表面处理头的制作方法

专利名称：表面处理头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面处理头，其可被用于诸如真空吸尘器这样的的表面处理器 具，或形成该器具的一部分。
背景技术：
真空吸尘器通常设置有一系列用于处理特定清理类型的工具。工具包括地面工 具，用于一般的地面上清理。已经有人致力于改善地面工具在铺地毯地面上的拾取性能。一 些工具具有在吸入口中安装的刷子，所述刷子旋转以便以与直立真空吸尘器的刷棒相同的 方式刷动地面表面。刷子可以通过使用空气涡轮机或通过电机来旋转，该电机通过自清洁 器主体获得的电力供电。但是，这类工具通常比无源地面工具更昂贵且耗电。已经有人致力于以更无源的方式改善地面工具。例如，EP1320317披露了一种地 面工具，具有连结在工作边缘附近至少一侧上的吸入通道，该工作边缘用于与地面表面接 合并刷动地面表面。在工具底侧上的棉绒拾取器用作单向门，用于地面工具被沿地面推动 时允许头发、绒毛和其他纤维材料在棉绒拾取器下方经过，但是在地面工具被向回拉动时 阻挡棉绒。地面工具在地面表面上的反复向前和向回运动能捕获棉绒并将其滚成球，以使 得其可被地面工具吸走。地面工具还包括柔性鬃毛裙状部，其围绕地面工具的底侧但不是 其一部分。裙状部在展开位置和收回位置之间运动，该展开位置用于清理硬质地面，其中裙 状部沿硬质地面骑跨并用于将工作边缘与地面表面间隔开，该收回位置用于在清理地毯时 使用，在该位置工作边缘能接触地面表面且裙状部充分收回，而不会妨碍地面工具在地毯 表面上的运动。公知的是提供一种系统，用于根据要被清理的地面表面的特点来使鬃毛结构自动 地在收回位置和展开位置之间移动。例如，GB1，289，381描述了一种地面工具，其具有通过 装配有鬃毛的隔板界定的压力腔室。该压力腔室包括弹簧，该弹簧在压力腔室处在大气压 力下时，促使隔板向下运动，以将鬃毛移动到展开位置。压力腔室可通过位于主体中的阀门 连结到穿过地面工具的气流，且由此连通到降低的压力。该阀门通过推杆连结到杯状物，该 杯状物具有布置为面对地面表面的下表面。当地面工具位于硬质地面表面上时，杯状物的下表面通过位于地面工具主体上的 轮子而与地面表面间隔开。阀门被保持在压力腔室与穿过地面工具的气流隔离开的位置 中，从而压力腔室被保持在大气压力下，以使得弹簧促使鬃毛达到它们的展开位置。但是， 当地面工具位于铺地毯地面表面上时，轮子陷入在地面表面的纤维之间，以使得杯状物与 地面表面接触。杯状物被地面表面向上推，这使得阀门运动以将压力腔室连结到穿过地面 工具的气流。压力腔室中的压力降低，这导致压力腔室的体积抵受弹簧的偏压力而减小，从 而将鬃毛移动到它们的收回位置。

发明内容
在本发明的第一方面中，提供一种表面处理头，包括主体；刷子单元，具有现用状态和未用状态；和致动机构，用于致动刷子单元在未用状态和现用状态之间的转换，该机 构包括可相对于主体运动的壳体，和设置在壳体上的、通过要被处理的表面与至少一个表 面接合构件的接合而相对于壳体运动的致动器，所述至少一个表面接合构件向下延伸超出 致动器。本发明的表面处理头与GB1，289，381中所述的地面工具不同在于，致动器和表面 接合构件二者都设置在壳体上，其可相对于壳体运动。这可以使得在表面处理头在地面表 面上操作时，例如响应于地面表面中的波动或位于地面表面上的物体，表面接合构件和致 动器相对于主体运动，同时保持表面接合构件的下边界与致动器之间有固定的间隔。在表 面处理头在地面表面上操作时，这可以降低致动机构意外致动的可能性。壳体可例如被弹 簧和/或在其自身重量作用下被偏压远离主体，以保持表面接合构件与地面表面接触。该至少一个表面接合构件优选地向下延伸超过致动器的距离在0. 1到2mm范围， 以使得致动器的运动可在表面处理头从硬质地面表面运动到浅毛簇地毯上时被促动。该 至少一个表面接合构件优选地包括至少一个滚动元件，该元件优选地是至少一个轮子的形 式。在优选实施例中，表面处理头包括位于致动器相对侧上的一对轮子。轮子的厚度优选 地不大于10mm，以使得轮子可以容易地陷入到铺地毯地面表面的毛簇中。刷子单元优选地相对于主体在其现用状态和未用状态之间运动。例如，刷子单元 优选地包括至少一个刷子，该刷子可以包括一排鬃毛、刷子幕帘和至少一个柔性条带中的 至少一个，该刷子至少部分地绕地面工具的主体延伸。在刷子单元的未用状态下，刷子优选 地位于主体的工作边缘上方，由此使表面处理头处于适于处理铺地毯地面表面的结构。另 一方面，在刷子单元的现用状态中，刷子的至少一部分优选地位于状态工作边缘的下方。这 可使得表面处理头处于适于处理硬质地面表面的结构。由此，刷子单元的未用状态可对应 于相对于主体处于存放位置的刷子单元，而刷子单元的现用状态可对应于相对于主体处于 展开位置的刷子单元。替换地，刷子单元在其现用状态中可相对于主体运动，且在其未用状态中相对于 主体静止。例如，刷子单元可包括可旋转的刷动器，其是具有鬃毛或其他表面刷动元件的盘 状件或刷条的形式。致动机构优选地使用空气压力来实现刷子单元在其现用状态和未用状态之间的 转变。例如，致动机构可包括压力腔室和用于响应于致动器相对于壳体的运动而改变压力 腔室中压力的器件。刷子单元于是可根据腔室中的压力而在其现用状态和未用状态之间切 换。压力腔室可具有根据腔室中空气压力和腔室外部大气压力之间的差而变化的容积，由 此压力腔室容积的改变导致刷子单元状态的转变。刷子单元的至少一部分可在主体上表面上延伸，且在刷子单元从存放位置运动到 展开位置时刷子单元的至少一部分可以布置为可相对于主体的上表面运动，例如朝向主体 的上表面运动。