一种表面清洁头的制作方法

本发明属于清洁设备技术领域，尤其涉及一种用于真空吸尘器的表面清洁头。

背景技术：

使用旋风分离装置的真空吸尘器已为人所熟知，同时真空吸尘器通常还配备有表面清洁头，表面清洁头通过清洁头操作杆附接到真空吸尘器上。当表面清洁头使用时，用户施加力在表面清洁头上，由此表面清洁头在被清洁表面上前后移动并吸入脏物和灰尘。

表面清洁头通常具有朝向被清洁表面的吸尘入口和与吸尘入口连通的吸尘腔室，以将空气以及脏物和灰尘抽取至或穿过表面清洁头。在家庭清洁中经常会遇到墙壁、镶边等竖直表面，但表面清洁头底部的吸尘入口无法对这样的角落位置进行清扫；另外，还经常遇到家具和/或橱柜等底部具有低矮缝隙的空间，现有表面清洁头往往尺寸较大，不易深入这些角落缝隙中，因此也无法进行清扫；从而导致现有表面清洁头容易留下清洁死角，需要用户另外花费人工进行处理，清洁效果不够理想，用户体验较差。

在表面清洁头向后移动的行程中，用户施加拉力在真空吸尘器上，通常用户将沿向上和向后方向拉动，其在某些情况下可能将表面清洁头后部的支撑轮和壳体底部提升而离开被清洁表面，由此降低了表面清洁头与被清洁表面之间的密封效果，导致在表面清洁头中产生的部分真空降低，降低了吸尘性能。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种表面清洁头，对于具有竖直表面的角落以及家具和/或橱柜等具有低矮缝隙的空间均有良好的清洁效果，不留清洁死角；同时还具有良好的地面操作性能，可以避免表面清洁头后部被提升而离开被清洁表面，保证吸尘性能，而且操作更加省力，用户体验佳。

为实现上述目的，本发明提出了一种表面清洁头，所述表面清洁头包括：壳体，所述壳体包括具有开口的吸尘腔室，所述开口处于所述壳体的下侧面上；刷辊，所述刷辊可旋转地安装在所述吸尘腔室内，且所述刷辊的至少一部分靠近所述开口；前导辊，所述前导辊可旋转地安装在所述壳体上，且所述前导辊处于所述刷辊和开口的前方并与所述刷辊间隔开，以在所述刷辊的下部部分与所述前导辊之间限定出辊间空气通道，所述前导辊的外径小于所述刷辊的外径，所述前导辊的下底面位置低于所述刷辊的下底面位置；以及后支撑轮，一个或多个所述后支撑轮可旋转地设置在所述壳体的后方并与所述刷辊间隔开，所述后支撑轮的外径大于所述刷辊的外径。

在一个示例中，所述后支撑轮的旋转轴线与所述刷辊的旋转轴线之间的间隔距离，是所述前导辊的旋转轴线与所述刷辊的旋转轴线之间的间隔距离的2～4倍。

在一个示例中，所述前导辊的旋转轴线与所述刷辊的旋转轴线之间的间隔距离为40～60mm；所述后支撑轮的旋转轴线与所述刷辊的旋转轴线之间的间隔距离为120～160mm。

在一个示例中，所述前导辊的外径是所述刷辊外径的0.3～0.8倍。

在一个示例中，所述后支撑轮的外径是所述刷辊外径的1.2～2.5倍。

在一个示例中，所述表面清洁头还包括与所述壳体活动连接的连接头，所述连接头用于连接清洁头操纵杆，所述连接头内设置有柔性管，所述柔性管能随所述连接头的运动而运动；所述壳体还包括设置在所述刷辊与所述后支撑轮之间的抽吸管道，所述抽吸管道包括收缩段和等直径段，所述收缩段的入口连接所述吸尘腔室，所述收缩段的出口连接所述等直径段，所述等直径段连接所述柔性管。

