专利名称：动力清洁设备的制作方法
本申请要求2004年4月2日提交的美国专利申请No.60/559,186的优先权，在此参引其公开。
背景技术：
具有动力驱动机构的清洁设备是周知的。例如，很多真空除尘器包括推进跨越要除尘的表面的真空除尘器的电动机。一些这样的除尘器包括一个手柄，使得使用者能够操纵该除尘器。另一些真空除尘器是自动推进的。自动的除尘器经由遥控信号接收方向信息，或能够将它们编程以便跨越地面移动。
除了自动推进的真空除尘器，也有具有动力刷辊的清扫设备。一般，电动机驱动该刷辊。刷辊旋转，并接触污物和其他碎屑，将它们推到与刷辊相邻的灰尘斗中。
发明内容
根据本发明第一实施例，一种动力清扫设备包括壳体、设置在壳体中的刷辊腔、安装在第一刷辊腔中的刷辊、设置在壳体中的污物腔、设置在所述壳体中的驱动电动机、和可操作地连接到驱动电动机的从动轮。刷辊在刷辊腔中旋转。污物腔与刷辊腔连通，使得碎屑被推进到污物腔中。
根据本发明另一实施例，一种自动清洁设备包括壳体、设置在壳体中的污物容器、在壳体中形成的刷辊腔、设置在刷辊腔中的刷辊、设置在壳体中的刷辊电动机、安装在壳体中的动力驱动组件、和调节刷辊电动机和动力驱动组件运行的控制装置。污物容器包括污物入口，并且不与抽吸源连通。刷辊腔与污物入口连通，使得碎屑能够从刷辊腔移动到污物容器中。动力驱动组件推进该清洁设备。
根据本发明的另一方面，自动设备包括壳体、安装在壳体中的缓冲器、与壳体和缓冲器之一相关的插口、与壳体和缓冲器另一个相关的伸出部、连接到壳体或缓冲器的传感器、设置在壳体中的污物腔、设置在壳体中的刷辊、设置在壳体中的动力传动组件、和根据来自传感器的输入调节动力传动组件运行的控制装置。伸出部容纳在插口中，以控制缓冲器相对于壳体的运动。
动力清洁设备能够采取一定组件和结构的形式，它的实施例将在附图中加以说明。
图1是根据本发明实施例的动力清洁设备的透视图；图2是从该设备取下污物斗的图1的动力清洁设备的透视图；图3是图1的动力清洁设备的分解图；图4是在该设备在使用位置时从线4-4截取的图6的动力清洁设备的剖视图；
图5是在该设备在使用位置时从线5-5截取的图6的动力清洁设备的另一剖视图；图6是图1的动力清洁设备的底视平面图；图7是在污物斗的门打开时与图1的动力清洁设备一起使用的污物斗的透视图；图8是在使用位置的从线8-8截取的图6的动力清洁设备的剖视图；和图9是在图8中描绘的盖制动突起和缓冲器制动突起的顶视图。
具体实施例方式
动力清洁设备10包括壳体12；可取下的污物斗14，它位于壳体中；在壳体中的刷辊组件；壳体中的驱动组件；和安装到壳体上的缓冲器16。因为在所示的实施例中设备10不包括像常规真空除尘器那样的抽吸源，所以设备10是作为自动清扫设备说明。另外的实施例也可能包括抽吸源，如将气流引向污物斗14的电动机驱动的风扇。而且，设备10将作为不具有与常规立式除尘器相似的、使用者能够引导该设备的直立手柄的装置说明。但是，如果需要，能够很容易的将手柄安装到该设备上，以引导它运动。
在描述的实施例中，设备10的壳体12可以是大体圆形的塑料外壳，它封闭该设备的内部组件。参见图3，壳体包括盖18，它以下面说明的方式安装到基部22。盖18包括矩形中心开口24，它成形为容纳污物斗14。手柄26经由紧固件28和手柄夹具32安装到盖18。手柄26能够大体是U形的，在手柄每端一个的两个夹具32能够安装到盖18，使得手柄26能够相对于盖18旋转。盖18也包括多个开口36，它们可以是渐缩形的(图4更清楚可见)，以方便盖18安装到基部22，以及壳体12安装到缓冲器16。