例如，刷子单元可以是在表面处理头主体上方和周围延伸的覆盖件或框架 的形式。压力腔室优选地位于主体和刷子单元之间。压力腔室优选地位于主体上方，且由 此可以位于主体的上表面和刷子单元一部分的下表面之间，且可以部分地通过主体的上表 面限定。刷子单元的下表面也可限定出压力腔室的一部分，替换地下腔室区段可位于主体 外表面上，刷子单元包括可相对于下腔室区段运动的上腔室区段。腔室可进一步包括环形柔性密封构件，其在上和下腔室区段之间延伸，以允许压力腔室的容积变化同时在它们之 间提供气密密封。该密封构件是套筒的形式，该套筒具有连接到上腔室区段的一端和连接 到下腔室区段的另一端。替换地，下腔室区段和上腔室区段中的一个可布置为活塞的形式，该活塞可在另 一腔室区段中并相对于该另一腔室区段运动，以改变压力腔室的容积。在这种情况下，0形 环或其他环形密封元件可以定位在腔室区段的最内部的周边表面上，以在腔室区段之间形 成气密密封。作为另一替换例，压力腔室可以是囊或其他可膨胀构件的形式，位于主体和刷子 单元之间，且其可以在其膨胀时将刷子单元从展开位置运动到存放位置。腔室优选地承装弹性构件，诸如弹簧，用于将腔室朝向刷子单元处于存放位置的 结构促动。降低腔室中的压力可以使得大气压力抵抗弹性构件的偏压力而作用在腔室上， 以减小腔室的容积，由此使得刷子单元运动到展开位置。随后例如通过允许空气以大气压 力进入腔室而增加腔室中的压力而使得弹性元件增加腔室的容积，使得刷子单元运动到其 存放位置，以将表面处理头处于适于处理铺地毯地面表面的结构。在表面处理头在表面上操作时，致动器优选地构造为在使用中通过与要被处理表 面的接合而相对于壳体枢转。用于改变腔室中压力的器件优选地包括阀，致动器构造为操作该阀。阀优选地可 相对于壳体运动，且所以壳体优选地包括用于将致动器的运动转换为阀相对于壳体的运动 的器件。例如，壳体可包括凸轮，其可被致动器旋转，以实现阀相对于壳体的运动。阀优选 地被朝向凸轮偏压。阀和凸轮优选地位于壳体的阀腔室中。主体优选地包括吸入腔，该吸入腔形成吸入通道的一部分，该吸入通道延伸到表 面处理头的空气出口，且用于改变腔室中压力的器件优选地包括在吸入通道和腔室之间延 伸的流体管道。致动器和阀布置为控制通过流体管道的空气流动。例如，壳体可包括流体 口，该流体口暴露至大气并与流体管道流体连通，且阀可以构造为选择性地关闭流体口。阀 优选地可在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置中流体管道暴露至大气，且在第二 位置中流体管道基本与大气隔离。致动器优选地被朝向阀处于其第二位置的位置偏压。致动器优选地包括两个按角度间隔开的已旋转位置，以使得在表面处理头在铺地 毯地面表面上前后运动时致动器可快速地在其两个已旋转位置之间摆动，以使得在地面工 具在铺地毯地面表面上的向前行程和向后行程中刷子单元保持处于其存放位置。在第二方面中，本发明提供一种表面处理头，包括主体；刷子单元；和驱动机构， 用于将刷子单元相对于主体在存放位置和展开位置之间运动，驱动机构包括压力腔室和用 于改变腔室中压力的阀单元，该阀单元包括可相对于主体运动的壳体、位于壳体中的阀和 设置在壳体上的、通过要被处理的表面与至少一个表面接合构件的接合而相对于壳体运动 的致动器，所述至少一个表面接合构件向下延伸超出致动器。在第三方面中，本发明提供一种表面处理头，包括主体；吸入通道，在吸入开口和 空气出口之间延伸；刷子单元，具有现用状态和未用状态；和致动机构，用于致动刷子单元 在现用状态和未用状态之间的转变，致动机构包括压力腔室、从压力腔室延伸的用于将压 力腔室连接到吸入通道的流体管道和用于控制通过流体管道的空气流动的控制机构，该控 制机构包括暴露至大气并与流体管道流体连通流体口、用于选择性地关闭流体口的阀和用于操作阀的阀致动器。与本发明第一方面有关的上述特征可等效地应用到第三和第二方面任一个，且反 之亦然。本发明还提供一种表面处理器具，例如真空吸尘器，包括上述表面处理头。


将通过例子并参考所附附图来描述本发明，其中
图1是第一表面处理头的顶部透视图2是图1的头的底部透视图3是图1的头的侧视图4是图1的头的截面侧视图5A是图1的头的一部分在沿第一方向使用中的示意性侧视图5B是图5A的部分在沿第二方向使用中的示意性侧视图6是图的头的底部视图7A是图5A中所示部分替换例在沿第一方向使用中的示意性侧视图7B是图7A —部分在沿第二方向使用中的示意性侧视图8是并入了图1中的头的真空吸尘器在使用中的侧视图9是第二表面处理头的顶部透视图10是图9的头的底部透视图11是图9的头的底部视图12是图9的头的顶部视图13A是沿图12中A-A线的侧截面图，头的刷子单元处于展开位置；
图13B是沿图12中B-B线的侧截面图，头的刷子单元处于展开位置；
图13C是沿图12中C-C线的侧截面图，头的刷子单元处于展开位置；
图14A是沿图12中A-A线的侧截面图，头的刷子单元处于存放位置；
图14B是沿图12中B-B线的侧截面图，头的刷子单元处于存放位置；
图14C是沿图12中C-C线的侧截面图，头的刷子单元处于存放位置；
图15A是驱动机构的示意性显示，其用于移动图9的头的刷子单元，该机构处于刷子单元位于其存放位置的结构；和图15B类似于图15A的结构，驱动机构处于刷子单元位于其展开机构的结构。