在一个示例中，所述收缩段的收缩比为3～6。

在一个示例中，所述连接头能相对于所述壳体转动，且所述连接头的旋转轴线与所述后支撑轮的旋转轴线同轴。

在一个示例中，所述壳体的下侧面上在所述开口的前方与所述前导辊之间设置有一系列间隔开的清除肋，所述清除肋的前端向下倾斜并在所述前导辊的下底面位置上方1/5～1/3所述前导辊外径的高度处接触所述前导辊，所述清除肋的后端在所述前导辊的旋转轴线以下并与所述刷辊间隔开至少1mm的距离。

在一个示例中，还包括驱动机构，所述驱动机构能驱动所述刷辊和前导辊同步转动，且所述驱动机构与所述刷辊的传动比为30:12～48:12，所述刷辊与所述前导辊的传动比为12:12～30:12。

通过本发明提出的一种表面清洁头能够带来如下有益效果：

1.通过采用外径小于刷辊外径的前导辊和外径大于刷辊外径的后支撑轮，使得表面清洁头整体呈现前低后高的形态，前低后高的形态有利于表面清洁头的地面操作，对于具有竖直表面的角落以及家具和/或橱柜等具有低矮缝隙的空间均有良好的清洁效果，不留清洁死角；还具有良好的地面操作性能，可以避免表面清洁头后部被提升而离开被清洁表面，保证吸尘性能，而且操作更加省力，用户体验佳。

2.通过在刷辊与后支撑轮之间设置具有收缩段的抽吸管道，收缩段适于汇集吸尘腔室中相对低速和杂乱的吸入气流，并对吸入气流进行加速，同时降低吸入气流的湍流度、流体噪声，减少能量损失，得到流动相对稳定、速度更高的稳定气流，从而具有更强的抽吸能力以及携带碎屑和灰尘的能力；等直径段可以作为气流的缓冲区域，使吸入气流更好地适应柔性管壁的弯曲形状，从而减弱吸入气流对柔性管壁的撞击，减少能量损失，避免碎屑和灰尘的滞留，加强吸入气流携带碎屑和灰尘的能力，清洁效率更高。

3、通过设置清除肋移除前导辊上结合的碎屑，而且清除肋位于辊间空气通道上方，使得移除的碎屑掉落到辊间空气通道中和通至吸尘腔室的流动路径中，加强了从被清洁表面移除碎屑的能力；清除肋还可以减少对前导辊的刷毛的潜在危害；清除肋还可以防止空气流动至前导辊的顶部，使得前导辊的上部部分位于通至吸尘腔室的流动路径的外部。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种表面清洁头的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种表面清洁头的俯视图；

图3为本发明实施例提供的表面清洁头与普通清洁头在向前移动行程中的受力分析对比图；

图4为本发明实施例提供的表面清洁头与普通清洁头在向后移动行程中的受力分析对比图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

表面清洁头通常被配置为接触一表面，以便通过使用抽吸空气流、搅动或抽吸空气流与搅动的组合来清洁该表面。表面清洁头通过回转连接以可枢转或可转向的方式联接至用于控制表面清洁头的清洁头操纵杆上，表面清洁头也可在不具有清洁头操纵杆或手柄的情况下被操作。指定表面清洁头使用时，靠近被清洁表面的一面为下侧面；指定表面清洁头使用时，使用者施加推力推动表面清洁头前进的方向为前方，使用者施加拉力拉动表面清洁头后退的方向为后方。本文所使用的“搅动器”表示能够在表面上搅动以促进将灰尘和碎屑移动到表面清洁头中的抽吸空气流中的任何元件、构件和结构。本文所使用的术语“前导”代表位于至少一个其它部件的前方的位置但不一定表示位于所有其它部件的前方。本文所使用的“柔软”和“更柔软”表示一个表面清洁头比另一个表面清洁头更为贴合或柔韧的特性。本文所使用的术语“密封”表示防止大量的空气穿过吸尘腔室，而不是要求气密性密封，其意味着在表面清洁头与被清洁表面之间的间隙的限制/闭塞足以保持吸尘腔室内的静压在正常使用期间至少比环境静压低1kpa。本文所使用的术语“流动路径”表示空气通过抽吸被吸入时，空气流动所沿着的路径。图1中的虚线箭头表示空气的流动路径，图3、图4中的实线箭头表示力的作用方向。

