真空吸尘器以及用于真空吸尘器的表面清洁头和轮子的制作方法

真空吸尘器以及用于真空吸尘器的表面清洁头和轮子
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求享有2017年8月31日提交的，名称为anti-shock wheels forvacuum cleaner(用于真空吸尘器的防震轮)的美国临时申请序列号62/553,036 的权益，在此通过引用将其全部并入。
技术领域
3.本说明书总体上涉及表面处理设备，并且更具体地涉及具有减震特性的轮子，其被构造为与诸如真空吸尘器之类的表面处理设备一起使用。


背景技术：

4.表面处理设备被构造为在待清洁的表面(例如地板)上工作，以便例如从待清洁的表面去除碎屑。例如，表面处理设备可以包括多个轮子，这些多个轮子被构造为随着表面处理设备在要清洁的表面上行进而旋转。轮子可以被构造为刚性的，使得表面处理设备的重量由轮子支撑而没有变形。然而，当刚性轮子在待清洁的表面上遇到障碍物(例如，房间之间的门槛)时，冲击可被传递给表面处理设备的操作员。这可能会导致操作员容易产生疲劳和/或不适感。


技术实现要素：

5.本申请的第一方面提出了一种真空吸尘器，该真空吸尘器包括：直立部分；联接至直立部分的表面清洁头；与表面清洁头联接的至少一个轮子，该至少一个轮子包括轮毂、轮缘以及在轮毂和轮缘之间延伸的减震器，该减震器被构造为在轮缘经历实质性变形之前变形；以及变形限制器，该变形限制器被构造为限制减震器中的变形。
6.本申请的第二方面提出了一种用于真空吸尘器的表面清洁头，该表面清洁头包括多个轮子，该多个轮子联接至表面清洁头的相对的两侧，该多个轮子包括：轮毂；轮缘；以及多个辐条，该多个辐条从轮毂以基本垂直的角度朝向轮缘延伸，该多个辐条被构造为在轮缘经历实质性变形之前变形。
7.本申请的第三方面提出了一种用于真空吸尘器的轮子，该轮子包括：轮毂；被构造为相对于所述轮毂移位的轮缘；以及在所述轮毂和所述轮缘之间延伸的多个辐条，一个或多个所述辐条的至少一部分延伸到所述轮缘的外围边缘之外。
附图说明
8.通过阅读以下详细说明并结合附图，将会更好地理解这些和其他特征和优点，其中：
9.图1是根据本公开的实施方案的立式真空吸尘器的示意图。
10.图2是根据本公开的实施方案的被构造为与立式真空吸尘器一起使用的表面清洁头的透视图。
11.图3是根据本公开的实施方案的能够与图2的表面清洁头一起使用的轮子的示例的侧视图。
12.图4是根据本公开的实施方案的图3的轮子的透视图。
13.图5是根据本公开的实施方案的图3的轮子的另一透视图。
14.图6是根据本公开的实施方案的图3的轮子的剖视图。
具体实施方式
15.本公开总体上针对一种表面处理设备，该设备具有至少一个与表面清洁头联接的轮子。所述至少一个轮子可包括轮毂和与轮毂间隔开分隔距离的轮缘。减震器(例如，多个弓形辐条)可以在轮毂和轮缘之间延伸。减震器可被构造为响应于轮子遇到障碍物(例如，房间之间的门槛)而可弹性变形。轮缘可被构造为比减震器刚性更强，使得轮缘不会响应于接触障碍物而实质性变形。换句话说，轮缘可被构造为使得其响应于接触障碍物而相对于轮毂运动。这样的构造可以通过减少冲击力通过表面清洁设备的传递来减少操作员的疲劳和/或不适感。在某些情况下，这种构造可以减少表面处理设备遇到障碍物时产生的噪音。因此，轮子通常可以描述为减震的。
16.如本文一般所指，术语“可弹性变形”可指的是机械部件在未变形和变形状态之间可重复转变的能力(例如，在未变形和变形状态之间至少转变100次、 1000次、100,000次、1,000,000次、10,000,000次或任何其他合适的次数)，而部件没有发生机械故障(例如，部件不再能够按预期运行)。
17.图1示出了根据本公开的实施方案的真空吸尘器100的示意性示例。如图所示，真空吸尘器100包括表面清洁头102，直立部分104，集尘杯106，抽吸马达108和手柄110。抽吸马达108被构造为通过表面清洁头102的入口112 将空气吸入并进入集尘杯106。当空气通过集尘杯106时，空气中夹带的任何碎屑的至少一部分沉积在集尘杯106中。在穿过集尘杯106之后，空气进入抽吸马达108，并通过出口114从抽吸马达108排出。