具体实施例方式图1到4和6显示了真空吸尘器地面工具10形式的第一表面处理头。地面工具 10包括主体12和一对轮子14，该对轮子布置为允许地面工具10在地面表面上被操纵。每 个轮子14可旋转地连接到相应的臂15，该臂从主体12向后延伸。地面工具10还包括连接 器16，该连接器具有开口端，该开口端可连接到真空吸尘器的推杆或软管。可与主体12呈 一体的地面工具10的底表面18界定出地面工具10的吸入腔20。在使用中，吸入腔20面 对要被清理的地面表面并允许带脏物的气流从地面表面进入地面工具10。一对轮子21可 旋转地安装在形成在主体12的底表面18中的凹部中，以将地面工具10的底表面18例如与地面工具10正被操作时所在的硬质地面表面间隔开。吸入腔20包括第一吸入通道22和第二吸入通道24，两通道都在地面工具10的 主体12的相对侧表面26、28之间延伸。第一吸入通道22定位在地面工具10的前壁30附 近，而第二吸入通道24位于地面工具10的后壁32附近。第一和第二吸入通道22、24具有 基本相似的外部尺寸且位于同一平面中。第二吸入通道24敞开到位于主体12的后壁32 中央位置的出口 34中。中间通道36提供了在第一吸入通道22和第二吸入通道24之间的 流体连接。设置两个中间通道36，每一个定位在主体12的相应侧边缘26、28附近。中间通 道36在吸入通道22、24之间横向延伸。中间通道36的外侧壁包括地面工具10的侧边缘 26、28的一部分。每个吸入通道22、24通过由地面工具10的底表面18形成的工作边缘限定。第一 吸入通道22具有前工作边缘40和后工作边缘42。第二吸入通道24也具有前工作边缘44 和后工作边缘46。工作边缘被尖锐地限定，以便在地面工具10被用在地毯表面上时提供有 效的刷动动作。在这种表面上，轮子21陷入地毯的毛簇中，以使得工作边缘与地毯接触。地面工具10还包括至少一个空气管道。在该例子中，该至少一个空气管道是两个 槽道48的形式，每个槽道通过第一吸入通道22的后工作边缘42、中间通道36的内壁和后 吸入通道24的前工作边缘44界定。每个槽道48从地面工具10的上表面52向下延伸到 地面工具10的底表面18。每个槽道48开放到大气。图5a和5b示意性地显示了在使用中的空气槽道48和工作边缘的功能。在图5a 中，地面工具10被沿铺地毯地面表面向前推，该方向通过在上表面52上方的大箭头表示。 地面工具10与产生吸入气流的真空吸尘器流体连通，如将在后文讨论的那样。在地面工具 10的向前行程中，各个吸入通道22、24的前工作边缘40、44进入工作状态。前工作边缘40、 44展开地毯的毛簇，以使得吸入空气能绕前工作边缘40、44流动并进入吸入通道22、24，如 较小箭头所示。空气在主体12的前壁30下、在前工作边缘40下被吸入并进入到吸入腔20 的第一吸入通道22。来自第一吸入通道22的空气流过中间通道36并进入第二吸入通道 24，并通过出口 34离开吸入腔20。空气还被从大气通过空气槽道48吸入，经前工作边缘 44下方进入吸入腔20的第二吸入通道24。来自第二吸入通道24的空气通过出口 34离开 吸入腔20。出口 34具有漏斗口，以便在第二吸入通道24和出口 34之间提供平滑的过渡。在图5b中，地面工具10被沿铺地毯地面表面向回拖拽，该方向由在上表面52上 方的大箭头表示。在地面工具10的向后行程中，吸入通道22、24的后工作边缘42、46进入 工作状态。空气通过空气槽道48从大气并经后工作边缘42下方吸入并进入到第一吸入通 道22。来自第一吸入通道22的空气流过中间通道36进入第二吸入通道24，然后通过出口 34离开吸入腔20。空气还在主体12的后壁32下方、后工作边缘46的下方吸入并进入到 第二吸入通道24。来自第二吸入通道24的空气通过出口 34离开吸入腔20。由此，对于地面工具10的每个行程来说，多个工作边缘起作用，以使得脏物和灰 尘的拾取与仅具有一个吸入通道和两个工作边缘的常规地面工具相比得以改善。通过在第 一和第二吸入通道22、24之间设置沿地面工具10的侧壁26、28延伸的流体连接，具有多个 吸入通道和工作边缘的地面工具能被制造为具有与常规的单吸入通道地面工具类似的尺 寸。具体说，地面工具10的深度可以被制造为相对较小，以使得地面工具10具有较低的姿 态。该优点可以在图3和4中更好地看到。
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吸入腔20的细节可在图2和6中看到，它们更详细地显示了地面工具10的下侧部 分。吸入腔20并不具有均一的横截面。第一吸入通道22具有中央区域54，该区域具有最 小的吸入腔20的横截面积。横截面积沿流体流动路径56 (在图6中显示)的一部分增加， 该部分从中央区域54沿第一吸入通道22的其余部分延伸到其临近地面工具10侧壁26、28 的外边缘。吸入腔20的横截面积沿流体流动路径56的从第一吸入通道22沿中间通道36 延伸到第二吸入通道24的那部分是基本一致的。吸入腔20的横截面积还沿流体流动路径 56的从中间通道36沿第二吸入通道24延伸到出口 34的那部分增加，该出口位于主体12 的后壁32的中央部分中。为了适应吸入腔20的该形状，空气槽道48被布置为合起来成V 形且顶点在第一吸入通道22的中央区域54附近。通过将吸入腔20布置为沿流体流动路 径56的至少一部分具有增加的截面，在整个吸入腔20中可保持基本恒定的流体压力。这 提供了在性能上的进一步的优点，因为其能确保空气在跨吸入通道22、24的整个宽度上被 均勻地吸入到两个吸入通道22、24中。前工作边缘40和后工作边缘46跨过地面工具10的主体12的宽度延伸。为了进 一步增加临近空气槽道48的工作边缘42、44的效果，这些边缘通过桥接件58延伸到侧壁 26、28，所述桥接件48横跨中间通道36。