壳体12的基部22也可以是大体圆形的，并包括中心空腔38，它的大小能够容纳污物斗14。见图5，基部22限定了位于中心空腔38的第一侧上的第一刷辊腔42、和位于空腔38的相对侧上的第二刷辊腔44。第一向上倾斜的壁46从基部22的底壁48向中心空腔38延伸，并且向下倾斜的壁52连接到第一壁46和底壁48。壁46向上倾斜，因为向污物斗14运动的污物相对于底壁48向上运动，通过污物入口54进入污物斗。对于第二刷辊腔44，向上倾斜的壁56从底壁48延伸并连接到向下倾斜的壁58。第二刷辊腔44也与连通污物斗14的入口62与连通。如图6所示，基部22的底壁48也包括在刷辊腔之间的大的大体矩形的开口64，以容纳设备10的电源，这在下面详细说明。喷嘴护板66也通过紧固件68安装到底壁48。喷嘴护板66包括与基部上的开口64对齐的中心开口70。
如上所述，在公开的实施例中，通过盖18的中心开口24将污物斗14容纳在基部22的中心空腔38中。见图3，污物斗可包括大体W形的壳体72，污物斗盖74和污物斗门76都安装到其上。污物斗盖74通过常规的紧固件78(图3)或其他方式安装到污物斗壳体72的顶部。污物斗门76安装到污物斗壳体72的侧面，使得易于将充满的污物斗清空。虽然公开了W形壳体，但是应理解，如果清洁设备的动力组件重新部署，壳体也可以是矩形截面的。如果这样，污物斗能够在清空前保存更多的污物。
在图5的实施例中，污物斗壳体72包括成向上弧形的下部壁82，以容纳将在下面详细说明的电源。污物斗壳体72也包括两个入口第一入口84，它与第一刷辊腔42连通；和第二入口86，它与第二刷辊腔44连通。见图5，在污物斗14内，第一悬架88从第一入口84的下边缘向内延伸，第二悬架92从第二入口86向内延伸。悬架88和92帮助将污物保持在污物斗内，并防止污物从入口84和86落下回到各刷辊腔。
如图7所示，污物斗门76铰接地安装到污物斗壳体72上，使得它能够在打开位置和关闭位置之间旋转。污物斗把手84安装到污物斗壳体72上，并能够在存放位置和伸出位置之间旋转，在存放位置(图1)把手72位于污物斗盖74稍下的凹入区域中，在伸出位置，如图2所示，使得容易从壳体12出取污物斗14。
如上所述，污物斗14能够采用另外的结构。例如，代替门76，污物斗能够包括可取下的污物斗盘，它能够滑动到污物斗壳体的底部中。在使用者希望倒空污物斗时能够取下污物斗盘。其他可能的结构包括铰接的盖，它能够打开使得污物斗的内装物从污物斗的顶部倾倒出来。
再见各图所示的实施例，设置两个刷辊组件，以将灰尘和污物推进到污物斗14中。见图3，第一刷辊电动机102驱动小齿轮104，小齿轮啮合带齿的带106。刷辊电动机102位于在壳体12中限定的腔室中，具体地在基部22中。刷辊带106啮合刷辊杆108的带齿部分，刷辊杆具有多个从其伸出的刷毛112。刷辊杆108围绕安装到端帽116的刷辊轴114旋转。与端帽116相邻，刷轴承118也安装在刷辊轴114上。端帽116安装在第一刷辊腔42内(图5)，使得刷辊杆108能够在刷辊腔42内旋转。另一个端帽和刷轴承设置在刷辊杆108的相对端上，为了简明起见不作说明。其他的端帽也安装在第一刷辊腔41中。喷嘴护板66将各端帽夹到壳体中。
由第二刷辊电动机122、小齿轮124和带126构成的第二刷辊组件与第一刷辊组件类似的设置在壳体12和污物斗14的相对侧。第二刷辊组件122也位于在壳体12中形成的腔室中。带126驱动第二刷辊杆128，第二刷辊杆128设置在与第一刷辊杆108相对的污物斗14的侧面上。第二刷辊杆128与上述第一刷辊腔108相似的方式设置在第二刷辊腔44中(图5)，在此不作详细说明。虽然刷辊组件被描述成每个具有驱动带齿带的小齿轮，但是刷辊电动机也能够通过中间啮合齿轮和其他的已知的传动方式驱动刷辊。