如图1和图2所示，本发明的实施例提出了一种表面清洁头100，其包括壳体1、刷辊2、前导辊3和后支撑轮4。其中，壳体1具有前侧面1a、后侧面1b、左侧面1c、右侧面1d、上侧面1e和下侧面1f，由壳体1的内壁限定出吸尘腔室11，吸尘腔室11具有处于壳体1的下侧面1f上、并在前侧面1a与后侧面1b之间的开口12，吸尘腔室11接纳并引导通过抽吸而吸入的空气穿过表面清洁头100。

刷辊2可旋转地安装在吸尘腔室11内，且刷辊2的至少一部分靠近开口12，刷辊2的旋转轴线设置为第一旋转轴线ra1，第一旋转轴线ra1大致平行于壳体1的前侧。刷辊2的外部设置有刷毛，刷辊2绕第一旋转轴线ra1旋转，从而刷毛能够在被清洁表面200上搅动以将灰尘和碎屑移动到吸尘腔室11中的吸入气流中，促进表面清洁头100对碎屑的捕获。其中，刷辊2的外径是包括外部刷毛的最大直径。

前导辊3可旋转地安装在壳体1的前侧面1a上，前导辊3的旋转轴线设置为第二旋转轴线ra2，第二旋转轴线ra2平行于第一旋转轴线ra1。前导辊3的外部可提供比刷辊2的刷毛更柔软的清洁元件，使得前导辊3能够结合碎屑和灰尘，同时前导辊3绕第二旋转轴线ra2旋转，从而将碎屑和灰尘朝向开口12移动，促进对碎屑和灰尘的捕获，加强了从被清洁表面200移除碎屑和灰尘的能力。其中，前导辊3的外径是包括外部清洁元件的最大直径。前导辊3被布置在吸尘腔室11的开口12的前方并与开口12相邻，且前导辊3的至少上部部分位于通至吸尘腔室11的流动路径的外部，前导辊3的底部部分暴露于通至吸尘腔室11的流动路径中，同时前导辊3位于刷辊2的前方并且与刷辊2间隔开，以在刷辊2的下部部分与前导辊3之间限定出辊间空气通道13，辊间空气通道13提供了通至吸尘腔室11的开口12的流动路径的至少一部分，使得碎屑和灰尘能够被吸入气流携带到吸尘腔室11中，从而促进对进入到吸尘腔室11的空气流中的碎屑和灰尘的捕获。前导辊3的外径小于刷辊2的外径，使得前导辊3的旋转轴向更加靠近于表面清洁头100的前侧，前导辊3的底部接触表面朝向表面清洁头100的前侧向前移动，当表面清洁头100与竖直表面(例如但不限于墙壁，镶边和/或橱柜)接触时，前导辊3的底部接触表面也靠近竖直表面，从而能够更好地进行前端部清洁，加强了表面清洁头100对具有竖直表面的角落的清洁能力。将前导辊3布置在刷辊2的前方，以在表面清洁头100的前部提供较低的外部轮廓，减小了表面清洁头100的前侧距被清洁表面200的高度，有利于表面清洁头100进入低矮缝隙空间中进行清洁，使得表面清洁头100能够适应于家具和/或橱柜等目标的下方，进一步加强了表面清洁头100的前部边缘清洁能力。前导辊3的下底面位置低于刷辊2的下底面位置，当在被清洁表面200上使用时，前导辊3至少部分地封闭壳体1的下侧面1f的前侧，可以增大抽吸力并将来自被清洁表面200的碎屑和灰尘引导至辊间空气通道13，从而加强从被清洁表面200移除碎屑和灰尘的能力。

