1.本发明涉及一种用于真空吸尘器的清洁器头，尤其涉及一种具有电动机驱动的刷棒的清洁器头，其中电动机位于刷棒的内部。
背景技术：
2.真空吸尘器的清洁器头通常配备有刷棒，通常称为搅拌器。刷棒通常包括用于从地板表面搅动灰尘的刷毛，并且对于提高从铺有地毯的地板上的灰尘拾取水平尤其重要。刷棒可以是电动机驱动的，并且通常由电动机通过皮带驱动。但是，驱动器和皮带组件可能会占用清洁器头中的宝贵空间，并且通常会阻止清洁器头具有延伸清洁器头的整个宽度的刷棒。
3.最近，进步已将刷棒电动机放置在刷棒本身内部。在gb2498351中描述了这样的方案。在gb2498351中，刷棒由空心主体形成，并且可以穿过清洁器头的一侧插入，并且可滑动地安装在悬臂式安装在清洁器头另一端的驱动组件上。
4.此处，图1中示出了另一示例。图1示出了具有抽吸室2的清洁器头1。可以通过清洁器头1的侧壁中的开口4将刷棒3插入到抽吸室2中。在如箭头a所示将刷棒3插入到抽吸开口中时，刷棒可滑动地接收在支撑体5上。支撑体5固定到与在点6处的开口相对的侧壁，并且延伸穿过抽吸室2的中心。点6处的侧壁为支撑体提供悬臂支撑。用于驱动刷棒的电动机位于支撑体5内。一旦将刷棒插入抽吸室2中，然后通过卡口配件将刷棒端盖7固定在壳体上，以将刷棒保持在适当位置。
5.尽管将电动机放置在刷棒内有许多好处，但通过清洁器头侧面取下刷棒会带来一些设计上的限制。另外，如果没有适当的密封，则空气可能会从清洁器头的卸下刷棒的一侧泄漏出去，这可能会影响抽吸室内的头部压力，从而可能会对清洁器头的拾取性能产生负面影响。
技术实现要素：
6.本发明的第一方面提供了一种清洁器头，该清洁器头包括：具有抽吸开口的抽吸室；搅拌器，包括空心主体并由支撑构件支撑在抽吸室中，支撑构件具有固定到抽吸室的侧壁的第一端和自由的第二端，搅拌器的空心主体可滑动地接收在该第二端上；以及驱动组件，其形成支撑构件的一部分，并且布置成使搅拌器绕轴线旋转。支撑构件的固定端可枢转地固定到抽吸室的侧壁，使得支撑构件的自由端与支撑在其上的搅拌器一起可枢转以从抽吸开口突出，以允许搅拌器被拆卸和更换。
7.结果，仍然可以实现其中刷棒电动机位于刷棒内部的清洁器头，而无需通过清洁器头的一侧将刷棒拆卸。继而，这可以减少空气通过清洁器头的侧面泄漏的风险，因此可以帮助在抽吸室内保持更好的头部压力，从而提高拾取性能。
8.抽吸开口可以向下面向。以此方式，抽吸开口允许从使用清洁器头的地板表面吸入污垢，并且还允许刷棒进入以将其拆卸和更换。
9.支撑构件的固定端可以通过枢转接头可枢转地固定到抽吸室的侧壁。因此，接头允许以受控的方式进行枢转动作，并确保支撑构件仅枢转至期望的点，并且不会过度枢转，过度枢转可能导致清洁器头损坏。
10.支撑构件的第一端可以包括穿过枢转接头设置的配线架，以向驱动组件提供动力。因此，配线架可以由枢转点保护并且确保其在支撑构件和刷棒从抽吸开口枢转出去时不会损坏。
11.冷却气流路径可以穿过枢转接头以向驱动组件提供冷却气流。因此，在操作期间刷棒电动机可以保持冷却，并且气流路径不受枢转接头的阻碍。
12.驱动组件可以包括构造成与设置在搅拌器上的互补的驱动爪接收部分接合的驱动爪(drive dog)。可替代地，驱动组件可以被软安装到搅拌器的内表面。任一种方式都允许有效地将驱动扭矩从刷棒电动机传递到刷棒。
13.清洁器头可以进一步包括保持框架，以防止支撑构件枢转并将搅拌器保持在清洁器头中的适当位置。因此，在使用中，或者如果将清洁器头抬离地板表面，刷棒和支撑构件将不会无意地从清洁器头枢转出去。
14.保持框架可以可枢转地安装到抽吸开口的边缘。因此，可以移动保持框架以允许将刷棒拆卸，然后容易地将其更换。这样可以减少更换保持框架时棘手的对准困难的可能性，并且还减少了保持框架丢失或损坏的可能性。
15.卡子可以与搅拌器的自由端接合，以防止搅拌器从抽吸开口枢转出去，并将搅拌器保持在清洁器头中。这提供了将刷棒保持在适当位置的其他方法或替代方法。
16.本发明的第二方面提供了一种真空吸尘器，其包括前述陈述中的任一项所述的清洁器头。因此，由于与上述清洁器头有关的益处，可以实现更有效地工作的真空吸尘器，并且可以实现改善的拾取性能。
