表面清洁装置制造方法
【专利摘要】一种用于清洁表面，例如烧烤架的装置具有大致中空的外壳，该外壳至少具有下侧、上侧和周缘，并且包含多个电动机，每个电动机具有可选择性地固定一个旋转刷的旋转轴。每个刷子的至少一部分刷毛在该外壳的下侧所处的平面下方伸出。该外壳还包含电源和电路，所述电路适于在致动与其相连的电开关时，在预定时间段内使电力连接到每个电动机上。该电路适于沿第一方向、接着沿相反方向运转每个电动机，从而如果该装置在一个障碍物处被停住，则其由于电动机的交替换向而最终转向。
【专利说明】表面清洁装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年11月30日提交的美国临时专利申请61/565，268以及2012年11月7日提交的美国发明专利申请13/671，125的优先权，这两个申请均通过引用结合在本文中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及清洁机械，更具体地说是涉及一种尤其特别适合于清洁烧烤架的表面清洁机械。
【背景技术】
[0004]自动清洁装置已经普遍用于清洁例如铺有地毯的硬木地板的表面。然而，现有的装置中没有一种特别适用于自动地清洁烧烤架，如果让烧烤架冷却，那么清洁烧烤架会成为一件特别艰巨的工作。或许清洁烤架的最佳时间是在烹饪完成之后立即进行，此时食物和软骨还是热的，并且更容易去除。但这也是品尝刚刚做好的食物的最佳时间。这种现有的地板清洁机械还不能提供用于一个或更多的清洁元件来同时用作清洁装置和该装置的动力。
[0005]因此，需要提供一种如下所述的装置，即，该装置能够在一段预定的时间内自动地清洁烧烤架或者其它表面，并且能够承受刚刚进行完的烧烤所产生的热量。这种所需装置的使用简单，造价比较便宜，而且在必要时能够允许容易地更换可拆卸的清洁刷和接触垫。这样一个所需的发明在不用时能够便于储存，并且可以提供一种在遇到烤架边缘或者其它障碍物时不会停止不动的机构。本发明实现了这些目的。
【发明内容】
[0006]本发明提供了 一种用于清洁表面，例如烧烤架的装置。一个基本上中空的外壳至少具有下侧、上侧以及周缘。该外壳包括多个电动机，每个电动机具有可选择性地固定有一个旋转刷子的旋转轴。每个刷子具有多根从其旋转轴线径向伸出的刷毛，而且每个刷子的至少一部分刷毛在该外壳下侧所处的平面下方伸出。该外壳的下侧还可以包括一个用于每个刷子的凹陷部分。
[0007]优选地，每个刷子的旋转轴线和每个电动机的旋转轴基本上平行于所述外壳的下侧所处的平面。另外，带有刷子的多个电动机优选地是一个奇数，例如分别以60度的相对角设置的三个电动机，由此每个刷子能够在一个不同于任意其他刷子的方向上移动该外壳。
[0008]该外壳还包括电源，例如多个电池。该外壳还进一步包括电路，其适于在致动一个连接到该电路上且可以从外壳的外部接触到的电开关时，在一段预定的时间内将来自电源的动力连接到每一个电动机。该电路适于通过切换施加到每个电动机上的电源极性而使每个电动机沿第一方向运转，然后沿相反方向运转，所述切换动作优选地例如每隔一至两秒进行一次。
[0009]优选地，该电路还包括指示器，例如一个或多个LED灯，以用于指示多个程序定时中的一个。由此，随着多次致动开关，使每个程序定时依次前进，该指示器指示当前所选择的程序定时，并且电路在该当前所选择的程序定时内使电动机往复运转。
[0010]在使用中，随着将该外壳放置在表面上以及随着致动该开关，所述电路使每个电动机沿第一方向运转，然后变换成按相反方向运转，从而刷子同时支撑所述装置，并使该装置沿着表面移动且清洁该表面。如果所述外壳在一个障碍物处被停住，则该外壳最终会由于电动机的反复变向而转向。在一个典型的实施例中，按下开关以选择一个程序定时，会导致指示器在5秒之内指示所选择的程序定时，在这段时间之后控制电路在程序定时内致动电动机，独立于其它电动机地变换每个电动机的方向。在任意时间，下压该开关例如超过三秒以上，会致使所述电路进入睡眠模式，其中该指示器和电动机将会停动，直到下一次按压该开关。还可以包括一个支架，以用于在不使用该装置时提供方便的存放手段。