桥接件58从空气槽道48的相对边缘延伸到侧壁 26,28且还提供较小的通路，用于流体从侧壁在由桥接件58形成的工作边缘42、44的那些 部分下方并沿这些部分流动。桥接件58可以形成地面工具10的底表面18的整体部分。通 过设置基本延伸地面工具10的整个宽度的工作边缘，可以实现更大的刷动作用。棉绒拾取器60设置在地面工具10的底表面18上位于地面工具10的前后部分处， 并与工作边缘40、46间隔开。每个棉绒拾取器60包括固定有多个细小纤维丛的材料带。地 面工具10在地面表面上的往复前后动作能捕获头发、绒毛和其他纤维材料并将其卷成球， 以使得其可以被吸入到吸入腔20中。使用棉绒拾取器60能造成使用者在地面表面上推动 或拉动地面工具10所需要的力增加。可以增加棉绒拾取器60的宽度以基本上达到地面工 具的总宽度，尽管这会造成使用者所需的推力增加。送气阀62设置在地面工具10的上表面52中。在吸入腔20例如被吸入到吸入通 道22、24中的织物堵塞的情况下，吸入腔20内的压力会下降。当吸入腔20内的压力下降 到低于预定值时，大气压力作用在送气阀62上并抵抗弹簧64的力向内推动送气阀，由此提 供用于让大气进入地面工具10的开口。当堵塞被去除时，弹簧22的力促使送气阀62回到 其原始位置，与上表面52齐平。为了获得来自地面工具10的最佳可能性能，重要的是在地面工具10被沿地面表 面拉动和推动时工作边缘保持与地面接触。为了实现这一点，在出口 34和与真空吸尘器的 推杆及软管连接的连接器16之间设置关节件。关节件以柔性内部软管66的形式设置。内 部软管66的一个端部68具有宽口，该宽口装配在吸入腔20的槽形出口 34上并抵靠出口 密封。内部软管66的另一端部70具有圆形截面且布置为装配在颈部72上并抵靠颈部密 封，该颈部又装配在连接器16内。颈部72连接到且优选地整合到第二对臂74，该第二对 臂74朝向地面工具10的主体12延伸。每个臂74可在其一端附近枢转地连接到第三对臂 76的相应一个的第一端。这提供了地面工具10的第一铰接接头78。每一个臂76的第二 端可枢转地连接到地面工具10的主体12的相应臂15。这提供了地面工具10的第二铰接 接头80。第一和第二接头78、80绕平行于地面表面的轴线枢转。内部软管66提供了在出
9口 34和连接器16之间空气路径的可靠密封，而同时允许运动和灵活性。连接器16布置为相对于颈部72绕垂直于第一和第二接头78、80的轴线的轴线旋 转。颈部74与连接器16的可旋转地连接形成第三接头82，该接头允许工具横向地运动。 在使用中，三个接头允许地面工具10被操纵并转向，同时保持工作边缘与地毯的接触，以 使得工具的拾取性能增加。第一和第二接头78、80的双重铰接结构允许通过使用者施加到 地面工具10的力通过地面工具10的轮子14传递。这有助于减小运动阻力，也允许使用者 完成更长的行程同时保持地面工具10趴在地面表面上。图7a和7b显示了图5a和5b所示的部件的铰接连接的替换例。在该替换例中， 第一和第二吸入通道22、24相对于彼此铰接。柔性接头84将第一吸入通道22连接到第二 吸入通道24。在图7a中，地面工具10被沿铺地毯地面表面向前推动，该方向通过在上表面 52上方的较大箭头表示。在地面工具10的向前行程中，柔性接头84允许第一和第二吸入 通道22、24向前枢转，降低工作边缘40、44，以使得它们与地面表面接合。在反向行程中，如 图7b所示，柔性接头84允许第一和第二吸入通道22、24向后枢转，朝向地面表面降低工作 边缘42、46。该实施例在地面工具10的各种工作位置都能保持工作边缘与地面表面接合， 即使是出口 34和连接器16之间的连接是刚性的也可以。图8显示了地面工具10作为旋风真空吸尘器84形式的表面处理器具的一部分。 真空吸尘器86具有主体88，该主体承装电机和风扇单元(未示出)。主体88包括用于允 许真空吸尘器86在地面表面上行进的器件，在该实施例中该器件包括一对轮子90。旋风分 离器92形式的分离设备可释放地附接到主体88。柔性软管94可连接到主体88的入口。 柔性软管94的另一端可连接到推杆96，推杆的末端适于接收地面工具10的连接器16。连 接器16也可以直接连接到软管94。在使用中，在使用者绕室内移动时，真空吸尘器86的主 体88被柔性软管94沿地面表面拉动。当使用者打开真空吸尘器86时，电机被通电并驱动 风扇，以便将脏空气通过地面工具10吸入。带有来自地面表面的灰尘和脏物的脏空气通过 推杆96和软管94吸入并经由入口进入旋风分离器92。旋风分离器92包括上游旋风器，之后是多个下游旋风器。进入旋风分离器92的 空气被促使绕旋风器的内部沿螺旋路径行进。脏物和灰尘从空气的旋流中被分离。干净的 空气随后从旋风分离器92进入真空吸尘器86的主体88。干净的空气随后依次经过电机 前过滤器、电机和风扇单元并随后经过电机后过滤器，最后通过排出口 98离开真空吸尘器 86。地面工具10的较低姿态允许其在较低的家具或其他障碍物下方使用。由于设置 了从第一吸入通道22到第二吸入通道24并从该处到达出口 34的流体流动路径56，使得可 以制造这种较低姿态的工具。工作边缘和空气槽道48 —起产生高效的刷动动作，这对于从 地毯的毛簇搅起脏物和灰尘是有利的。刷动动作可以至少与被驱动的刷子条实现的效果一 样好。器具不必是旋风真空吸尘器。本发明可以应用于其他类型的真空吸尘器的表面 处理头，例如直立机器、杆式真空吸尘器或手持真空吸尘器的头部和工具。进而，本发明 可应用于其他类型的清洁头，例如湿式和干式机器或地毯洗涤机的头部，和普通表面处理 头——如在抛光/打蜡机、压力清洗机、地面标记机和剪草机上所采用的。