一个或多个较大的后支撑轮4可旋转地设置在壳体1的后方并与刷辊2间隔开，后支撑轮4的旋转轴线为第三旋转轴线ra3，第三旋转轴线ra3平行于第一旋转轴线ra1。后支撑轮4主要地将表面清洁头100支撑在被清洁表面200上，从而有利于表面清洁头100沿着被清洁表面200的移动。后支撑轮4的外径大于刷辊2的外径，当在被清洁表面200上使用时，前导辊3与后支撑轮4共同提供与被清洁表面200的主要接触，使得表面清洁头100整体呈现前低后高的形态，前低后高的形态有利于表面清洁头100的地面操作。

具体来说，如图3所示，是用户分别使用本发明的具有前低后高形态的表面清洁头100和普通同一高度的清洁头在向前移动行程中的受力分析对比图。在表面清洁头100向前移动的行程中，用户施加推力在真空吸尘器上，通常用户将沿向下和向前方向推动。为了便于说明，给定用户施加水平向前的推力ft，设普通清洁头上清洁头操纵杆与地面的夹角为α，本发明的表面清洁头100上清洁头操纵杆与地面的夹角为β，由于相同用户的身高是一定的，可以得到β＜α；同时，由日常生活中的经验可知，用户推动真空吸尘器时清洁头操纵杆与地面的夹角通常都是小于45°的，因此有β＜α＜45°。分别对普通清洁头和本发明的表面清洁头100进行受力分析，得到普通清洁头上受到的向前的推力为f1＝ftcos²α，本发明的表面清洁头100上受到的向前的推力为f2＝ftcos²β，由三角函数可知，f1＜f2，即在用户使用相同大小水平推力的情况下，本发明的表面清洁头100上受到的向前的推力更大；反过来说，推动本发明的表面清洁头100前进时需要使用的推力更小，因此操作更加省力。

如图4所示，是用户分别使用本发明的具有前低后高形态的表面清洁头100和普通同一高度的清洁头在向后移动行程中的受力分析对比图。在表面清洁头100向后移动的行程中，用户施加拉力在真空吸尘器上，通常用户将沿向上和向后方向拉动。为了便于说明，给定用户施加水平向后的拉力fl，普通清洁头上清洁头操纵杆与地面的夹角为α，本发明的表面清洁头100上清洁头操纵杆与地面的夹角为β，同理可得β＜α＜45°。分别对普通清洁头和本发明的表面清洁头100进行受力分析，得到普通清洁头上受到的向上的拉力为f3＝flcosαsinα，本发明的表面清洁头100上受到的向上的拉力为f4＝flcosβsinβ，由三角函数可知，f3＞f4，即在用户使用相同大小水平拉力的情况下，本发明的表面清洁头100上受到的向上的拉力更小，从而可以避免向后拉动表面清洁头100时后支撑轮4和壳体1底部抬起而离开被清洁表面200，保证表面清洁头100与被清洁表面200之间的密封效果，保证吸尘性能。

具体地，还可以包括一个或多个较小的中间轮14可旋转地设置在壳体1左右两侧的下侧面上，并位于刷辊2和前导辊3之间、辊间空气通道13的左右两端；中间轮14的旋转轴线平行于第三旋转轴线ra3，由中间轮14与后支撑轮4共同将表面清洁头100支撑在被清洁表面200上，从而有利于表面清洁头100沿着被清洁表面200的移动。中间轮14的外径小于后支撑轮4的外径，进一步地，中间轮14的外径是后支撑轮4的外径的0.2倍，例如，中间轮14的外径为16mm，而后支撑轮4的外径为80mm。当在被清洁表面200上使用时，使得表面清洁头100整体呈现前低后高的形态，从而有利于表面清洁头100的地面操作。