[0011]本发明提供了这样一种装置，该装置在一段预定的时间内可自动地清洁烧烤架或者其它表面，并且能够承受由刚刚完成的烧烤所产生的热量。本发明的装置使用方便，制造相对便宜，而且在必要时允许容易地更换可拆卸的清洁刷和接触垫。本发明的装置在不使用时方便储存，而且提供了在使用期间当遇到烤架边缘或者其它障碍物时不会被停住的机构。本发明的其它特征和优点将会从以下结合附图所进行的更加具体的描述中显而易见，所述描述通过举例的方式说明了本发明的原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明装置的透视图。
[0013]图2为本发明装置的透视图，为清楚显示起见，其中省略了外壳。
[0014]图3为局部切除的本发明装置的底侧透视图。
[0015]图4为本发明装置的仰视图，为清楚显示起见，其中省略了三个接触垫中的两个。
[0016]图5为用于存放外壳的支架的正视图。
[0017]图6为支架的透视图，该支架以支撑外壳的状态显示。
[0018]图7为图2的俯视图。
[0019]图8为本发明电路的示意图。
[0020]图9为电路的微控制器的步骤的方框图。
[0021]图10为本发明装置的侧面视图。
【具体实施方式】
[0022]下面描述本发明的说明性实施例。以下的说明提供了用于全面理解本发明以及描述这些实施例的具体细节。本领域的技术人员将会理解在没有这些细节的情况下也能够实施本发明。在其它情况，没有详细地示出或描述出众所周知的结构和功能，以免对实施例的描述存在不必要的不清楚之处。
[0023]除非文中有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”或类似用语应解释为一个包容性的意思而不是一个排除在外或全部的意思；换句话说，是“包括，但不限于此”的意思。使用单数或者复数的词也分别包括复数或者单数。另外，当在本申请中使用词“在此”，“以上”，“以下”或类似引入词时，应该指的是本申请的全部而非本申请的任意具体部分。当权利要求在关于包含两个或多个元件或组成的清单里使用词汇“或” 时，该词汇覆盖所有下列的词语解释：在该清单中的任意元件，该清单中的所有元件以及该清单中元件的任意组合。
[0024]图I和图2示出了用于清洁表面20，例如多个烧烤架杆25的顶面26和侧面27的装置10。其它表面20可以包括所有类型的硬质板面，例如诸如木头，瓷砖，层压板，混凝土或相似物的硬质地面或台面。
[0025]基本上中空的外壳30至少具有下侧32、上侧38和周缘35。该外壳30优选地由高耐热塑料材料制造而成，诸如高温聚氨酯(例如，由位于加利福尼亚州塔斯廷的BJB Enterprises, Inc.生产的TC-895A/B Black)。在紧邻外壳30的下侧32的地方可以额外地包括绝缘材料130 (图3)，以使外壳30的内部与从表面20发散出的热气隔离。周缘35 可以是刚性的并用肋条(未示出）或者其它加固结构增强，以吸收装置10在接触障碍物28 时的动能（图I)。另外，该外壳可以包括至少一个手柄180(图I和图10),该手柄用于允许从表面20方便且清洁地提起装置10。
[0026]外壳30包含多个电动机40,每个所述电动机具有一个可有选择地固定一个旋转刷60的旋转轴50。每个刷子60具有从其旋转轴线80沿径向伸出的多根刷毛，并且每个刷子60的至少一部分刷毛70在外壳30的所述下侧所在的平面33下方伸出（图10)。外壳 30的下侧32还可以包括用于每个刷子60的凹陷部分90(图3和图4)。优选地，每个刷子的刷毛70由黄铜制成，由此该刷毛70可适合于在烧烤架表面20上使用。按照其他替代方案，该刷子还可以由某些其它材料制成，例如更柔软一些的材料，以例如用于较柔软的表面 20上而不会刮伤该表面。