18.如图所示，表面清洁头102联接至直立部分104并包括至少一个轮子116。轮子116可包括轮缘118、轮毂120以及在轮缘118和轮毂120之间延伸的减震器122。减震器122被构造为使得轮缘118相对于轮毂120可移位。换句话说，减震器122被构造为通过变形来吸收轮子116接合障碍物(例如，房间之间的门槛)时产生的任何能量的至少一部分，使得轮缘118可以相对于轮毂120 移位而无需轮缘118实质性变形。这样，减震器122通常可被描述为比边缘118 更柔软。
19.可以提供被构造为限制轮缘118相对于轮毂120的位移的变形限制器124。变形限制器124可以被构造为限制减震器122经历的变形量。例如，变形限制器124可以被构造为防止减震器122的永久变形。
20.图2示出了表面清洁头200的透视图，其可以是图1的表面清洁头102的示例。如图所示，表面清洁头200包括设置在表面清洁头200的相对两侧的多个轮子202，颈部204，该颈部被构造为容纳例如一个棒，使得该颈部204和棒共同限定直立部分的至少一部分，表面处理组件206，其被构造为容纳例如一个或多个搅拌器207(例如，刷辊)。
21.如图所示，每个轮子202都包括轮缘208、轮毂210以及在轮缘208和轮毂210之间延伸的多个辐条212。辐条212可以是可弹性变形的，使得当轮缘 208遇到障碍物(例如，房间
之间的门槛)时，辐条212变形，使得轮缘208 相对于轮毂210移动。这样，辐条212可被一般性地描述为比轮缘208更柔软。
22.还如图所示，辐条212具有大体弓形的形状，其围绕轮毂210的至少一部分延伸。随着辐条212沿顺时针或逆时针方向围绕轮毂210的至少一部分延伸，辐条212的曲率半径可以增大。例如，曲率半径可以随着辐条212围绕轮毂210 延伸而增大，使得当表面清洁头200沿向前方向移动时，辐条212的凸面216 面向轮子202的旋转方向。
23.可以设置变形限制器218(例如，变形限制器218可以联接至表面清洁头 200的主体219或由其形成)以限制辐条212经历的变形量。例如，变形限制器218可以被构造为使得辐条212经历的变形保持弹性(或暂时的)。换句话说，变形限制器218被构造为防止和/或减轻辐条212内的永久变形。例如，由于表面清洁设备的自然重量和/或其他变形源，辐条212可响应于轮子202接合(例如，接触)障碍物而变形。
24.图3示出了轮子202的侧视图。如图所示，辐条212从轮毂210的外表面 305沿轮缘208的方向延伸。一个或多个辐条212可以从轮毂210以角度θ延伸，使得相应的辐条212的中心线横向于轮毂210的外表面305。例如，一个或多个辐条212可以从轮毂210的外表面305以基本垂直的角度(例如，以80
°
至100
°
之间的角度)延伸。附加地或可替代地，一个或多个辐条212可从轮毂 210的外表面305延伸，使得辐条212的至少一部分与外表面305相切地延伸。
25.还如图所示，每个辐条212都具有曲率半径300，其随着辐条212围绕轮毂210的旋转轴线延伸而增大。例如，曲率半径300可以被构造为增大直到其基本上等于轮子202的半径302为止。曲率半径300增大的速率可以是恒定的或非恒定的。例如，曲率半径300可以线性地、指数地、对数地和/或以任何其他速率增大。
26.在一些情况下，曲率半径300可以增大，直到一个或多个辐条212的至少一部分基本上与轮缘208的内表面304相切地延伸为止。附加地或可替代地，一个或多个辐条212可以基本上不与内表面304相切地延伸。
27.辐条212被构造为比轮缘208更柔软，使得轮缘208可以相对于轮毂210 移动而轮缘208没有实质性变形。换句话说，轮缘208被构造为在轮子202遇到障碍物时其横截面基本保持为圆形。在某些情况下，辐条212通常可描述为将轮缘208偏置为相对于轮毂210基本居中。
28.当轮缘208相对于轮毂210移位时，辐条212的至少一部分被构造为朝向轮毂210压缩，并且辐条212的至少一部分被构造为在远离轮毂210的方向上延伸。换句话说，轮缘208相对于轮毂210的位移导致辐条变形(例如，挠曲) 以吸收由于轮缘208接触障碍物而产生的能量的至少一部分。