现在转到清洁设备跨越地面移动的方式，驱动组件推进设备10。在公开的实施例中，第一驱动电动机132通过封装在齿轮箱138和齿轮箱盖142中的齿轮减速传动组件136驱动传动链轮134。在此实施例中，第一驱动电动机132是可反转的电动机。传动链轮134啮合并驱动带齿的传动带144，带齿的传动带144驱动带齿的第一轨道滑轮146。然后，第一轨道滑轮146驱动围绕第一轨道滑轮146和与第一轨道滑轮间隔开的第二轨道滑轮152的第一履带148。第一和第二轨道滑轮146和152分别接收第一和第二驱动销轴154和156，它们安装到壳体12上，以致滑轮被安装到壳体上。
第二驱动电动机162通过与上述驱动组件相似的组件驱动第二履带164。第二履带164围绕第一轨道滑轮166和第二轨道滑轮168，第一轨道滑轮166和第二轨道滑轮168都安装到壳体12。第二履带164设置在与第一驱动履带148相对的设备10的侧面上，并能够独立于第一驱动履带148被驱动。这样的结构允许，简单地通过以一个速度驱动一个电动机而以另一个速度驱动另一个电动机，或者沿着相反方向，使得设备10能够围绕它的中心轴旋转。因为该设备包括两个分开的驱动组件，所以它能够容易地旋转而不需要复杂的差速齿轮等。在另一个实施例中，设备10不需要包括履带，而是该设备可简单地包括通过一个或多个适当的已知传动装置驱动的一个或多个从动轮。
驱动组件和刷辊组件由电源驱动。在本实施例中公开一种可充电的电池型电源，但是该电源也可以是包括从墙壁出口引出的AC电源的任何常规电源、太阳能电源、或一次性的电池电源。图5示出，电池包组件能够装配在污物斗壳体72的弧形下部壁82下方的空间中。再见图3，弧形电池包壳体172装配在污物斗壳体72下。可取下的下盖174选择性地安装到电池包壳体172上，多个电池176能够装配在该电池包壳体172中。设置电池包触点178，以将刷辊电动机104和122和驱动电动机132和162连接到电源。另外，也能够设置充电插口182与电池176电连接，以致能够将电池再充电。
在图示的实施例中，电池包组件是在壳体的基部22的中心。如果电池是如上所述所需电源，它们也能够设在壳体的其他地方，特别是如果在希望增加污物斗14的尺寸时。作为这样的一个例子，一组电池能够设置成向着每个履带148和164或向着每个刷辊腔42和44的位置。只要它们能够电连接到刷辊组件和驱动组件，电池也能够设在该设备的其他地方。
缓冲器16可移动地安装到壳体12。在图示的实施例，缓冲器16基本是至少基本包围壳体12的圆形壳体。缓冲器16包括中心开口184，它使得污物斗14能够从壳体12提升，而不必取下该缓冲器。设置两个底部托架186和188以将缓冲器16安装到壳体12。每个托架可以是大体矩形的板，它具有容纳将每个托架安装到缓冲器上的紧固件的开口。紧固件192将第一底部托架186安装到缓冲器16，紧固件194将第二托架188安装到壳体16。如在图6中示出的，第一托架186装配到在壳体12的基部22的底壁48中形成的凹槽196中。凹槽196的结构大体是矩形，类似于托架186，并且比托架稍大，以使得能够在凹槽内移动托架。类似地，第二底部托架188装配到底壁48的第二凹槽198中。第二凹槽198的形状与第一凹槽196相似，在与第一凹槽196相对的设备10的侧面。
见图3，在本实施例中是盘簧的多个偏压部件202将壳体12安装到缓冲器16。具体地，壳体12的基部22包括多个向上延伸的突起204，盘簧202容纳这些突起，使得盘簧从突起向上延伸。在壳体12的盖18中的渐缩的开口36容纳基部22的向上延伸的突起204和安装在突起上的弹簧202。缓冲器16包括多个容纳弹簧202的向下突起206，使得缓冲器16弹性地连接到壳体12。代替盘簧，也能够使用诸如柔性塑料部件的其他类型的已知弹性部件，将缓冲器16安装到壳体12。