具体地，如图2所示，还包括驱动机构5，驱动机构5能驱动刷辊2和前导辊3同步旋转运动。例如，驱动机构5可以是电动马达，通过皮带传动驱动刷辊2和前导辊3沿同一方向旋转运动，或者沿相反的方向旋转运动。其中，驱动机构5与刷辊2的传动比为30:12～48:12，刷辊2与前导辊3的传动比为12:12～30:12。例如，可以取驱动机构5与刷辊2的传动比为36:12，刷辊2与前导辊3的传动比为20:12，或者刷辊2和前导辊3以相同的速度旋转。这样的布置可以减少部件的数目，简化表面清洁头100的结构，减少动力传动系统的损耗，且制造更廉价。此外，前导辊3较小的外径还减小了驱动机构5上的负载/阻力，因此增加了驱动机构5的使用寿命，以及/或者允许使用更小的驱动机构5来驱动刷辊2和前导辊3同步旋转运动。

具体地，刷辊2与前导辊3的间隔开的距离大于0mm，使得前导辊3不接触刷辊2，同时允许前导辊3与刷辊2的下部部分之间形成辊间空气通道13，辊间空气通道13提供通向吸尘腔室11的流动路径的一部分，提高了表面清洁头100的清洁效率。

具体地，后支撑轮4的旋转轴线与刷辊2的旋转轴线之间的间隔距离，是前导辊3的旋转轴线与刷辊2的旋转轴线之间的间隔距离的2～4倍。例如，可以取前导辊3的第二旋转轴线ra2与刷辊2的第一旋转轴线ra1之间的间隔距离为40～60mm，取后支撑轮4的第三旋转轴线ra3与刷辊2的第一旋转轴线ra1之间的间隔距离为120～160mm。

具体地，前导辊3的外径是刷辊2外径的0.3～0.8倍。例如，刷辊2的外径为40mm，相应的可以取前导辊3的外径为32mm。当前导辊3具有小于刷辊2外径的外径时，刷辊2可具有比前导辊3的清洁元件(例如刷毛和/或绒毛)更长的刷毛。

具体地，后支撑轮4的外径是刷辊2的外径的1.2～2.5倍。例如，刷辊2的外径为40mm，相应的可以取后支撑轮4的外径为80mm。

具体地，如图1和图2所示，表面清洁头100还包括连接头6，连接头6的一端与壳体1活动连接，另一端用于与清洁头操纵杆(图中未示出)相连接；连接头6内设置有柔性管7，柔性管7能随连接头6的运动而运动；壳体1还包括设置在刷辊2与后支撑轮4之间的抽吸管道8，抽吸管道8包括收缩段81和等直径段82，收缩段81的入口连接吸尘腔室11，收缩段81的出口连接等直径段82，等直径段82连接柔性管7。用户在使用真空吸尘器时，通常会摇动清洁头操纵杆以调整操作角度，与清洁头操纵杆相连接的连接头6随之相对于表面清洁头100的壳体1转动，并带动柔性管7弯曲运动。当吸入气流和携带在其中的碎屑和灰尘运动至弯曲的柔性管7中时，杂乱的吸入气流会撞击柔性管壁，从而产生乱流并造成能量损失，使吸入气流的速度降低，碎屑和灰尘也会撞击柔性管壁后速度降低而滞留，导致吸入气流携带碎屑和灰尘的能力被减弱，真空吸尘器需要使用更大的功率才能达到吸尘效果，清洁功效不理想。而通过设置抽吸管道8，可以作为吸尘腔室11与柔性管7之间的缓冲区域，收缩段81与吸尘腔室11相连通，喇叭形的入口适于汇集吸尘腔室11中相对低速和杂乱的吸入气流，并通过收缩的侧壁均匀加速吸入气流，同时还能起到降低湍流度、降低流体噪声、降低能量损失的作用，从而得到流动相对稳定、速度更高的稳定气流，速度更高的稳定气流具有更强的抽吸能力以及携带碎屑和灰尘的能力；稳定气流经过等直径段82后进入弯曲的柔性管7中时，可以更好地适应柔性管壁的弯曲形状，从而减弱吸入气流对柔性管壁的撞击，减少能量损失，避免碎屑和灰尘的滞留，加强吸入气流携带碎屑和灰尘的能力，相同功率下的清洁效率更高。