29.图4示出了轮子202的前透视图。如图所示，随着曲率半径300的量度增加，一个或多个辐条212的高度400的量度可以减小。换句话说，高度400可以与曲率半径300成反比。因此，辐条212可以一般性地被描述为最初随着辐条212从轮毂210延伸增大柔韧性，在轮毂210和轮缘208之间的某一位置处达到柔韧性峰值，然后，随着辐条212接近轮缘208而降低柔韧性。因此，辐条212的柔韧性可以至少部分地基于高度400和曲率半径300。
30.例如，并且如图所示，高度400可以在邻近轮毂210的位置处测量值最大，而曲率半径300可以在邻近轮毂210的位置处测量值最小。该构造可以导致对扭转运动的改善的抵抗
力，使得轮毂210的旋转轴线保持基本平行于轮缘208 的旋转轴线。此外，该构造还可以增大辐条212和轮毂210之间的连接强度。
31.如图所示，一个或多个辐条212的至少一部分可以延伸到轮缘208的外围边缘402之外。当辐条212延伸到外围边缘402之外时，辐条212的刚性可以增大。这样，辐条212受到的由于立式清洁器的重量而导致的变形较小和/或对扭转运动具有更大的抵抗力。在其他情况下，辐条212可以不延伸到轮缘208 的外围边缘402之外。这可以增大辐条212的柔韧性。在一些情况下，辐条212 中的至少一个可以延伸到轮缘208的外围边缘402之外，并且辐条212中的至少一个可以不延伸到外围边缘402之外。
32.图5示出了轮子202的透视后视图。如图所示，辐条212可以仅部分地延伸穿过轮子202，从而在轮子202的至少一部分内限定了容器500。换句话说，轮缘208、轮毂210和辐条212的至少一部分可以限定容器500。容器500可以被构造为容纳例如表面清洁头200的至少一部分，变形限制器218和/或被构造为将轮子202联接至表面清洁头200的连接器。
33.图6示出了联接到表面清洁头200的一部分的轮子202的剖视图。如图所示，轮轴600延伸穿过轮毂210的中心部分，使得轮子202可以绕由轮轴600 限定的旋转轴线601旋转。轮轴600可以包括被构造为联接至表面清洁头200 的第一远端602和与第一远端602相对设置的第二远端604。第二远端604可包括联接到其上的轮罩606，以覆盖辐条212的至少一部分。轮罩606可以防止碎屑、障碍物和/或其他物体进入在辐条212之间限定的空间。在一些情况下，轮轴600可被构造为延伸穿过表面清洁头200，使得至少两个轮子202联接至轮轴600。在这些情况下，第一远端602和第二远端604可包括相应的轮罩606。
34.轮子202可以被构造为与轮轴600一起旋转。例如，轮子202可以使用粘合剂、机械紧固件(例如，一个或多个螺钉、螺栓和/或任何其他机械紧固件)、压配合和/或任何其他形式的联接中的一种或多种联接到轮轴600。在一些情况下，轮子202可以被构造为相对于轮轴600旋转。例如，轮毂210可包括和/ 或限定轴承/轴承表面，使得轮毂210可相对于轮轴600旋转。
35.如图所示，变形限制器218可绕轮轴600延伸并且至少部分地设置在容器 500内，使得变形限制器218与轮缘208的内表面304间隔开分隔距离608。分隔距离608可以基于辐条212的材料特性。例如，分离距离608可以基于形成辐条212的材料的屈服强度(即，变形从弹性变形过渡到永久变形的点)。
36.因此，当轮子202遇到障碍物时，变形限制器218可以防止辐条212经历永久变形。类似地，当轮子202受到重大冲击时(例如，当立式吸尘器意外落下时)，变形限制器218可以防止永久变形。
37.变形限制器218还可以被构造为减小和/或减轻蠕变变形的影响(例如，由于轮子202长时间支撑直立的清洁器而导致的变形)。例如，当直立的清洁器被长时间存储而不移动时，蠕变变形可导致边缘208相对于轮毂210变得不居中。在这些情况下，变形限制器218可以被构造为使变形最小化，使得轮子202可以保持正常功能。换句话说，分隔距离608可被构造为使得轮缘208的内表面 304在轮缘208相对于轮毂210变得基本不居中之前与变形限制器218接合(例如，接触)。