缓冲器16相对于壳体12的运动被限制。见图8，一个伸出部或盖制动突起208从壳体12的盖18向缓冲器16向上延伸。插口或缓冲器制动突起210从缓冲器16向下延伸，并且容纳在盖制动突起208内。见图9，缓冲器制动突起210具有比盖制动突起208稍大的直径，并且在缓冲器16不受横向力时与盖制动突起208同心对准。在另一实施例中，盖制动突起能够容纳缓冲器制动突起，使得能够颠倒插口和伸出部的布置。在一个实施例中，在盖制动突起208和缓冲器制动突起210之间的径向空间小于四分之一英寸。结果，因为盖制动突起208和缓冲器制动器突起210呈同心圆形结构，缓冲器16相对于壳体12的运动在任何方向小于四分之一英寸。见图2，缓冲器支撑环212能够安装到缓冲器16的下边缘。
能够通过检测缓冲器16相对于壳体12的运动控制清洁设备10的运动。在一个实施例中，作为检测装置公开了操纵杆传感器组件，但是，也能够使用其他已知的运动传感器。见图5，杠杆214安装到操纵杆传感器216，传感器216与主印刷电路板(PCB)218电连通(图3)。主PCB218能够安装到壳体12的基部22，并且能够用安装到壳体12的板盖222覆盖。在操纵杆传感器216上的杠杆214的运动能够产生从传感器216向主PCB218发送的信号，这可以是与驱动电动机132和162的电连通，以便控制设备10的运动。而且，如果需要，也能够响应在操纵杆传感器216上的杠杆214的运动，发送信号到刷辊电动机102和122。
缓冲器16包括向下延伸的中空圆柱形突起224，它的大小能够容纳杠杆214。缓冲器16的运动造成突起224的运动，突起的运动造成杠杆214的运动。响应杠杆的运动能够将一定的信号发送到驱动电动机。能够通过传感器传递的信号类型的例子公开在2004年9月21日提交的标题为“具有单板操作杆传感器的自动装置及其运行方法”的待审查专利申请中，该申请在此全文引入。
在其他实施例中，能够移动传感器组件的位置。例如，图5所示的操纵杆和杠杆能够安装到缓冲器上，突起能够从壳体向上延伸，使得缓冲器的运动仍旧造成杠杆的运动。操纵杆传感器将随缓冲器运动，造成杠杆运动，同时突起保持相对静止。另外，已知的传感器如开关传感器等能够安装到缓冲器和/或壳体上。例如，缓冲器相对于壳体的运动能够激发开/关传感器，传感器能够向主PCB传递合适信号。
设备10的运动也能够通过地面传感器组件226控制，组件226能够通过主PCB218向驱动电动机132和162传递信号。如图6所示，能够设置四个地面传感器组件226，其中一个地面传感器组件在第一履带148前方，一个地面传感器组件在第二履带164前方。另外，一个地面传感器组件在第二履带148后方，一个地面传感器组件在第二履带164后方。地面传感器组件能够包括带有发射器和相应探测器的红外线传感器。发射器可具有向下指向相应履带的前方或后方位置的地面的发射场。探测器可具有与相应的发射器的发射场相交的视场，使得在机器人遥控设备例如被悬挂在凹陷中或沿楼梯滚落之前，能够探测地面的离开边缘和失掉地面的状态。当然，如果需要，其他类型的已知传感器组件也能够使用。
