专利名称：用于收集碎屑的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于收集碎屑的装置。
背景技术：
美国专利No. 5， 284， 211和国际专利申请No. W01996/009440公开了例如适于从地 面收集小碎屑的碎屑收集装置。这些碎屑收集装置每个都是类似席垫的结构件(mat-like structure)的形式，所述类似席垫的结构件具有穿过其中的开口 。类似席垫的结构件被 放置在地面上并且在地面上运动，从而碎屑从地面向上穿过开口 ，从而搁置在所述结构件 的上表面上。然后，所述装置可以运动到适当的位置，在该适当的位置处被收集在所述 结构件的上表面上的碎屑诸如通过颠倒所述装置而被移除。例如，已经发现的是，美国 专利No. 5， 284， 211中的装置对于从网球场清除树叶从而大体清洁网球场是有用的，而 W01996/009440中的布置对于包括从飞机跑道清除诸如螺栓、螺钉、螺母、垫圈和其它外来 物质碎屑(称作"F0D")之类的碎屑的各种应用是有用的。 已经发现的是，诸如美国专利No. 5， 284， 211和国际专利申请No. W01996/009440 中提出的布置在使用中是非常令人满意的，提供了非常廉价的例如使用旋转刷的机械清扫 装置的可供选择的方案。然而，已经注意到的是，有时被收集在席垫结构件上的物质有穿过 开口落回到所述开口中从而被再次丢落的趋势。这种趋势特别是发生在当所述装置在地面 上运动时突然减速的情况下。由于这样的原因，收集效率可能由于确保这样的减速总是相 对温和而受到限制，但是没有这种操作限制将是有利的。
发明内容
在一方面中，本发明提供了一种用于从地面收集碎屑的装置，所述装置包括挠性 的大体为平面的部件，所述部件具有穿过其中的开口 ，从而当所述装置位于地面上并在地 面上向前运动时，地面上的碎屑向上穿过所述开口到达所述装置的收集表面上，所述装置 具有横向延伸的阻挡件，其中所述阻挡件定位成在使用中使得向上穿过所述开口的碎屑向 上越过所述阻挡件，然后向下到达所述收集表面，当所述装置在地面上向前运动时，在所述 装置减速的情况下，所述阻挡件至少部分地阻止被收集在所述收集表面上的碎屑运动返回 到所述开口中。 所述阻挡件可以是横向壁的形式，所述壁布置成在所述装置的使用状态下，所述 壁向上延伸并且定位在所述开口的后面并邻近所述开口 ，并且相对于所述收集表面位于前 面位置处。 所述壁可以具有横向于所述装置延伸的相对的第一和第二表面，所述第一和第二 表面布置和构造成使得在所述使用状态下，第一表面位于所述开口的后面并且是倾斜的以 便从一个下面位置向上向后延伸到一个较高的后面位置，而第二表面位于第一表面的后面 并且从一个上面位置大体向下地延伸到邻近收集表面的一个下面位置，因此所述第一表面 布置成在使用所述装置时便于使从所述开口沿着第一表面向上向后流动的碎屑在碎屑的动力的作用下被带着经过所述壁到达所述收集表面，而所述第二表面用于在所述装置减速 的情况下，通过将物质堆靠在所述第二表面上而至少部分地阻止被收集的碎屑运动返回到 所述开口中。 所述第一表面可以形成基本连续的表面，并具有从所述开口的横向边缘向上向后
延伸的倾斜表面，所述倾斜表面在所述使用状态下形成所述开口的后边缘。 所述第一表面和所述第二表面可以在所述壁的顶点处至少基本上相交。 所述壁可以延伸到距离所述收集表面一定距离处，在所述装置的使用状态下，所
述壁在所述收集表面上方的距离在5-25mm的范围内。 所述壁可以基本上从所述装置的左到右延伸。 所述平面部件可以限定它的区段，在使用中所述区段位于所述开口的后面，所述
区段的表面在所述装置的使用状态下位于最上面并且形成所述收集表面。 所述区段可以具有由适应性材料形成的下侧，从而在使用所述装置时所述下侧能
够局部地适应地面中的起伏。 在一个形式中，所述区段由具有悬垂硬毛的挠性层形成。
仅通过举例的方式参考附图对本发明进行进一步的描述，附图中
图1是根据本发明构造的碎屑收集装置的透视图；
图2是图1的装置的前后垂直横截面局部视图；
图3是图1的装置的局部俯视图； 图4是图1的装置在图3的区域"A"中的部分的透视图；
图5是图3的区域"B"中的前后垂直横截面放大视图；禾口 图6是图1至5的装置的改进的框架结构件的部分的前后横截面的放大视图。
具体实施例方式