已经参照无源工具描述了本发明，但是本发明等效地可适用于采用被电机或涡轮驱动的刷动器的工具，刷动器例如是刷子条或搅动器。进而，可以设置吸入通道，每个吸入通道通过至少一个，优选地至少两个工作边缘 界定。每个额外的吸入通道可以通过其他的大气管道与其相邻的器件分开。所述(或每 个)大气管道可包括一个开口或多个较小的槽、喷嘴或管道。相对较小尺寸的大气通路的 设置可有助于形成靠近工作边缘的高压空气喷射，以进一步从地毯上搅起碎屑。通过设置 多个大气管道代替一个不中断的管道，地面工具的鲁棒性得以改善。其他的改变例对于本领域技术人员来说是明显的。例如，至少一个棉绒拾取器可 以省略或通过毛毡、多排鬃毛或梳子来代替。图9到12显示了鬃毛布置为相对于主体可选择地降低和升起的第二表面处理头。 该第二表面处理头也是真空吸尘器地面工具110的形式。地面工具110包括主体112和一 对轮子114，所述轮子布置为允许地面工具110在地面表面上被操纵。每个轮子114可旋转 地连接到相应臂115，所述臂向后从主体112延伸。地面工具110还包括连接器116，所述 连接件具有开放端，所述开放端可连接到真空吸尘器的推杆或软管。地面工具110的底表 面118限定出地面工具110的吸入腔120。在使用中，吸入腔120面对要被清理的地面表面 并允许来自地面表面的带脏物的空气进入地面工具110。在该地面工具110中，单个轮子 121可旋转地安装在主体112的底表面118的前边缘130附近形成的凹部中，以将地面工具 110的底表面118例如与硬质地面表面(地面工具110在该地面表面上操作)间隔开。类似于地面工具10的吸入腔20，吸入腔120包括第一吸入通道122和第二吸入通 道124，二者在地面工具110的主体112的相对侧边缘126、128之间延伸。第一吸入通道 122定位在主体1112的前壁130附近，第二吸入通道124定位在主体112的后壁132附近。 第一和第二吸入通道122、124具有与地面工具10的第一和第二吸入通道22、24基本相同 的形状。第二吸入通道124敞开到出口 134中，该出口 134居中地位于主体112的后壁132 中。中间通道136提供了在第一吸入通道122和第二吸入通道124之间的流体连接。如地 面工具10那样，设置两个中间通道136，每一个定位在主体112的相应侧边缘126、128附 近。中间通道136在吸入通道122、124之间横向延伸。中间通道136的外壁包括主体112、 的侧边缘126、128的部分。类似于地面工具10，每个吸入通道122、124以由主体112的底表面118形成的工 作边缘为边界。第一吸入通道122具有前工作边缘140和后工作边缘142。第二吸入通道 124也具有前工作边缘144和后工作边缘146。地面工具110的工作边缘的形状和作用基 本与地面工具10的工作边缘的形状和作用相同。地面工具110还包括至少一个空气管道。在该例子中，至少一个空气管道是两个 槽道148的形式，每个槽道通过第一吸入通道122的后工作边缘142、中间通道136的内壁 和后吸入通道124的前工作边缘144界定。每个槽道148从主体112的上表面152向下延 伸到主体112的底表面118。每个槽道148敞开到大气，且也具有与地面工具10的槽道48 相同的功能。棉绒拾取器160也被设置在主体112的底表面118的前部和后部处。如地面工具 10那样，送气阀162设置在地面工具110的主体112的上表面152中。送气阀162以类似 于地面工具10的送气阀62的方式发挥功能。地面工具110以类似于地面工具10的方式被关节连接。地面工具110包括柔性内部软管166。内部软管166的一个端部168具有宽口，该宽口装配在吸入腔120的出口 134上并抵靠出口密封。内部软管166的另一端部170具有圆形截面，且布置为装配在颈 部172上并抵靠颈部密封，该颈部又装配在连接器116内。颈部172连接到且优选地整合 到第二对臂174，该第二对臂朝向地面工具110的主体112延伸。每个臂174在其一端附 近可枢转地连接到第三对臂176的相应一个的第一端。这提供了地面工具110的第一铰接 接头178。每个臂176的第二端可枢转地连接到主体112的相应臂115。这提供了地面工 具110的第二铰接接头180。第一和第二接头178、180绕平行于地面表面的轴线枢转。连 接器116布置为相对于颈部172绕垂直于第一和第二接头178、180轴线的轴线旋转。颈部 174与连接器116的可旋转连接形成第三接头182，这允许工具横向运动。与地面工具10相反，地面工具110包括刷子单元190。刷子单元190包括覆盖件 192，该覆盖件在地面工具的主体112上方并绕其延伸。覆盖件192的下表面包括环形沟 槽，一排或一帘鬃毛194位于沟槽中，以使得鬃毛194绕地面工具110的主体112延伸。一 系列城堡形结构(未示出)可以形成在该排鬃毛194临近主体112的前边缘130的那部分 中。覆盖件192包括多个窗口 196，所述窗口允许空气在主体122的上表面152上方经过并 到达槽道148。覆盖件192的一部分直接位于槽道148上方。地面工具110包括驱动机构200，用于让刷子单元190在存放位置和展开位置之间 运动。如在下文详细描述的，在刷子单元190的存放位置中，鬃毛194位于主体112的工作 边缘140、142、144、146上方，而在刷子单元190的展开位置中，至少鬃毛194的末端位于主 体112的工作边缘140、142、144、146下方。结果，地面工具110可在第一构造和第二构造 之间切换，在第一构造中，地面工具110适于清理铺地毯地面表面，在第二构造中，地面工 具110适于清理硬质地面表面。