能够设置多个开关，控制供给电动机的电源、以及清洁设备的工作模式。见图3，能够设置电源按钮232，以触发按钮电源开关234控制电动机的电源。电源开关234与电池176和主PCB218电连通。能够设置偏压部件236，将电源钮232偏压离开电源开关234。另外，启动钮238能够触发第一瞬时开关242。瞬时开关242与电源176和主PCB218电连通，以控制对驱动电动机132和162的电源供给。通过弹簧244偏压启动钮238离开瞬时开关242。另外，模式钮246能够激发第二瞬时开关248，控制设备的工作模式。另外，能够用偏压部件252偏压模式钮246离开瞬时开关248。模式开关248与主PCB218电连通，例如控制是否仅一个刷辊或两个刷辊被启动。也能够将其他工作模式编程到主PCB218。也能够设置多个指示器灯254。指示灯254也能够与电池176和主PCB218电连通。指示器灯254能够亮起，表示不同的工作模式。
虽然就一定实施例说明了清洁设备，但是在阅读和理解上述的说明时，本领域技术人员能够明了不同的替换和修改。上述说明是为了说明而不是限定本发明的范围。本发明包括在权利要求及其等同物内的所有替代、修改或变化。
权利要求
1.一种动力清扫设备，包括壳体；设置在壳体中的第一刷辊腔；可旋转地安装在第一刷辊腔中的第一刷辊；设置在壳体中并与第一刷辊腔连通的污物腔，其中所述污物腔不与抽吸源连通；设置在所述壳体中的第一驱动电动机；和安装到所述壳体上并可操作地连接到第一驱动电动机的第一从动轮。
2.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，还包括与所述第一刷辊可操作地连接的第一刷辊电动机。
3.如权利要求2的清扫设备，其特征在于，还包括设置在所述壳体中与第一刷辊腔相对的污物腔一侧的第二刷辊腔；和设置在所述第二刷辊腔中的第二刷辊。
4.如权利要求3的清扫设备，其特征在于，还包括与所述第二刷辊可操作地连接的第二刷辊电动机。
5.如权利要求3的清扫设备，其特征在于，污物腔包括与第一刷辊腔相邻的第一污物入口、和位于污物腔相对侧与第二刷辊腔相邻的第二污物入口。
6.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，污物腔由可取下地安装在所述壳体中的污物容器限定。
7.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，还包括设置在壳体中的第二驱动电动机；和与所述第二驱动电动机可操作地连接的第二从动轮，其中第一从动轮设置在污物腔的第一侧，第二从动轮设置在污物腔的第二侧，第一侧与第二侧相对。
8.如权利要求7的清扫设备，其特征在于，第一从动轮驱动第一履带，第二从动轮驱动第二履带。
9.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，所述第一驱动电动机是可反转的电动机。
10.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，第一驱动电动机与控制所述电动机的旋转方向的开关的电连通。
11.如权利要求1的清扫设备，其特征在于，还包括可移动地安装到壳体上的缓冲器。
12.如权利要求11的清扫设备，其特征在于，所述缓冲器包括至少基本上环绕所述壳体的壳。
13.如权利要求11的清扫设备，其特征在于，所述缓冲器和所述壳体至少之一包括伸出部，而所述缓冲器和所述壳体中的另一个包括容纳所述伸出部的插口，其中伸出部选择地接触所示插口，以限制缓冲器相对于壳体的运动。
14.如权利要求13的清扫设备，其特征在于，所示插口近似圆柱形，所述伸出部接触所述插口的径向壁，以限制缓冲器相对于所述壳体的运动。
15.如权利要求11的清扫设备，其特征在于，所述缓冲器和壳体至少之一包括与电路板连通的操纵杆，所述缓冲器和壳体中的另一个包括容纳操纵杆末端的插口。