所示的碎屑收集装置10形成为挠性的大体为平面的部件17，所述部件17具有由 适应性的席垫材料(conformable matting material) 15形成的区段50，如图2中所示，所 述适应性的席垫材料15具有挠性片状基部12以及悬垂硬毛(d印ending bristles) 14。有 三个区段50布置在纵向间隔开的位置处，所述三个区段50由两个横向框架结构件30分 开。已经发现方便的是，用网球场等的表面使用的那种布置有向下延伸的硬毛的倒置人工 草皮材料形成所述装置。 所述装置IO具有矩形侧向细长开口 16，所述开口的相应的横向延伸的列由每个 框架结构件30限定。当所述装置10诸如通过使用在其前端处的绳子22拖拽而在地面 18 (图2)上运动时，硬毛14通过接触来搅动地面上的树叶、石头等，并且这样的碎屑趋于从 所述装置10的下侧穿过开口 16，从而搁置在区段50的上收集表面25上。当需要时，这样 搁置在装置10的上侧的碎屑则可以被方便地从所述装置上取走以便处理。
在图示的实施例中，有6个开口 16形成于每个框架结构件30中。在每个框架结 构件30中的开口 16的列分别沿着前后方向(front-to-rear direction)介于前面和中间 区段50之间，以及中间和后面区段50之间。
前框架结构件30在其横向前边缘部分32处固定到前面的一个区段50的横向后 边缘部分，并且在后边缘部分34处固定到中间位置的一个区段50的前边缘部分。后框架 结构件30分别在横向前和后边缘部分32、34处固定到中间位置的区段50的横向后边缘部 分和后区段50的横向前边缘部分。 框架结构件30可以例如通过使用螺栓或其它紧固元件40 (图3)固定到区段50， 所述紧固元件40延伸穿过框架结构件30的边缘部分32、34和席垫材料15。可供选择地， 所述区段例如可以缝合到所述边缘部分32、34。 边缘部分32、34形成为相应框架结构件30的前和后横向元件62、64的相应的向 前和向后延伸部，并且是大体共面的。边缘部分32、34放置在所述边缘部分固定到其上的 区段50的相应的相邻上边缘部分。 每个框架中的开口 16限定在其前和后横向元件62、64以及每个框架结构件的前 后延伸的翅片状壁36、38之间。壁36、38在横向元件62、64之间延伸并且互连在横向元件 62、64之间。在图示的装置10中具有用于每个框架结构件30的四个壁36，在相应框架结构 件30的每个侧向侧面处的一个外部壁以及定位在向内距离相应的一个外部壁36三分之一 距离位置处的两个内部壁。每个框架结构件具有三个壁38，每个壁都定位在成对的壁36之 间的中间位置处。壁36、38是大体平面的并且竖直延伸，并且在装置10的左右方向(side to sidedirection)上具有相当小的厚度。 每个壁36、38具有下边缘部分45，在装置10的使用位置中，所述下边缘部分45与 地面18平行并且搁置在地面18上或者正好位于地面18之上。壁38具有比壁36相对小 的高度，但是具有与壁36相似的形状。 每个框架结构件30的开口 16的后边缘由形成于相应的后横向元件64上的横向 倾斜拾取部分42的前边缘70限定。每个拾取部分42具有从相应的边缘70以相对于地面 18的锐角向上向后延伸的前表面68。所述拾取部分在上后部与相应的横向元件64的部分 34的前部相结合。每个拾取部分42的上部限定直立壁66，所述直立壁66中止于距离相应 框架结构件30的后边缘部分34的上表面上方一段短距离处，因此也中止于距离后面的区 段50的上表面25上方一段短距离处。每个壁66具有向上向后延伸的倾斜前表面68a(图 4和5)，所述前表面68a形成相应的拾取部分42的倾斜上表面68的延续部分。每个表面 68a的上边缘中止于相应壁66的顶点73处。每个壁66的后表面78从顶点73向下延伸到 相应的框架结构件30的边缘部分34，并且基本与其正交。 每个前横向元件62具有直立壁54。壁54具有从部分32的后边缘向上延伸的直 立部54a和从直立部54a的上端向前延伸的向前延伸部54b。在最后面的区段50的上后 边(margin)处，设置有左右延伸的部件57，所述部件57具有横向延伸的固定到区段50的 后部左右边的扁平部分55，并且在其后边缘处具有类似于壁54的直立壁56，所述直立壁56 具有从部分32的后边缘向上延伸的直立部56a和从直立部56a的上端向前延伸的向前延 伸部56b。 壁54、56具有阻挡件(barriers)，所述阻挡件用于在装置10的使用过程中防止被 收集的碎屑向后运动离开席垫区段50，从而减少从所述装置上丢落被收集的物质。也就是 说，当被收集的碎屑聚集在表面25上时，这些碎屑由于装置10继续向前运动而具有向后运 动的趋势，并且壁54、56限制被收集的碎屑运动返回到收集表面的后边缘上。壁66用于在