38.还如图所示，边缘208的外表面610可以限定围绕边缘208延伸的通道612。通道612可以被构造为接收在其中延伸的牵引带614。牵引带614可被构造为增大例如轮子202与待
清洁表面之间的牵引力。在一些情况下，牵引带614可被构造为响应于接合障碍物而变形，使得牵引带614吸收至少一部分冲击。
39.尽管本公开示出了具有五个等距间隔的辐条的轮子，但是其他构造也是可能的。例如，可以有少于五个辐条或超过五个辐条。在某些情况下，辐条彼此之间的距离可以不相等。此外，尽管本公开示出每个辐条都具有基本相同形状，但是可以构想其他构造。例如，一个或多个辐条可以具有与至少另一个辐条不同的形状。
40.轮缘208、轮毂210和辐条212可以由相同或不同的材料制成。例如，轮缘208、轮毂210和/或辐条212中的一个或多个可以由塑料(例如，聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乳酸和/或任何其他塑料)、金属(例如，铝合金、铁合金、钢合金、钛合金和/或任何其他金属合金)、橡胶(例如，天然和/或合成橡胶)、木材(例如，橡树、松树、枫树和/或任何其他木材)、复合材料和/或任何其他木材中的一种或多种制成。在一些情况下，轮缘208、轮毂210 和辐条212可以是例如通过铸造、模制(例如，注射成型、吹塑成型、压缩成型和/或任何其他形式的模制)、增材制造、减材制造和/或制造整体的其他过程形成的整体。在其他情况下，轮缘208、轮毂210和辐条212可以单独形成，并且使用例如粘合剂、机械紧固件(例如，一个或多个螺钉、螺栓和/或任何其他机械紧固件)、压配合和/或任何其他形式的联接中的一种来联接在一起。
41.在本公开的一个方面，提供了一种真空吸尘器。真空吸尘器可包括直立部分，联接至直立部分的表面清洁头，以及联接至表面清洁头的至少一个轮子。至少一个轮子可以包括轮毂、轮缘以及在轮毂和轮缘之间延伸的减震器。所述减震器可被构造为在所述轮缘经历显著变形之前变形。可以提供变形限制器，其被构造为限制减震器中的变形。
42.在某些情况下，减震器包括多个辐条。在某些情况下，辐条具有弓形形状。在一些情况下，随着辐条绕轮毂的旋转轴线延伸，辐条的曲率半径增大。在某些情况下，辐条的高度随着曲率半径的增大而减小。在一些情况下，一个或多个辐条的至少一部分与轮缘的内表面基本相切。在一些情况下，一个或多个辐条的至少一部分延伸到轮缘的外围边缘之外。在一些情况下，变形限制器被构造为防止减震器中的实质性永久变形。
43.在本公开的另一方面，提供了一种用于真空吸尘器的表面清洁头。该表面清洁头可包括联接至该表面清洁头的相对两侧的多个轮子。多个轮子可包括轮毂、轮缘和从轮毂以基本垂直的角度朝向轮缘延伸的多个辐条。多个辐条可被构造为在轮缘经历实质性变形之前变形。
44.在某些情况下，辐条具有弓形形状。在一些情况下，随着辐条绕轮毂的旋转轴线延伸，辐条的曲率半径增大。在某些情况下，辐条的高度随着曲率半径的增大而减小。在一些情况下，一个或多个辐条的至少一部分与轮缘的内表面基本相切。在某些情况下，变形限制器可以被构造为限制辐条的变形。在一些情况下，变形限制器被构造为防止辐条中的实质性永久变形。
45.在本公开的另一方面，提供了一种用于真空吸尘器的轮子。轮子可包括轮毂，被构造为相对于轮毂移位的轮缘以及在轮毂和轮缘之间延伸的多个辐条。一个或多个辐条的至少一部分可以延伸到轮缘的外围边缘之外。
46.在某些情况下，辐条具有弓形形状。在一些情况下，随着辐条绕轮毂的旋转轴线延伸，辐条的曲率半径增大。在某些情况下，辐条的高度随着曲率半径的增大而减小。在一些
情况下，一个或多个辐条的至少一部分与轮缘的内表面基本相切。
47.尽管本文已经描述了本发明的原理，但是本领域技术人员应当理解，该描述仅是通过实例的方式进行的，而不是对本发明范围的限制。除了在本文中示出和描述的示例性实施方案之外，在本发明的范围内还可以设想其他实施方案。本领域技术人员将理解，表面清洁设备可以体现本文所包含的任何一个或多个特征，并且这些特征可以以任何特定的组合或子组合来使用。本领域普通技术人员中的一个做出的修改和替换被认为在本发明的范围内，本发明的范围仅由所附权利要求书来限制。