专利名称：表面清洁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如用于地板或装饰物的表面清洁设备。
背景技术：
不使用抽吸的表面清洁设备，例如使用了用以拾起并收集颗粒和其它碎屑的可转动刷子的清扫器型清洁设备具有清扫设备的主体的前导引面，并且具有大致平面状的下侧边缘，以便在使用中，可以在清扫设备中主体的下侧边缘和被清洁的表面之间保持所要求的清洁距离，例如10mm。
如果清扫设备中主体的下侧边缘和被清洁的表面之间的清洁距离过小，那么碎屑将会聚集在清扫设备前表面的下侧边缘的前方，并且将会阻止碎屑在所述下侧边缘下方通过，从而不能由设备主体内的刷子的刷毛扫除。
但是，如果清扫设备的主体的下侧边缘和被清洁的表面之间的清洁距离过大，则当向前推动清扫设备时，由刷毛的转动产生的扰动将会在清扫设备的前方推动碎屑前进。由于会增大清扫器主体的下侧边缘和被清洁的表面之间的间隙，因此，会降低清扫设备拾起和收集碎屑的效率。
但是，在被清洁表面上的颗粒或其它碎屑的尺寸可能会发生变化。在设备前表面的下侧边缘和被清洁的表面之间具有一定间隙(例如，大约10mm)的清扫器对于常规出现在被清洁表面上的大部分碎屑而言是适合的，但是其不允许高度大于10mm的碎屑通过设备主体的前缘并被拾起。目前，如果从被清洁表面上将被除去的较大碎屑大于下侧边缘和被清洁的表面之间的间隙，则必须用手拾起碎屑，或抬升清扫设备的主体离开被清洁的表面并将其置于较大碎屑上方。
因此，需要这样一种清扫设备，该设备适于能够有效地拾起常规一般尺寸的碎屑，但是其也可以无需从被清洁的表面抬升清扫设备，就能拾起较大的碎屑。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够克服或改善已知设备中的至少一些问题的表面清洁设备。
根据本发明，其提供了一种表面清洁设备，其包括一个具有前表面的主体，其中，所述前表面包括一个非平面状下侧边缘，以便在使用中，下侧边缘与被清洁表面的平面之间的距离不是均匀的。
所述前表面可具有至少一个在下侧边缘处开设的凹槽。
至少一个凹槽可具有大约20mm至大约150mm的宽度，且最好具有大约60mm的宽度。
至少一个凹槽可具有大约4mm至大约20mm的深度，且最好具有大约10mm的深度。
表面清洁设备的一个实施例装有一个前表面，所述前表面包括一个非平面状下侧边缘，该表面清洁设备包括一个主体，该主体包括一个后部腔室、一个前部腔室以及一个设置在后部和前部腔室之间的中间腔室；细长可转动的刷子装置，其设置在前部腔室内并且延伸穿过前部腔室；一个设置在后部腔室内的电动马达；以及在所述可转动的刷子装置和电动马达之间延伸的驱动装置。
与电动马达一起，可以在后部腔室中设置一个如再充电电池这样的电池。作为可选择的方案，所述电动马达可以由主电源供电。
所述可转动的刷子装置可大致延伸前部腔室的整个宽度。
所述中间腔室可设有一个用于从该处除去碎屑的可拆除的封闭件，如一个可拆除的侧壁或一个可拆除的托盘。
所述可拆除的封闭件包括一个透明部分，其用以确定中间腔室是否要求排空碎屑。
所述驱动装置可至少部分地通过中间腔室。驱动装置可通过一个通道，该通道至少部分通过中间腔室。驱动装置可设置在中间腔室的一侧附近。
驱动装置可包括一条皮带，例如带齿皮带、传动元件。
可以在后部腔室和中间腔室之间设置一个壁，以封闭后部腔室与中间腔室。
可以在前部腔室和中间腔室之间设置一个壁，该壁从中间腔室的底部伸出并未到其顶部便终止。壁的顶部可位于大致与刷子装置的顶部相同的高度处。该壁可向后倾斜。倾斜的角度可例如在15～20度的范围内。