驱动机构200在图15a和15b中示意性地显示。驱动机构200的各个部件也可见 于图9到14。驱动机构200使用空气压力来实现刷子单元190在其存放和展开位置之间的 运动。驱动机构200包括压力腔室202，该压力腔室定位为与来自吸入腔120的出口 134流 体连通，这是通过在该出口和该压力腔室之间延伸的流体管道204实现的。流体管道204可 以用多个经连接的管路或管道形成。压力腔室202包括通过刷子单元190的覆盖件192的 凸起中央部分界定的上腔室区段206。压力腔室202还包括附连到主体112的上表面152 的下腔室区段208。柔性的环形密封构件210——优选地是套筒形式的——连接到上腔室 区段206和下腔室区段208 二者，以在它们之间形成气密密封，且允许上腔室区段206相对 于下腔室区段208运动。压力腔室202承装弹性构件212，该弹性构件优选是螺旋弹簧的形式，用于促动上 腔室区段206离开下腔室区段208。弹簧构件212的偏压力被选择为使得压力腔室202具 有可根据压力腔室202中的空气压力和在压力腔室202外部的大气压力之间的差来改变容 积。当该压力差相对较低时，上腔室区段206被弹性构件212促动离开下腔室区段208，如 图15a中箭头214所示，以使得压力腔室202采取膨胀的结构。在压力腔室202的该构造 中，包括上腔室区段206的刷子单元190处于其存放位置。这是在地面构件110不被使用 时的刷子单元190的正常位置。另一方面，当压力差相对较高时，上腔室区段206被抵抗弹 性构件212的偏压力施加的大气压力促动朝向下腔室区段208运动，如图15a中箭头216 所示，以使得压力腔室202采取收缩的结构。在压力腔室202的该结构下，刷子单元190处于其展开位置。驱动机构200包括用于通过控制经过流体管道204的气流来改变压力腔室202中 空气压力的控制机构。该控制机构包括阀单元218。参见图10和11，阀单元218定位在软 管166下方。阀单元218连接到地面构件110的主体112的臂115并定位在这些臂之间，以 使得阀单元218可相对于主体112运动。地面构件110在地面表面上被操作时，这允许阀 单元218能被保持在基本水平的位置。在该例子中，阀单元218可枢转地安装到主体112。 替换地，阀单元218可以在形成于主体112的臂115中的槽道中运动。一个或多个弹簧(未 示出)可设置为用于将阀单元218偏压远离软管116，即朝向地面工具10所处的地面表面。阀单元218包括壳体220，流体管道204穿过该壳体220。壳体220具有阀222，用 于选择性地打开和关闭流体端口 224，该流体口 224用于将流体管道204暴露到大气。如图 13c和14c所示，阀222是可在阀腔226中运动的活塞的形式，该阀腔形成在阀单元218的 壳体220中。阀222可在第一位置和第二位置之间运动，该第一位置显示于图14c和15a 中，其中流体管道204通向大气，该第二位置显示于图13c和15b中，其中，流体管道204基 本与大气隔绝。柔性密封构件228可以定位在阀222上，用于形成将流体管道204从端口 224隔离的气密密封。阀222在其第一和第二位置之间的运动通过阀致动器230致动。阀致动器230可 枢转地安装在形成于阀单元218的壳体220中的凹部232中，以使得在使用中阀致动器230 从阀单元218朝向要被清理的地面表面突出。阀致动器230可相对于阀单元218的壳体 220从未旋转位置(如图13b和15b所示)和两个已旋转位置(其中一个显示于图14b和 15a)开始旋转。阀致动器230的已旋转位置沿不同的方向与阀致动器230的未旋转位置按 角度间隔开。弹簧(未示出)或其他弹性元件设置为用于将阀致动器230朝向未旋转位置 偏压。阀致动器230连接到D形凸轮234，该凸轮位于阀腔室226中，用于在其中旋转。 弹簧(未示出)或其他弹性构件设置为用于将阀222压靠凸轮234，以使得凸轮234在阀腔 室226中的旋转能使得阀222在其第一和第二位置之间运动。参见图13b和13c，在阀致动 器230的未旋转位置中，阀222处于其第二位置。参见图14b和14c，当阀230处于已旋转 位置时，阀222处于其第一位置。凸轮234由此用于将阀致动器230的旋转运动转换为阀 222的直线运动。用于将阀致动器230的旋转运动转换为阀222的直线运动的其他合适器 件对于本领域技术人员来说也是明显的。阀单元218还包括一对轮子236，其可旋转地安装在位于阀致动器230的相对侧上 的凹部中。一个或多个额外的轮子可以设置在阀致动器230的前方或后方。轮子236从阀 单元218的壳体220的下表面向下突出超过阀致动器230，以使得当地面构件110位于硬质 地面表面时，阀致动器230不会与地面表面接触。轮子236与轮子114相比相对较窄，且与 轮子121相比较小，以使得当地面工具110位于铺地毯地面表面时，轮子236至少部分地陷 入在地面表面的毛簇中，以将阀致动器230与地面表面接触。在使用中，地面工具110以类似于地面工具10的方式附接到真空吸尘器86。当使 用者打开真空吸尘器86时，真空吸尘器86的电机被通电且驱动风扇，以便将脏空气通过地 面工具110吸入。结果，相对较低的气压形成于吸入腔120和出口 134中。参见图13a、13b和13c，当地面工具110与硬质地面表面240接触时，阀致动器230