[0027]优选地，每个刷子60的旋转轴线80以及每个电动机40的旋转轴50大致平行于外壳30的下侧32所处的平面。另外，带有刷子60的多个电动机40优选地是一个奇数，例如分别以优选为60度的相对角a设置的三个电动机（图7)，由此每个刷子60能够在一个不同于任意其他刷子60的方向上移动外壳30。
[0028]外壳30还包含有电源100，例如多个可充电或不可充电的电池105，例如诸如 D-cell型电池。在每个电池105为可充电电池的实施例中，可以包括一个充电接口 200(图 I )，该接口与每个电池105电连接，这样可以选择性地使外部电源201与充电接口 200固定在一起以给每个电池105充电。或者，电源100可以为一根电源线(未示出），该电源线可以被例如插入电源插座中，以用于给电动机40直接传输电力。
[0029]外壳30还包括电路110，该电路110适于在致动连接到该电路上的电开关120时， 在一段预定的时间Tn内使来自电源100的电力连接至每个所述电动机40。电路110适于例如通过变换施加到每个电动机40上的电力的极性而使每个电动机40沿第一方向D1运转，接着沿相反的方向D2 (图3)运转，所述变换操作例如优选地每隔一至两秒进行一次。
[0030]优选地，电路110还包括指示器140，例如一个或多个LED灯或相似元件，该指示器用于指示多个程序定时？?中的一个。这样，随着开关120的多次致动，每个程序定时P1,己… Pn会依次前进，该指示器140例如通过对应次数的闪烁或者以特定颜色例如红，绿或者黄发光的方式来指示当前选择的程序定时Pn，而且电路110在该当前选择的程序定时Pn内使电动机40往复运转。在这样一个实施例中，电路110还包括一个定时器功能114。例如,在具有三个程序定时Pn的实施例中，P1可以为五分钟，P2为七分钟，而P3为十分钟。
[0031]在使用中，当将外壳30放置在表面20上且致动开关120时，电路110使每个电动机40沿第一方向D1运转，接着变更成沿相反方向D2运转，从而刷子60同时支撑装置10并且使装置10沿着表面20移动和清洁表面20。如果外壳30在障碍物28处被停止，则其最终会由于电动机40的交替变换方向D1, D2而转向。在一个典型的实施例中，按下开关120以选择一个程序定时Pn，该操作致使指示器140在五秒内指示所选择的程序定时Pn，在这之后，控制电路110在该程序定时Pn内如上所述地致动电动机40。在任意时刻，例如通过下压开关120三秒以上，将命令电路110进入睡眠模式，其中，指示器140和电动机40将停动，直到下一次按压开关120。
[0032]在一个实施例中，电路110适于以独立于其它电动机40的方向的方式改变多个电动机40中的任意一个的方向。另外，电路110还可以包括一个随机数发生器115，从而可以以一种基本上是随机的方式或者以一种表现为随机性而其实是一个模拟随机程序的预定重复程序的方式切换多个电动机40中的任意一个的方向。这样，如果外壳30在障碍物28处被停住，则该外壳30会由于电动机40的貌似随机的方向D1, D2而最终调转方向，并形成外壳30在表面20上的貌似随机的路径。
[0033]电路110可进一步包括一个微控制器111 (图8)，该控制器111用来控制为电动机40提供动力的一个H-桥配置112,固态继电器,或者机械式继电器(全部未不出)。该微控制器111可以进一步用于探测开关120的致动以及点亮指示器140。电路110还可以进一步包括一个电压转换器或者变压器113，以及任选的一个电压调节器116，以用于在必要时为控制电路110和电动机40提供不同的电压。
[0034]在一个实施例中，外壳30的下表面32包括至少一个可选择性地拆卸的接触垫150(图3和图4)，该接触垫配合着刷子60 —起将外壳30支撑在表面20上。至少一个接触垫150用于调节每个刷子60与表面20的接触量，以调整刷子60沿着表面20移动装置10的速度。当每个接触垫150磨损或者变脏时，可以通过去除用于将每个接触垫150保持在外壳30的下表面32上的机械紧固件(未示出)或类似构件的方式来用一个新的接触垫150替换该磨损或者变脏的接触垫。