5使用装置10时在装置10减速的过程中阻止从中间和后面席垫区段50收集的碎屑80向前运动返回到在其正前方的开口 16中。特别地，在减速的情况下，在装置10向前运动的过程中，被收集的碎屑80沿着收集表面25在图5中的方向"C"上的向前运动由于碎屑80堆靠在直立壁表面78上而至少部分地被阻挡。另一方面，壁66的倾斜前表面68a便于使装置拾取的碎屑80沿着拾取部分42向上向后流动，向上向后以越过壁66的顶点73，从而落在并被收集在中间和后面席垫区段50的收集表面25上。碎屑沿着拾取部分42的表面68和相邻壁66上的该运动用图5中的路径"D"图示。由此，壁66形成阻碍被收集的碎屑向前运动同时允许被收集的碎屑向后流动到收集表面上的阻挡件67。 已经发现的是，所描述的装置特别令人满意的是用于从诸如沥青、水泥等硬表面上以及从草皮或类似表面上清除碎屑。还发现令人满意的是用来诸如从飞机跑道上收集诸如螺母、螺栓等的小物体。特别是由于粗糙的沥青，收集作用非常有效，用于清洁地面的硬毛14将碎屑引导到所述装置的上表面上。 在本发明的一个形式中，发现令人满意的是提供260mm乘以60mm在前后长度上的宽度数量级大小的开口 16，由硬毛14形成的堆的高度(d印th)为lcm数量级。然而，这些尺寸可以根据需要进行变化，以便使本发明适用于特定的用途。例如，开口 16可以具有10-300mm数量级的长度，该长度是在本发明的装置的前后方向上测量的。在高达30Kph的拖拽速度下，大约70mm的长度可能是令人满意的，并且所采用的长度越大，拖拽速度越快，例如采用100mm时速度高达100Kph。类似地，由硬毛14提供的堆的高度可以变化。通常，硬毛越长，耐磨性越好，但是较短的硬毛通常是较经济的，因为比较容易通过将物体经过较短的距离地面的距离引导到所述装置的上表面。实际上，对于诸如垫圈等的小物体，大约9mm的堆厚度可能是令人满意的。对于大的物体，可以采用较大的高度。选择5-15mm总厚度的席垫材料将令人满意地拾取经常遇到的范围的小物体。
硬毛14应该是大体挠性的，并且还需要一定程度的弹性。 在一个示例性构造中，席垫材料15是人工草皮材料，硬毛14由聚丙烯纤维形成并且大约为10mm的长度。所形成的类似席垫的结构件能够由手按压在硬毛上的压力压倒(即能够向上压倒)，但是具有足够的弹性以便当压力移除时能够相当快速地回复到原始状态。这种草皮材料是相对挠性的，所述基部材料是挠性的。 所描述的人工席垫材料具有由硬毛构成的下表面，当装置10经过地面时，所述下表面能够容易地适应地面上的局部变化，特别是能够适应表面的起伏并且适应小的障碍物，并且提供有效的清扫作用以搅动碎屑并且使得碎屑运动穿过开口 16。虽然优选的是所述装置包括带有所描述硬毛形式的适应性部分的挠性基部，但是其它构造也是可以的。例如，可以使用一层泡沫材料。 一般地，整个装置io应该是挠性的，尽管特别是如果采用由硬毛、泡沫或其它材料构成的非常厚的下层时，该下层可以被固定到相对刚性的上背衬层上。所述装置的前边缘可以设有刚性元件，以便于使装置在一个表面上拖拽的过程中保持在展开的状态下。 壁66的构造和高度可以选择成适合特定类型的待被收集的碎屑。对于通常的使用，5-25mm之间的高度可能是有用的。 —般地，对于较大类型的待被收集的物质，高度可以较大，而对于较小类型的待被收集的物质，高度可以较小。也就是说，较小类型的物质在被收集时可能具有较小的向前动
6力，从而在装置减速的情况下，向前动力可以容易地被抵制。另外，较重物质在从开口 16向上经过时的相对较大的动力可能使所述的较重物质被有效地向后带动越过较高的阻挡件67。 可供选择地，壁54可以形成为如图6中所示的简单的横向直立元件54c，并且壁56可以类似地形成。 如图5中所示，形成阻挡件67的壁66优选地在相应的倒圆角部分82处结合到相
应的边缘部分34，从而壁66的后表面78与相应的部分34的上表面平滑地并合。由此，如
图5中的横截面中所示，壁66的根部部分具有较大的宽度，在这些表面之间不存在尖角。这
有助于加强壁66。另外，当装置10被提升以将碎屑向上振动从而离开装置10时，所述布置
有助于防止将碎屑捕获在表面78和边缘部分34的表面之间的拐角中。 —般地，开口 16在装置的前后方向上的尺寸可以与区段50的前后长度大体相同
或者略大于区段50的前后长度。所述装置可以具有任何方便的尺寸。对于通常的手动使