13通过轮子236与硬质地面表面240间隔开。结果，当地面工具110在硬质地面表面上操作 时，阀致动器230将在作用于其上的偏压弹簧的作用下保持处于其未旋转位置。进而阀222 将保持处于其第二位置，在该位置中流体管道204基本与流体口 224隔离开。结果，压力腔 室202中的空气压力基本与吸入腔120的出口 134中的空气压力相同，所以将在压力腔室 202中的空气压力与压力腔室202外部的大气压力之间产生相对较大的压力差。通过大气 压力作用抵抗弹性构件212的偏压力，上腔室区段206被促动朝向下腔室区段208运动，如 图15a的箭头216所示，以使得压力腔室202被保持在其收缩结构，在该结构中刷子单元 190处于其展开位置。如图13a所示，在刷子单元190的展开位置，鬃毛194向下突出超过主体112的工 作边缘140、142、144、146，以使得工作边缘140、142、144、146与硬质地面表面积240间隔 开。这在地面工具110在地面表面240上操作时可防止硬质地面表面240被工作边缘140、 142、144、146划擦或刻划。此外，在刷子单元190的展开位置中，覆盖单元192与主体122 的上表面152接合，这使得空气槽道148通过直接位于其上方的覆盖件192的部分基本上 与大气隔离开。这可以使得在地面工具110的使用过程中在吸入腔120中产生较低的压力， 这可以改善将硬质地面表面240的凹坑中的脏物和碎屑吸进吸入腔的气流中的状况。将鬃 毛194排位于主体112的前表面130附近的部分上的城堡形结构(未示出)允许在地面工 具110在硬质地面表面240上的向前行程中将位于硬质地面表面240上的碎屑被吸入到吸 入腔120中。根据工作边缘140、142、144、146与硬质地面表面240之间间隙的尺寸，该碎 屑可以在气流中经过工作边缘140、142、144的下方并进入第二吸入通道124，并从该处到 达吸入腔120的出口 134。类似地，从硬质地面表面240中的缝隙中吸入的碎屑和脏物也趋 向于直接进入第二吸入通道124。参见图14a、14b和14c，当地面工具110在铺地毯地面表面250上操作时，轮子236 陷入到铺地毯地面表面250的毛簇中，使得阀单元218相对于主体112向下朝向铺地毯地 面表面250运动。这使得阀致动器230与铺地毯地面表面250接触。在地面工具110在铺 地毯地面表面250上以向前的行程被推动时，例如，阀致动器230和铺地毯地面表面250之 间的接合使得阀致动器230顺时针旋转(如图14b所示)到第一已旋转位置。阀腔室226 中的凸轮234与阀致动器230 —起从图13c所示的位置旋转到图14c所示的位置，以将阀 222推到其第一位置，如图14c所示。阀230向其第一位置的运动将流体管道204暴露到 流体口 224，并由此暴露到大气。结果，压力腔室202中的空气压力相对于吸入腔120的出 口 134中的空气压力上升，并由此在压力腔室202中的空气压力与压力腔室202外部的大 气压力之间的差降低。这使得弹性元件212的偏压力可以促动上腔室区段206离开下腔室 区段208，使得刷子单元190相对于主体112从其展开位置向其存放位置运动。如图14a所示，在刷子单元190的存放位置中，鬃毛194位于主体112的工作边缘 140、142、144、146上方，以使得工作边缘140、142、144、146与铺地毯地面表面250接触，从 而在地面工具110在铺地毯地面表面250上操作时提供刷动动作。此外，在刷子单元190 的存放位置中，覆盖单元192与主体122的上表面152间隔开，这会露出空气槽道148。结 果，空气可通过覆盖件192的窗口 196吸入到空气槽道148。该空气穿过槽道148并在工作 边缘142、144上经过。当地面工具110在铺地毯地面表面250上被向前推时，进入并穿过吸入腔120的
14气流类似于进入并穿过地面工具10的吸入腔20的气流。前工作边缘140、144展开地毯的 毛簇，以使得吸入空气可以在前工作边缘140、144周围流过并进入吸入通道122、124。空气 在主体112的前壁130下、在前工作边缘140下吸入并进入到吸入腔120的第一吸入通道 122中。来自第一吸入通道122的空气流过中间通道136进入第二吸入通道124，并通过出 口 134离开吸入腔120。空气还从大气通过空气槽道148、在前工作边缘144的下方吸入， 并进入吸入腔120的第二吸入通道124。来自第二吸入通道124的空气通过出口 134离开 吸入腔120。当地面工具110沿铺地毯地面表面250向后拉动时，铺地毯地面表面250的毛簇 使得阀致动器230抵抗弹簧作用在阀致动器230上的偏压力而从其第一已旋转位置旋转到 第二已旋转位置。阀致动器230的第二已旋转位置基本是第一已旋转位置的镜像。当阀致 动器230在这两个已旋转位置之间运动时，凸轮234的旋转使得阀222在阀腔室226中快 速地摆动，从其第一位置到其第二位置且随后返回其第一位置。结果，刷子单元190在地面 工具110的向后行程中保持在其存放位置。在该行程中，空气通过空气槽道148从大气在 后工作边缘142下吸入，并进入到第一吸入通道122。来自第一吸入通道122的空气流过中 间通道136并进入第二吸入通道124，并通过出口 134离开吸入腔120。空气也在主体112 的后壁132下方、在后工作边缘146下方吸入并进入第二吸入通道124。来自第二吸入通道 124的空气通过出口 134离开吸入腔120。由此，通过提供刷子单元190和用于根据地面工具110操作所在的地面表面的特 点将刷子单元190自动地在存放位置和展开位置之间运动的驱动机构200，地面工具110的 结构在地毯表面和硬质地面表面二者上的拾取性能可以得到优化。
权利要求