[0035]图5和图6示出了可以包括一个支架160，当不使用装置10时，该支架可以用于存放该装置10。这样的支架160可以包括钩状结构165，该钩状结构用于将支架160和装置10悬挂于一个物体(未示出)，例如围墙或者类似物上。
[0036]在一个实施例中，外壳30的下侧32还包括用于探测表面20的边缘29的多个传感器170 (图3)。电路110与每个传感器170电连接并且适于在探测到表面20的边缘29时使多个电动机40中的至少一个沿相反方向运转。例如，每个传感器170可以是能够探测金属烧烤架25的边缘的一种电容式或者感应式传感器。电路110可以通过黄铜刷子60将电荷或者其它信号引导到烧烤架25中，从而有助于探测烤架25的边缘29。这样，电路110可以与一个或者多个刷子60电连接。也可以采用其它的适合于探测这样的边缘29的传感器170，例如光学或者超声波传感器或者类似物。
[0037]虽然已经图示和描述了本发明的具体形式，但应当清楚的是，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以做出各种的改动。举例，在附图中示出了三个电动机和刷子，但是可以采用任何其它合适数量的电动机和刷子，并且可以有任何合适的取向。因此，以上说明并非用来限制本发明，本发明仅由后附的权利要求书来限定。
[0038]当描述本发明的某些特征或者方面时所使用的特定术语并不应被认为具有这样的含义，即，该术语在这里被重新定义，已被限定成与该术语相关联的本发明的任何具体的特性，特征或者方面。通常，在接下来的权利要求书中所用到的术语不应该被理解为将本发明限制成在说明书中公开的具体实施例，除非上述的具体描述部分明确地限定了这些术语。因此，本发明的实际范围不仅包括所公开的实施例，而且还包括所有实施或实现本发明的等同方式。
[0039]以上对本发明实施例的详细描述并不意味着是穷尽的或者将本发明局限于上面所公开的精确形式或者本公开内容中提及的特定领域。尽管出于说明目的在上文中描述了本发明的具体实施例和示例，但是正如本领域的技术人员将会认识到的那样，可以在本发明的范围内有各种等同的修改。并且，在此所提供的本发明的教导能够适用于其它系统，不必限于上述系统。上述的各种实施例的元件和作用可以相结合以提供更多的实施例。
[0040]所有的上面提及的专利、申请以及其它参考文献，包括任何可能在提交文件中列明的那些，都将通过引用结合到本文中。如果需要的话，可以对本发明的各个方面进行修改，以使用上述各种参考文献的系统，功能和概念来提供本发明的更进一步的实施例。
[0041]根据上文中的“【具体实施方式】”，还可以对本发明进行改动。尽管上面的描述详述了本发明的某些实施例并描述了预想的最佳模式，但无论上面的文本有多详细，本发明仍可以以多种方式实施。因此，实施细节可以有很大的不同，而这些仍都包含在这里所公开的本发明的范围内。如上所述，当描述本发明的某些特征或者方面时使用的特定术语不应该被认为具有这样的含义，即，该术语在这里被重新定义，已被限定成与该术语相关联的本发明的任何具体的特性，特征或者方面。
[0042]尽管下面以一些权利要求形式提出了本发明的一些方面，但本发明人设想到在任意数量的权利要求形式中限定的本方面的各个方面。因此，在提交本申请之后，发明人保留添加额外的权利要求的权利，以继续申请针对本发明的其它方面的这类附加的权利要求。
【权利要求】
1.一种用于清洁表面的装置，包括：基本上中空的外壳，其至少具有下侧、上侧和周缘；每个都容纳在所述外壳内的多个电动机，每个所述的电动机具有固定有一个旋转刷的旋转轴，每个所述的旋转刷具有从其旋转轴线沿径向伸出的多个刷毛，每个所述刷子的至少一部分所述刷毛在所述外壳的所述下侧所处的平面下方伸出；电源；以及电路，该电路在致动与其相连的一个电开关时，在预定的时间内将来自所述电源的电力连接到每个所述电动机，所述电路适于分别地沿第一方向以及随后沿相反方向运转每个所述电动机；由此，当将所述外壳放置在所述表面上以及致动所述开关时，所述电路沿所述第一方向运转每个所述电动机，接着交替地沿所述相反方向运转每个所述电动机，从而使得所述刷毛同时支撑所述装置并使该装置沿着所述表面移动和清洁所述表面，如果所述外壳在一个障碍物处被停住，该外壳最终会由于所述电动机的交替换向而转向。