17.本发明的第三方面提供了一种机器人真空吸尘器，该机器人真空吸尘器包括与清洁器头有关的前述陈述中任一项的清洁器头。因此，由于与上述清洁器头有关的益处，可以实现更有效地工作的机器人真空吸尘器，并且可以实现改善的拾取性能。此外，清洁器头的侧面没有任何刷棒拆卸特征，允许将其用于对自主移动机器人装置重要的其他目的。
18.清洁器头的侧面的外表面可以形成机器人真空吸尘器的外表面的一部分，并且可能对与障碍物的物理接触敏感。因此，机器人真空吸尘器具有更高的灵敏度，并且清洁器头的侧面不会形成机器人传感器系统的“盲点”，该传感器系统的任务是检测机器人真空吸尘器正在运行的环境中的障碍物。
19.机器人真空吸尘器可以包括至少一个微型开关，该微型开关在清洁器头的一侧物理接触障碍物时被触发。
附图说明
20.为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考下面的附图通过实例而被描述，其中：
21.图1是现有技术的清洁器头的示例；
22.图2a和2b示出了在刷棒拆卸操作期间的根据本发明的清洁器头；
23.图3是机器人真空吸尘器的底侧视图；和
24.图4a、4b和4c示出了在刷棒拆卸操作期间的图3的机器人真空吸尘器。
具体实施方式
25.图2a和2b示出了清洁器头20。清洁器头20具有主体21和附接部分22，该附接部分22用于将清洁器头附接至真空吸尘器，例如附接至棒状真空吸尘器的棍。主体21包括盖23和侧面24a和24b，它们一起在主体22内形成抽吸室。在主体22的底侧上是抽吸开口25。刷棒26通常容纳在抽吸室内。然而，在示出了在刷棒拆卸操作期间的清洁器头的图2a中，该刷棒被示出为部分地延伸到抽吸室的外部，部分地穿过抽吸开口25突出。
26.在使用中，刷棒26起到搅动正在清洁的地板表面上的污垢和灰尘的作用。刷棒可以设置有尼龙刷毛条和成排的碳纤维刷毛，以帮助提高清洁器头的拾取性能。刷棒26有时会变脏，例如头发可能会缠绕在刷棒26周围。当发生这种情况时，有必要能够从清洁器头20移除刷棒26以对其进行清洁，然后一旦清洁完成后将其重新安装回清洁器头20中的适当位置。
27.如双箭头b所示，刷棒26能够通过抽吸开口25从清洁器头20枢转进入和出来。刷棒26枢转，使得刷棒的一端突出穿过抽吸开口25，从而提供用户能够抓握的自由端26a。另一端26b由于靠近枢转点而大部分保持在抽吸室内。可以设置卡子(未示出)以将刷棒的端部26a保持在抽吸室内。卡子可以采用例如刷棒端盖的形式，其与侧壁24a的内侧上的互补的接合部分接合。端盖还可以包括用于刷棒26的端部26a的轴承支撑。
28.刷棒26被支撑在抽吸室内的支撑构件27上，并且像套筒一样装配在其上。支撑构件27在图2b中可见，其示出了在刷棒26已经从支撑构件27移除之后的清洁器头20。支撑构件27可枢转地固定到清洁器头20的侧壁24b的内侧。通过将支撑构件27和刷棒26枢转至抽吸室之外，使刷棒的自由端26a穿过清洁器头20下方的抽吸开口25突出，然后如箭头c所示将刷棒26轴向滑离支撑构件27来执行刷棒的拆卸。清洁器头20中的刷棒的重新安装通过相反地执行上述步骤来进行。
29.支撑构件27在内部容纳刷棒电动机，其驱动驱动爪28。当刷棒位于支撑构件27上方的位置时，驱动爪28与刷棒26的内部上的结构接合。在使用中，刷棒电动机的旋转使驱动爪28旋转，并且刷棒继而在清洁器头20的抽吸室内部旋转。
30.由于首先通过将刷棒26枢转出抽吸开口25而将其拆卸，所以在侧壁24a中不必具有开口，例如图1的现有技术示例中所示。因此，侧壁24a可以与盖23一起形成，并且降低了任何空气通过侧壁24泄漏的风险。这可以帮助在使用期间保持清洁器头20内的头部压力，并且这进而可以帮助提高清洁器头的拾取性能。
31.尽管将刷棒从典型的传统式真空吸尘器(例如上述的棒式真空吸尘器、圆柱形和/或立式真空吸尘器)的清洁器头中枢转出来具有明显优势，但在机器人真空吸尘器上实现此目的还有更大的优势，现在将参考图3和图4a
‑
c描述。
32.图3示出了机器人真空吸尘器30的底视图。机器人真空吸尘器包括主体31和清洁器头32。主体31容纳有驱动系统，该驱动系统包括能够被差动地驱动的轮33，以使机器人真空吸尘器能够自动地在环境中导航。尽管未示出，但是主体还包括用于从清洁器头抽吸脏空气的抽吸电动机，以及将污垢与由抽吸电动机产生的气流分离的污垢分离系统。将理解的是，机器人真空吸尘器30将包括机器人真空吸尘器典型的许多其他部件和系统，但是这