所述设备可装有手柄装置。手柄装置的长度可变化。例如，手柄装置是可以更换的。因此，一个手柄装置可以较短，另一个手柄装置可以较长。作为可选择的方案，另一手柄装置可起到使一个手柄装置延伸的作用。手柄装置或至少较长的手柄装置可相对于主体、绕其轴向转动，和/或可绕一与其轴向横切的轴线转动，以有助于操纵所述设备。
可以在所述设备主体的一侧设置一个辅助刷子装置。辅助刷子装置可从前部腔室向外延伸。辅助刷子装置可绕与竖直方向倾斜的轴线转动。辅助刷子装置可设有径向刷毛。径向刷毛可以以与辅助刷子装置的转动轴线倾斜的锐角倾斜。辅助刷子装置可由电动马达或摩擦力驱动。
前部腔室在其下表面包括一个孔，刷子装置的刷毛通过该孔伸出。前部腔室的前部包括设备的前表面并且可以移动，以使刷毛在设备的前部露出。例如，所述前表面是可拆卸的或可以转动的，或可移动的，以便在设备的前部使刷毛露出。
为了更好地理解本发明并且更清楚地给出可实施本发明的方式，下面，将参照附图、通过例子进行详细说明，其中图1为本发明的表面清洁设备中一个实施例的平面图；图2为图1所示表面清洁设备的局部剖开的侧视图；图3为图1和2中表面清洁设备的前表面的透视图；图4为具有一个可选择的手柄的图1～3的表面清洁设备的正视图；图5为本发明的表面清洁设备中另一实施例的透视图，为了清楚起见，除去了前表面；图6为图5中设备的透视图，其具有被除去的壳体的前表面；以及图7为图5中设备的下侧视图，为了清楚起见，除去了前表面。
具体实施例方式
图1～3所示的表面清洁设备包括一个主体1，其最好由塑料模制而成且实际上具有三个腔室。
后部腔室3装有一个电动马达5以及一个可再充电的电池组7。电池组7可连接至一个总电源(未示出)，以便对电池组进行再充电。每当设备处于未使用时或者在电池组已耗尽时的适当时间，均可以使电池组与电源相连。设置开关装置(未示出)，以允许使用者根据需要对马达5供电或使马达5断电。作为可再充电的电池组的一种选择方案，所述设备可以使用一次性电池或由主电源供电。
前部腔室9装有一个细长的可转动的刷子装置11。刷子装置11沿箭头19所示的方向转动，以便使刷子装置的上表面转动离开后部腔室3。为了方便，前部腔室9的前壁201是弧形的，并且绕刷子装置11的周边延伸。前部腔室的底部在13处打开，以允许刷子装置的刷毛接触能够使所述表面清洁设备在其上运动的地板、毛毯或类似物。
前部腔室的前壁201包括所述表面清洁设备的前壁201。如图3所示，前壁201的下侧边缘203不是平面状的。下侧边缘203带有一个凹槽205，其宽度为大约20mm～大约150mm，最好为大约60mm。凹槽的深度，即凹槽205的顶部207与下侧边缘203的最下部209之间的距离虽然在名义上为大约10mm，但是例如可以在大约4mm～大约20mm的范围内。凹槽允许非常大的如尘土、赃物以及类似物这样的碎屑在下侧边缘203的最下部209下方通过进入前部腔室内并由刷子装置11拾起。由于使较下侧边缘的大部分充分靠近被清洁的表面，因此，使由刷子装置的转动产生的扰动(其可能会引起在表面清洁设备前面向前推动比较小的碎屑)降至最小。被清洁表面与下侧边缘203的最下部209之间的距离虽然在名义上为大约10mm，但是其例如可以在大约4mm～大约20mm的范围内。