用来说，1. 5m数量级的长度以及2. 4m数量级的宽度可能是令人满意的。 已经仅通过举例的方式提出了所描述的结构，并且可以在不脱离本发明的精神和
范围的情况下作出许多改进和变化，这些改进和变化包括这里公开的每个新颖特征和特征
的组合。 在整个本说明书和后面的权利要求书中，除非上下文需要，词语"包括"以及各种变体均应当理解成意思是声明的整体或步骤或整体或步骤的组的内含物，但不排除任何其它的整体或步骤或整体或步骤的组。 本说明书中对任何现有出版物(或从现有出版物中得出的信息)或任何已知情况的参考不能并不应当被视作是对现有出版物(或从现有出版物中得出的信息)或已知情况形成公知常识的部分的承认或认可或任何形式的启示。
权利要求
一种用于从地面收集碎屑的装置，所述装置包括挠性的大体为平面的部件，所述部件具有穿过其中的开口，从而当所述装置位于地面上并在地面上向前运动时，地面上的碎屑向上穿过所述开口到达所述装置的收集表面上，所述装置具有横向延伸的阻挡件，其中所述阻挡件定位成在使用中使得向上穿过所述开口的碎屑向上越过所述阻挡件，然后向下到达所述收集表面，当所述装置在地面上向前运动时，在所述装置减速的情况下，所述阻挡件至少部分地阻止被收集在所述收集表面上的碎屑运动返回到所述开口中。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述阻挡件是横向壁的形式，所述壁布置成在所述装置的使用状态下，所述壁向上延伸并且定位在所述开口的后面并邻近所述开口 ，并且相对于所述收集表面位于前面位置处。
3. 根据权利要求2所述的装置，其中所述壁具有横向于所述装置延伸的相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面布置和构造成使得在所述使用状态下，第一表面位于所述开口的后面并且是倾斜的以便从一个下面位置向上向后延伸到一个较高的后面位置，而第二表面位于第一表面的后面并且从一个上面位置大体向下地延伸到邻近收集表面的一个下面位置，因此所述第一表面布置成在使用所述装置时便于使从所述开口沿着第一表面向上向后流动的碎屑在碎屑的动力的作用下被带着越过所述壁到达所述收集表面，而所述第二表面用于在所述装置减速的情况下，通过将物质堆靠在所述第二表面上而至少部分地阻止被收集的碎屑运动返回到所述开口中。
4. 根据权利要求3所述的装置，其中所述第一表面形成基本连续的表面，并具有从所述开口的横向边缘向上向后延伸的倾斜表面，所述倾斜表面在所述使用状态下形成所述开口的后边缘。
5. 根据权利要求3或4所述的装置，其中所述第一表面和所述第二表面在所述壁的顶点处至少基本上相交。
6. 根据权利要求3-5中任一项所述的装置，其中所述壁延伸到距离所述收集表面一定距离处，在所述装置的使用状态下，所述壁在所述收集表面上方的距离在5-25mm的范围内。
7. 根据权利要求3-6中任一项所述的装置，其中所述壁基本上从所述装置的左到右延伸。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中所述平面部件限定它的区段，在使用中所述区段位于所述开口的后面，所述区段的表面在所述装置的使用状态下位于最上面并且形成所述收集表面。
9. 根据权利要求8所述的装置，其中所述区段具有由适应性材料形成的下侧，从而在使用所述装置时所述下侧能够局部地适应地面中的起伏。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中所述区段由具有悬垂硬毛的挠性层形成。
11. 一种碎屑收集装置，所述装置基本上如参考附图描述的。
全文摘要
一种用于从地面(18)收集碎屑的装置(10)。挠性的大体为平面的部件(17)具有穿过其中的开口(16)。当所述装置位于地面(18)上并在地面(18)上向前运动时，地面上的碎屑向上穿过所述开口到达所述装置的收集表面(25)上。所述装置具有横向延伸的阻挡件(67)，其中所述阻挡件(67)定位成使得向上穿过所述开口(16)的碎屑向上越过所述阻挡件(67)，然后向下到达后面的收集表面(25)。当所述装置在地面上向前运动时，在所述装置减速的情况下，所述阻挡件(67)至少部分地阻止被收集在所述收集表面(25)上的碎屑运动返回到所述开口(16)中。
文档编号A46B15/00GK101778978SQ200880101714
公开日2010年7月14日 申请日期2008年8月25日 优先权日2007年8月30日
发明者W·B·托泽 申请人:阿尔若泰克有限公司