臂上，该管道布置成承载从表面处理头到该主体的流体流。
3、 根据权利要求1或2所述的表面处理用具，其中该轭包括一对 弯曲的臂。
4、 根据权利要求1-3中任一项所述的表面处理用具，其中该轭包 括一对寧部，每个端部都连接到该主体。
5、 根据前述权利要求中任一项所述的表面处理用具，其中该轭可 枢转地连接到该主体。
6、 根据权利要求5所述的表面处理用具，其中该轭在支撑组件的 每一端可枢转地连接到该主体。
7、 根据权利要求5或6所述的表面处理用具，其中该轭可绕与该 支撑组件的旋转轴基本上对齐的轴枢转。
8、 根据前述权利要求中任一项所述的表面处理用具，还包括在该 轭和该表面处理头之间的枢轴连接。
9、 根据权利要求8所述的表面处理用具，其中在该轭和该表面处 理头之间的连接是通过一中间杆件。
10、 根据权利要求8或9所述的表面处理用具，其中该枢轴连接将该轭的中心部分连接到该表面处理头。
11、根据前述权利要求中任一项所述的表面处理用具，其中该支 撑组件容纳至少一个部件。
12、根据权利要求ll所述的表面处理用具，其中该部件安装在该 支撑组件内，从而该支撑组件的滚动表面绕该部件旋转。
13、 根据权利要求11或12所述的表面处理用具，其中该支撑组 件包括用于接收流体流的流体入口和用于排出流体的流体出口，并且 该部件包括用于对通过入口接收的流体流产生作用的装置。
14、 根据权利要求13所述的表面处理用具，其中该流体入口包括 一个入口管道，该入口管道布置成在主体和支撑组件之间提供支撑。
15、 根据权利要求13或14所述的表面处理用具，其中该流体出 口包括一个出口管道，该出口管道布置成在主体和支撑、组件之间提供 支撑。
16、 根据权利要求13至15中任一项所述的表面处理用具，其中 该流体出口包括在支撑组件的滚动表面上的多个孔。
17、 根据前述权利要求中任一项所述的表面处理用具，其中该主 体包括用来将流体流中夹带的物质分离出去的分离装置。
18、 根据权利要求17所述的表面处理用具，其中另一管道承载从 该轭的至少一部分到分离装置的流体流。
19、 根据权利要求17或18所述的表面处理用具，其中该流体入 口从该分离装置接收流体流。
20、 根据权利要求13至19中任一项所述的表面处理用具，其中该用于对流体流产生作用的装置包括过滤器。
21、 根据前述权利要求中任一项所述的表面处理用具，其中该支 撑组件包括一开口。
22、 根据权利要求13至21中任一项所述的表面处理用具，其中该用于对流体流产生作用的装置包括具有叶轮和用来驱动该叶轮的电 机的吸力产生装置。
23、 一种如前面任一权利要求所述的表面处理用具，其采用真空 吸尘器的形式。
全文摘要
一种表面处理用具，包括具有使用者可操作手柄的主体、表面处理头、和安装在该主体上支撑组件，该支撑组件布置成相对于该主体滚动以允许该用具沿一表面借助该手柄而被滚动，其中该表面处理头由轭连接到该主体，并且该轭的至少一部分承载流体流。
文档编号A47L9/24GK101219037SQ20081000356
公开日2008年7月16日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年8月9日
发明者S·B·考特尼 申请人:戴森技术有限公司