前部腔室的后部为向后倾斜的壁15，其允许由于刷子装置11的转动沿所述壁向上推动碎屑，并使碎屑越过壁进入将在后面作更详细说明的中间腔室17内。壁15向上延伸至大约与刷子装置11顶部相同的高度处并且以大约18度的角度向后成角度(即，离开前部腔室)。虽然准确的角度并不是重要的，但是倾斜有助于碎屑沿所述壁向上运动并越过所述壁，且同时还有助于碎屑保存在中间腔室17内。刷子装置实质上延伸了前部腔室的整个宽度，并且设有两列螺旋设置的刷毛。这两列刷毛沿径向相对设置并且每一列刷毛所采用的形式均为一对分离的螺旋结构，这对分离的螺旋结构沿相对的方向扭转并且大致在刷子装置的端部之间的中途相遇。
中间腔室17位于壁15和封闭了后部腔室3中的电子元件5，7的壁21之间，壁21能够避免碎屑进入后部腔室中的元件内。中间腔室17还具有一个下侧壁，一个上侧壁以及由主体1的外壁形成的多个侧壁。因此，碎屑能够聚集在中间腔室17内。中间腔室设有一个有助于除去碎屑的可拆下的封闭件。例如，可以拆除所述壁(如侧壁，上壁或下壁)中的一个壁，以便能够从中间腔室中排空碎屑，一旦已排空该腔室，便可使拆除的壁复原。可拆除的壁可包括一个透明部分，该部分允许使用者确定中间腔室要求排空的时间。为了实现排空，侧壁23最好是可以拆除的。壁15提供的优点是碎屑不易从中间腔室17漏出，并且即使表面清洁设备的主体是倾斜的以致前部腔室位于中间腔室下方，碎屑也不会从中间腔室漏出。
通过分别固定至马达5以及刷子上的带齿辊25、27以及通过例如由弹性材料制成的绕两个辊延伸的带齿皮带29，由马达5驱动刷子装置11转动。带齿皮带29封闭在一个通道31内，在该通道内，其通过中间腔室17，以便防止碎屑进入后部腔室3内。通道31可以在任意方便的位置处通过中间腔室17。但是，特别是在侧壁23为了排空而可以拆卸的情况下，可以将通道设置在远离侧壁23的中间腔室17的侧面。
在后部腔室3的区域中，将一个手柄33固定至主体1上，所述主体在手柄的下方形成有一个凹槽35，以允许在保持表面清洁设备的下侧轮廓的同时，能够握住手柄。如图4所示，手柄33可以形成两个部分，即固定至主体1上的第一部分37以及可以从第一部分上拆除并且由一更长的手柄部分41代替的第二部分39。较长的手柄部分41设有铰链装置43以及枢轴装置45，所述铰链装置允许手柄部分41相对于主体1、绕其轴线转动，所述枢轴装置允许手柄部分绕横切手柄部分轴向的轴线转动，以允许使用者操纵表面清洁设备。作为可更换手柄的一种可选择的方案，手柄部分41可移除地与手柄部分33结合。在这种情况下，手柄部分33的设置方式为铰链装置43仅在手柄部分33的某些位置起作用，以便在单独使用手柄部分33时，能够避免产生运动。
如从图4能特别清楚地理解的那样，刷子装置11的刷毛从在前部腔室9下表面中的孔向外伸出。为了除去难以处理的碎屑和/或更新地毯，可以将前部腔室的前壁的下边缘切出斜面，或前壁可以移动(包括可以拆除)，以增大刷毛在该区域中的露出量。以此方式，设备的前部腔室可相对于被清洁的表面倾斜，从而增大刷毛和被清洁表面之间的接触，并且在某些表面上，能够增大刷毛进入以及清洁表面的深度。
虽然未示出，但是可以在装有辊27和皮带29的刷子装置11的侧面设置一个辅助转动刷子。例如在GB-A-1 547 286中披露了这种辅助转动刷子。这种辅助转动刷子能够将碎屑扫入刷子装置11的行程内，否则，由于在辊27的区域中没有刷毛而可能造成遗漏。辅助刷子可以由任意适当的装置(如刷子装置11的齿轮系)或通过与被清扫表面的摩擦驱动，且悬挂于主体1上并向外延伸超出主体1。辅助刷子包括一个可绕以大约10度相对于竖直方向倾斜的轴线转动，以便向外延伸超出主体1。虽然刷毛从圆柱体的周边径向向外伸出，但是无需与转动的轴线垂直并且最好可与转动轴线呈大约80度的角度，以便形成一个剖面随与主体1的距离增大而增大的锥体。