16.一种自动清洁设备，包括壳体；设置在壳体中的污物容器，污物容器包括在所述污物容器第一侧的第一污物入口，其中所述污物容器不与抽吸源连通；设置在壳体中并与所述第一污物入口连通的第一刷辊腔；设置在所述第一刷辊腔中的第一刷辊；设置在壳体中用于驱动第一刷辊的第一电动机；安装在壳体中用于推进所述设备的动力驱动组件；和以自动方式调节第一电动机和动力驱动组件的运行的控制装置。
17.如权利要求16的自动清洁设备，其特征在于，所述壳体包括开口，所述污物容器通过所述开口可从所述壳体取出。
18.如权利要求16的自动清洁设备，其特征在于，还包括第二刷辊和用于驱动第二刷辊的第二刷辊电动机。
19.如权利要求16的自动清洁设备，其特征在于，所述动力驱动组件包括设置在所述壳体第一侧的第一履带组件；与第一履带组件可操作地连接的第一驱动电动机。
20.如权利要求19的自动清洁设备，其特征在于，动力驱动组件还包括设置在所述壳体第二侧上的第二履带组件，所述第二侧与第一侧相对；和与所述第二履带组件可操作地连接的第二驱动电动机。
21.如权利要求20的自动清洁设备，其特征在于，每个履带组件包括接触履带的至少两个轮。
22.权利要求16的自动清洁设备，其特征在于，还包括安装到所述壳体上的缓冲器。
23.如权利要求22的自动清洁设备，其特征在于，还包括接触所述壳体的缓冲器板，所述缓冲器板安装到所述缓冲器上，使得所述壳体的至少一部分夹在缓冲器板和缓冲器之间。
24.如权利要求22的自动清洁设备，其特征在于，还包括将所述缓冲器连接到所述壳体的竖直定向的弹性部件。
25.如权利要求22的自动清洁设备，其特征在于，所述缓冲器包括插口，所述壳体包括容纳在插口中的伸出部，其中所述插口限定径向侧壁，所述伸出部选择性地接触所述径向侧壁，以限制缓冲器相对于所述壳体的运动。
26.如权利要求22的自动清洁设备，其特征在于，还包括与所述控制装置连通的操纵杆，其中所述操纵杆接触所述缓冲器，并且在缓冲器相对于所述壳体移动时移动。
27.一种自动设备，包括壳体；可取下地安装到所述壳体上的缓冲器；与壳体和缓冲器之一相关的插口，所述插口具有壁；与壳体和缓冲器另一个相关的伸出部，其中所述伸出部以与所述壁隔开地方式容纳在所述插口中；连接到缓冲器和壳体至少之一上的传感器；设置在所述壳体中的污物腔；设置在所述壳体中的刷辊；设置在壳体中用于推进所述设备的动力传动组件；和根据来自传感器的输入调节动力传动组件的运行的控制装置。
28.如权利要求27的设备，其特征在于，还包括安装到所述缓冲器上的缓冲器板，其中缓冲器板和缓冲器夹住所述壳体。
29.如权利要求27的设备，其特征在于，还包括与所述壳体相关的竖直突起、和与所述缓冲器相关的相应竖直突起，以及分别安装到竖直突起的相应对上的弹性部件。
30.如权利要求27的设备，其特征在于，所述传感器包括安装到所述壳体上并接触所述缓冲器的操纵杆组件。
31.如权利要求30的设备，其特征在于，还包括安装到所述壳体上并与所述控制装置连通的地面传感器。
32.如权利要求27的设备，其特征在于，还包括用于驱动所述刷辊的电动机，其中所述电动机的运行由所述控制装置调节。
全文摘要
动力清扫设备包括壳体、设置在壳体中的刷辊腔、安装在刷辊腔中的刷辊、设置在壳体中的污物腔、设置在所述壳体中的驱动电动机、和可操作地连接到驱动电动机的从动轮。所述刷辊在刷辊腔旋转，污物腔与刷辊腔连通，使得刷辊将碎屑推入到污物腔。
文档编号A47L11/33GK1683088SQ20051006379
公开日2005年10月19日 申请日期2005年4月4日 优先权日2004年4月2日
发明者马克·E·赖因德尔 申请人:皇家器具有限公司