具体地，衡量收缩段81性能的一个重要参数是收缩比，可以由收缩段81的入口面积与出口面积的比值来表示。收缩段81的主要设计原则是：流体不发生分离，出口流场应均匀、平行和稳定。因此综合考虑表面清洁头100的尺寸及对吸入气流流量和速度的需求，选择收缩段81的收缩比为3～6之间，可以获得较理想的抽吸量，同时兼顾能量损失和吸尘效率，得到较好的清洁效果。例如，收缩段81的入口面积约为5000mm2，出口面积约为900mm²，收缩段81的收缩比约为5.56。

具体地，连接头6能相对于壳体1转动，且连接头6的旋转轴线与后支撑轮4的旋转轴线同轴，均为第三旋转轴线ra3。因为连接头6与后支撑轮4均绕第三旋转轴线ra3转动，连接头6上受到的力不会产生绕第三旋转轴线ra3的力矩，从而避免拉动连接头6时使后支撑轮4抬起而离开被清洁表面200，保证了清洁效果。

具体地，后支撑轮4的旋转轴线与刷辊2的旋转轴线之间的间隔距离由抽吸管道8的长度确定。抽吸管道8设置在刷辊2与后支撑轮4之间，因此抽吸管道8的长度应该小于刷辊2与后支撑轮4之间的间隔距离。在根据收缩比确定收缩段81的长度后，再确定等直径段82的长度，得到确定的抽吸管道8的长度，进而才能确定刷辊2与后支撑轮4之间的间隔距离，也就是后支撑轮4的旋转轴线与刷辊2的旋转轴线之间的间隔距离。

具体地，如图1所示，壳体1的下侧面上在开口12的前方与前导辊3之间设置有一系列间隔开的清除肋9，从而形成类似梳子形状的清除部件，清除肋9即为梳子的梳齿。清除肋9的前端呈一定的角度向下倾斜并在前导辊3的下底面位置上方1/5～1/3前导辊3外径高度处接触前导辊3，例如，约1/4前导辊3外径高度处，以采用类似梳理的方式将前导辊3上结合的碎屑移除；而且清除肋9位于辊间通气通道13的上方，使得移除的碎屑掉落到辊间空气通道13中和通至吸尘腔室11的流动路径中，加强了从被清洁表面200移除碎屑的能力。一系列清除肋9可以提供与前导辊3的一系列接触点，以从前导辊3上移除碎屑并同时减小对前导辊3的刷毛的潜在损害；清除肋9还可防止空气流动至前导辊3的顶部，从而使前导辊3的上半部不暴露于通至吸尘腔室11的流动路径中。清除肋9的后端在前导辊3的旋转轴线以下，并与刷辊2的刷毛间隔开至少1mm的距离，例如，清除肋9的后端与刷辊2的刷毛间的最小距离为3mm，从而使得清除肋9的后端不接触刷辊2，不会妨碍刷辊2的运动。

具体地，刷辊2可拆卸地安装在吸尘腔室11内，和/或前导辊3可拆卸地安装在壳体1上。刷辊2和/或前导辊3可拆卸，从而能够更容易地清洁和/或刷辊2和/或前导辊，并且可以根据预期的使用环境来选择合适尺寸的刷辊2和/或前导辊3，和/或具有合适刷毛类型的刷辊2和/或前导辊3。

具体地，壳体1的前侧还设置有至少一个照明部件10，照明部件10可以布置在前导辊3的上方。例如，照明部件10可以是led灯。当将表面清洁头100应用在家具和/或橱柜等具有低矮缝隙空间的目标下方时，其中总是光线不足的，照明部件10可以提供用于观察的光源，使得清扫更加彻底，不留死角。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。