虽然未示出，但是可以拆除前部腔室9的前壁201，以使刷毛在设备的前部露出。其能够有效地增大前部腔室中的孔，其虽然会严重地降低吸尘器的效率，但是在本发明中，其能够有效地协助楼梯的清扫，车辆内装饰物和地毯的清洁以及可以使用更大露出区域的刷毛的类似操作。作为拆除腔室9的前壁的一种可选择的方案，前壁可以相对于腔室的剩余部分移动，例如可以转动或滑动，以便使刷毛露出。
虽然未示出，但是后部腔室3可设置接触地面的轮子，以有助于表面清洁设备的运动。接触地面的轮子例如形成于后部腔室3的侧部区域的外部或可设置在至少局部形成于后部腔室3下侧的凹槽内。
虽然本发明的说明性实施例主要是用于家庭使用的，但是该表面清洁设备也可以用于室外或如果需要，也可在工厂中使用。但是，最好提供特别适用于这种使用的更坚固的设计。
在本发明的表面清洁设备的使用中，如图1和2所示，将所述设备放置在被清扫的表面(如地毯)上，并且，操纵开关以便对马达供电，从而使刷子装置转动以从所述表面扫除碎屑，随后沿倾斜壁15向上推动碎屑并使碎屑越过倾斜壁15进入用于暂时存储碎屑的中间腔室17内。在使表面清洁设备移动通过所述表面同时使刷子装置11转动时，同样能够从所述表面上扫除任何其他的碎屑，并沿壁15向上推动这些碎屑，使它们越过壁15进入中间腔室17内。如果存在较大的碎屑，则可以操纵表面清洁设备，以便使设备前壁的凹槽通过较大的碎屑，并且通过转动的刷子装置拾起该碎屑。
所述表面清洁设备是非常轻便的并且无论在何处均可以使用。例如，可以在无需电线或抽吸软管的情况下，将其用于清扫楼梯。虽然具有所述圆形后部腔室的设备的形状有助于设备运动通过楼梯，但是，可以设置地面接触轮，以便更有助于所述清扫操作。
当排空中间腔室17时，按上述方式拆除该腔室的一个壁，从而可易于排出碎屑。随后，使可拆除的壁复原。作为可选择的方案，中间腔室可采用托盘的形式，该托盘可被拆除并排空，以便排出碎屑。托盘可包括这样一个透明部分，以允许使用者确定中间腔室需要排空的时间。
当不使用表面清洁设备时，可以将其存放在例如厨柜或类似设施中，或者将其接入主电源内，以便对电池7进行再充电。
因此，本发明的表面清洁设备装有一个电动刷子装置。所述刷子装置不由表面清洁设备与可使该设备在其上面移动的表面之间的摩擦力驱动。因此，该设备的效率并不取决于摩擦接触的实际情况。另外，该设备不依赖于用以将碎屑抽入储存腔室内的抽吸装置。因此，该设备的效率并不取决于抽吸装置的效率，并且避免了抽吸装置在再充电电池上的能量消耗。将马达设置在设备的后部能够避免若将马达设置在用于收集灰尘及类似物的腔室上方所产生的增加高度的要求，并且还确保了对整个宽度进行有效的清洁，这是如果将马达设置在用于收集碎屑的腔室内所不可能实现的。在该位置处，碎屑可能会聚集在马达周围并且会发生堵塞。本发明通过使刷子装置的驱动装置至少部分通过碎屑腔室，克服了这一问题。
参见图5、6和7，用于通过清扫对表面104进行清洁的设备102包括一个壳体106，其最好由模制塑料制成并且实际上具有三个腔室。后部腔室108装有一个电动马达110以及一个可再充电的电池组112。电池组112可连接至一个主电源(未示出)，以便对电池组进行再充电。每当设备处于未使用时或者在电池组已耗尽时的适当时间，均可以使电池组与主电源相连。设置开关装置113，以允许使用者根据需要对马达110供电或使马达110断电。作为可再充电的电池组的一种选择方案，所述设备可以使用一次性电池或由主电源供电。