2.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述刷子的所述旋转轴线基本上平行于所述外壳的所述下侧。
3.如权利要求2所述的装置，其中，每个所述电动机的所述旋转轴线基本上平行于所述外壳的所述下侧。
4.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述刷子可选择性地固定到所述多个电动机中的任意一个的所述旋转轴上。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述电源为至少一个电池。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳由耐热的塑料材料制造而成。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳还包括紧邻其所述下侧的隔热材料，从而使得所述电源、所述多个电动机以及所述电路至少部分地与从所述表面散发的热隔离。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述电路还包括用于指示多个程序定时中的一个的指示器，由此所述开关的多次致动使预定的时间周期从一个程序定时前进到下一个程序定时，所述指示器指示当前所选择的程序定时，并且所述电路在所述当前选择的程序定时内使所述电动机往复运转。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述电路适于独立于所述其它电动机的方向地改变所述多个电动机中的任意一个的方向。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述电路还包括随机数发生器，由此可以按基本上是随机的方式改变所述多个电动机中的任意一个的方向。
11.如权利要求1所述的装置，其中，带有所述刷子的所述多个电动机为一个奇数，每个所述刷子能够沿一个不同于所述其它刷子中的任意一个的方向移动所述外壳。
12.如权利要求11所述的装置，其中，带有所述刷子的所述多个电动机正好为三个，每个所述刷子在俯视图中彼此相互之间以大致为60度的角取向。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳的所述周缘为刚性的，并且适于在接触一个障碍物时吸收所述装置的动能，由此当一个或多个所述电动机进行下一个方向变化时使所述装置从所述障碍物移开。
14.如权利要求4所述的装置，其中，所述外壳的所述下表面还包括至少一个用于配合所述刷子一起将所述外壳支撑在所述表面上的可选择性固定的接触垫。
15.如权利要求1所述的装置，其中，每个所述刷子的所述刷毛由黄铜制成，由此当所述表面由多个烤架杆构成时，所述刷毛适于清洁所述烤架杆的上表面及其至少一部分侧面。
16.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳的所述下侧还包括用于探测所述表面的边缘的多个传感器，所述电路与每个所述传感器电连接并且适于在探测到所述表面的所述边缘时使所述多个电动机中的至少一个沿相反方向运转。
17.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳包括至少一个与所述外壳的所述上侧固定的手柄。
18.如权利要求1所述的装置，其中，所述电源是至少一个可充电电池，并且，充电接口与所述至少一个可充电电池电连接并且通过所述外壳固定，由此可以使用外部电源来为所述至少一个可充电电池充电。
【文档编号】A47L5/30GK103501671SQ201280015393
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】伊桑·伍兹 申请人:伊桑·伍兹