一种表面处理头，包括主体；刷子单元，具有现用状态和未用状态；和致动机构，用于致动刷子单元在未用状态和现用状态之间的转换，该致动机构包括可相对于主体运动的壳体，和设置在壳体上的致动器，该致动器可通过要被处理的表面与至少一个表面接合构件的接合而相对于壳体运动，所述至少一个表面接合构件向下延伸超出致动器。
2.如权利要求1所述的表面处理头，其中，该至少一个表面接合构件向下延伸超过致 动器的距离在0. 1到2mm的范围。
3.如权利要求1所述的表面处理头，其中，刷子单元可相对于主体在现用状态和未用 状态之间运动。
4.如前述权利要求中任一项所述的表面处理头，其中，致动机构包括压力腔室和用于 响应致动器相对于壳体的运动而改变腔室内压力的器件。
5.如权利要求4所述的表面处理头，其中，用于改变腔室内压力的器件包括阀，且其 中，致动器构造为用来操作阀。
6.如权利要求5所述的表面处理头，其中，致动器可相对于壳体枢转地运动。
7.如权利要求5所述的表面处理头，其中，阀可相对于壳体运动，且壳体包括用于将致 动器相对于壳体的运动转换为阀相对于壳体的运动的凸轮。
8.如权利要求7所述的表面处理头，其中，阀被朝向凸轮偏压。
9.如权利要求7所述的表面处理头，其中，阀和凸轮位于壳体的阀腔室中。
10.如权利要求4所述的表面处理头，其中，压力腔室具有可变的容积，由此压力腔室 容积的变化导致刷子单元相对于主体运动。
11.如权利要求4所述的表面处理头，其中，压力腔室位于主体和刷子单元之间。
12.如权利要求4所述的表面处理头，其中，压力腔室位于主体上方。
13.如权利要求4所述的表面处理头，其中，压力腔室包括可相对于下腔室区段运动的 上腔室区段。
14.如权利要求13所述的表面处理头，其中，上腔室区段至少部分地由刷子单元限定。
15.如权利要求13所述的表面处理头，其中，压力腔室包括位于上腔室区段和下腔室 区段之间的环形柔性密封件。
16.如权利要求1所述的表面处理头，其中，壳体连接到主体。
17.如权利要求1所述的表面处理头，其中，主体包括具有出口的吸入腔。
18.如权利要求17所述的表面处理头，其中，还包括柔性软管，在出口和连接器之间延 伸，壳体定位在该柔性软管下方。
19.一种表面处理头，包括主体；刷子单元；和驱动机构，用于将刷子单元相对于主 体在存放位置和展开位置之间运动，驱动机构包括压力腔室和用于改变腔室中压力的阀单 元，该阀单元包括可相对于主体运动的壳体、位于壳体中的阀和设置在壳体上的致动器，该 致动器可通过要被处理的表面与至少一个表面接合构件的接合相对于壳体运动而用于操 作所述阀，所述至少一个表面接合构件向下延伸超出致动器。
20.如权利要求19所述的表面处理头，其中，在存放位置，刷子单元绕在主体延伸。
21.如权利要求19所述的表面处理头，其中，压力腔室包括弹性元件，用于促使压力腔 室朝向刷子单元处于存放位置的结构运动。
22.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，致动器可相对于壳体枢转地运动。
23.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，阀可相对于壳体运动，且壳 体包括用于将致动器相对于壳体的运动转换为阀相对于壳体的运动的凸轮。
24.如权利要求23所述的表面处理头，其中，阀被朝向凸轮偏压。
25.如权利要求23所述的表面处理头，其中，阀和凸轮位于壳体的阀腔室中。
26.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，压力腔室具有可变的容积， 由此，压力腔室容积的改变导致刷子单元相对于主体运动。
27.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，压力腔室位于主体和刷子 单元之间。
28.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，压力腔室位于主体上方。
29.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，压力腔室包括可相对于下 腔室区段运动的上腔室区段。
30.如权利要求29所述的表面处理头，其中，上腔室区段至少部分地由刷子单元限定。
31.如权利要求29所述的表面处理头，其中，压力腔室包括位于上腔室区段和下腔室 区段之间的环形柔性密封件。
32.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，壳体连接到主体。
33.如权利要求19到21中任一项所述的表面处理头，其中，主体包括具有出口的吸入腔。
34.如权利要求33所述的表面处理头，其中，还包括柔性软管，在出口和连接器之间延 伸，壳体位于柔性软管下方。全文摘要
一种表面处理头，包括主体；刷子单元；和驱动机构，用于将刷子单元相对于主体在存放位置和展开位置之间运动。驱动机构包括压力腔室和用于改变腔室中压力的阀单元。阀单元包括壳体、位于壳体中的阀和设置在壳体上的致动器，该致动器可通过要被处理的表面与至少一个表面接合构件的接合而相对于壳体运动，所述至少一个表面接合构件向下延伸超出致动器。壳体可相对于主体运动，以保持表面接合构件与要被处理表面的接触。
文档编号A47L9/24GK101953663SQ20101023277
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者斯潘塞·J·R·阿希, 斯蒂芬·R·迪姆比洛, 阿利斯泰尔·W·斯库斯 申请人:戴森技术有限公司