前部腔室114装有一个横向设置的细长可转动的刷子装置116，其带有刷毛118。这种细长的可转动的刷子装置116有时被称为刷棒。前部腔室114的底部在120处打开以允许细长刷子装置116的刷毛118接触将推动该设备在其上方通过的地板、地毯或类似物。前部腔室的后部具有向后倾斜的壁122，该壁允许通过刷子装置116的转动作用沿所述壁向上推动碎屑，并使碎屑通过该壁进入中间腔室124内。前部腔室的前侧设有一个前壁(未示出)，该前壁包括所述设备的主体的前表面，并且如果需要可以拆除。通过打开盖子126，可除去聚集在中间腔室124中的碎屑。壁122向上延伸至大致与细长刷子装置116的顶部相同的高度处，并且可以大约18度的角度向后倾斜(即，远离前部腔室)。虽然准确的角度并不是重要的，但是倾斜有助于碎屑沿所述壁122向上运动并通过所述壁，且同时还有助于碎屑保存在中间腔室124内。
通过分别固定至马达以及刷子装置上的带齿辊128、130以及通过例如由弹性材料制成的绕两个辊延伸的带齿皮带131，由马达110转动细长的刷子装置116。将带齿皮带131封闭在一个通道132内，在该通道内，其通过中间腔室124或靠该中间腔室侧面通过，以防止碎屑进入后部腔室108内。
设置一个在辅助壳体170中延伸的辅助刷子装置134，由上方所示，所述辅助壳体170在细长的可转动的刷子装置116的右手侧，从设备壳体106向外伸出且在设备102后面。辅助刷子装置134大致为圆形，并且绕可垂直或相对于垂线倾斜(如相对于垂线倾斜大约10度)的轴线136被转动支承。辅助刷子装置134具有一个主体138，该主体设有径向刷毛140，径向刷毛140相对于转动轴线136以锐角倾斜，以便有效地形成剖面随与主体1的距离增大而增大的锥体结构。
通过在细长刷子装置116端部的一个齿轮142，由转动的细长刷子装置116驱动辅助刷子装置134转动，其中，所述齿轮142与辅助刷子装置134的主体138上的另一齿轮144啮合。如从上方所示且在设备102的后部，使辅助刷子装置134沿箭头146所示的逆时针方向转动。在辅助刷子装置134的这种转动期间，其周边区域从在壳体106外侧的侧向位置148(图7)，经向前的位置152转动至由壳体106覆盖的相对侧向位置150。
所述设备102设有一个手柄154，通过该手柄，能够至少沿向前的方向156推进所述设备。设置轮158和160，以能够实现或有助于手动推进设备通过被清扫的表面104(如地板、楼梯或装饰物)。手柄154可以较长，或根据需要，可以采用不同的形状或形式。
对于其转动而言，转动的辅助刷子装置134不依赖于与表面104的接触，因此，无论表面104的特性如何，均能够确保对表面104边缘区域更有效的清扫。另外，辅助刷子装置134的转动方向146能够确保通过辅助刷子装置134可靠地将碎屑清扫入转动的细长转动刷子装置116之前的位置处，从而易于通过细长的刷子装置116拾起碎屑。
如果希望，代替从壳体106右手侧向外延伸设置的辅助刷子装置134或除了该辅助刷子装置134以外，也可以设置一个类似的辅助刷子装置(未示出)，该辅助刷子装置在从壳体106的左手侧向外伸出的辅助壳体中延伸并且由细长的刷子装置116的相对端驱动。这种附加或可选择的辅助刷子装置与辅助刷子装置134的不同点仅在于从上方所示并且在设备102的后部，使其作顺时针方向而不是逆时针方向转动。
通过夹具(未示出)，可以将表面清洁设备的辅助壳体170和前壁201固定至主壳体106上。因此，无需工具，便可以从设备的主壳体106上拆下辅助壳体170和前壁201，从而有助于细长刷子装置116和辅助刷子装置134的维护和/或维修。
代替设有用以驱动细长刷子装置116、从而驱动辅助刷子装置134的电池或电动马达110的装置102，可利用由设备102沿表面104的推进产生的一种已知形式的摩擦驱动方式(未示出)来实现细长刷子装置116以及辅助刷子装置134的转动。
虽然已说明了表面清洁设备的前壁包括一个凹槽，以使该壁的下边缘是非平面状的，但是应理解该壁可包括多个凹槽，或所述下侧边缘可具有波浪形表面，以便下侧边缘和被清洁表面之间的距离可随波浪形状而改变。
权利要求
1.一种表面清洁设备，其包括一个具有前表面(201)的主体(1)，其特征在于所述前表面包括一个非平面状的下侧边缘(203)，以便在使用中，下侧边缘(203)与被清洁表面的平面之间的距离不是均匀的。
2.根据权利要求1所述的表面清洁设备，其特征在于所述前表面(201)具有至少一个在下侧边缘(203)处开设的凹槽(205)。
3.根据权利要求2所述的表面清洁设备，其特征在于至少一个凹槽(205)具有大约20mm至大约150mm的宽度。
4.根据权利要求3所述的表面清洁设备，其特征在于至少一个凹槽(205)具有大约60mm的宽度。
5.根据任意在前权利要求所述的表面清洁设备，其特征在于至少一个凹槽(205)具有大约4mm至大约20mm的深度。
6.根据权利要求5所述的表面清洁设备，其特征在于至少一个凹槽(205)具有大约10mm的深度。
7.根据任意在前权利要求所述的表面清洁设备，其特征在于主体(1)包括一个后部腔室(3)，一个前部腔室(9)以及一个设置在后部和前部腔室之间的中间腔室(17)；一个细长可转动的刷子装置(11)，其设置在前部腔室内并且延伸穿过前部腔室；一个设置在后部腔室内的电动马达(5)；以及在所述可转动的刷子装置和电动马达之间延伸的驱动装置(25，27，29)。
8.根据权利要求7所述的表面清洁设备，其特征在于与电动马达(5)一起，在后部腔室(3)中设置一个电池(7)。
9.根据权利要求7所述的表面清洁设备，其特征在于所述电动马达(5)由电源供电。
10.根据权利要求7，8或9所述的表面清洁设备，其特征在于所述中间腔室(17)设有一个用于从该处除去碎屑的可拆除的封闭件(23)。
11.根据权利要求10所述的表面清洁设备，其特征在于所述可拆除的封闭件包括一个可拆除的侧壁(23)。
12.根据权利要求10所述的表面清洁设备，其特征在于所述可拆除的封闭件(23)包括一个可拆除的托盘。
13.根据权利要求10，11或12所述的表面清洁设备，其特征在于所述可拆除的封闭件(23)包括一个透明部分，其用以方便地确定中间腔室(17)是否需要排空碎屑。
14.根据任意在前权利要求所述的表面清洁设备，其特征在于所述设备装有手柄装置(33)。
15.根据权利要求14所述的表面清洁设备，其特征在于所述手柄装置(33)可绕其轴线转动，以有助于操纵所述设备。
16.根据权利要求14或15所述的表面清洁设备，其特征在于所述手柄装置(33)可绕一与其轴向横切的轴线转动。
全文摘要
一种表面清洁设备，其包括一个具有前表面(201)的主体(1)，其特征在于所述前表面包括一个非平面状下侧边缘(203)，以便在使用中，下侧边缘(203)与被清洁表面的平面之间的距离不是均匀的。
文档编号A47L11/33GK1606954SQ200410035399
公开日2005年4月20日 申请日期2004年4月26日 优先权日2003年5月8日
发明者尼古拉斯·杰拉尔德·格雷 申请人:尼古拉斯·杰拉尔德·格雷