些不是本文的重点，因此在此将不进行任何详细描述。例如，机器人真空吸尘器30可以进一步包括视觉系统、传感器系统、导航系统以及例如电池组的电源。
33.机器人真空吸尘器30的清洁器头32具有许多与图2a和2b的清洁器头20相同的特征和部件。清洁器头32包括盖和侧边缘36a和36b，它们一起在清洁器头32内形成抽吸室34。抽吸室34具有在清洁器头32的下方在向下方向上面向的抽吸开口35。当机器人真空吸尘器30在地板表面上操作时，脏空气将通过抽吸开口35吸入清洁器头32中。刷棒37容纳在抽吸室34内，在使用时，刷棒37由刷棒电动机驱动并绕轴线旋转。类似于清洁器头20的刷棒26，机器人真空吸尘器30的清洁器头32的刷棒37用于搅动正在被清洁的地板表面上的污垢和灰尘。刷棒37设置有尼龙刷毛条和成排的碳纤维刷毛(未示出)，以帮助提高清洁器头的拾取性能。刷棒37还包括簇状材料(未示出)，其中簇状材料在尼龙和碳纤维刷毛之间的刷棒的区域的基本上整个圆周和轴向范围上延伸。
34.刷棒37有时会变脏，例如，头发可能缠绕在刷棒37上，或者污垢可能会积聚在清洁器头32内，需要将其移走或清除。尽管在机器人真空吸尘器上优选的是机器人能够自动处理所有任务，从而不需要用户干预，但是不可避免的是，将不时需要用户执行一些维护任务，例如清洁刷棒和清除堵塞物。当发生这种情况时，对于用户，有必要能够从清洁器头32拆卸刷棒37，然后一旦清洁完成后和/或堵塞物清理完毕后将其重新安装在清洁器头32中。
35.图4a、4b和4c示出了在刷棒拆卸过程中处于不同阶段的机器人真空吸尘器30。机器人真空吸尘器30的清洁器头32包括保持框架40，该保持框架可枢转地固定到抽吸开口35的前边缘。保持框架可以通过弹簧偏置的卡子机构被保持在适当的位置，该卡子机构通过致动滑块41脱开。一旦卡子脱开，就可以如图4a中的箭头d所示将保持框架40枢转离开抽吸室34。以这种方式枢转地移动保持框架，使刷棒37露出，从而可以将其从清洁器头32上取下。除了保持框架外，还可以使用卡子将刷棒37保持在清洁器头32内。如先前关于图2a和2b的清洁器头20所描述的，卡子(未示出)可以被设置成将刷棒的端部37a保持在抽吸室内，并且可以采用例如刷棒端盖的形式，其与侧壁36a内侧上的互补的接合部分接合。端盖还可以包括用于刷棒37的端部37a的轴承支撑。
36.在图4b中示出了刷棒37已经从抽吸室34枢转出去，如箭头e所示，使得自由端37a从抽吸开口35突出。如图4c中的箭头f所示，用户可以从该位置抓握刷棒的自由端37a并将其从支撑构件42滑动地拆卸。支撑构件42在正常使用期间支撑刷棒37，并且其一端可枢转地固定到清洁器头32的侧壁36b的内侧，使得支撑构件42的自由端可以从抽吸室34枢转出去。作为支撑构件42的一部分，提供了刷棒电动机43形式的驱动组件。图4c中所示的驱动组件与图2a和2b的实施例中所示的驱动组件不同，因为刷棒电动机43并不容纳在支撑构件43的内部，而是形成了支撑构件42的外部的一部分。另外，与前面的示例的情况相同，替代于驱动爪，刷棒电动机43具有外转子构造，使得刷棒电动机43的外部软安装到刷棒37的内周表面，并且相对于支撑构件42的其余部分旋转，以直接驱动刷棒的旋转。刷棒电动机可以是有刷电动机也可以是无刷电动机。
37.刷棒37的重新安装可以通过以相反的方式执行上述和图4a
‑
c所示的步骤来进行。
38.机器人真空吸尘器30的前边缘设置有保险杠50。保险杠50配置为检测机器人真空吸尘器30与位于其行进的环境内的任何物体或障碍物的任何物理接触。检测物理接触对于使机器人真空吸尘器能够在环境中自主导航，而不会在其运行时受到损坏或任何其他损害
的风险而言至关重要。前保险杠(例如保险杠50)非常重要，因为机器人真空吸尘器在向前行驶时很可能会与障碍物接触。但是，能够从侧面检测物理接触也是一个很大的好处，因为它使机器人能够在沿着边界(例如墙)行驶时检测物理接触，并在转弯时检测物理接触。因此，清洁器头32的侧边缘36a和36b的外表面也对物理接触敏感。由于侧边缘36a和36b没有刷棒拆卸口之类的东西，所以这成为可能。通过使刷棒37通过抽吸开口枢转而能够将其拆卸，释放了侧边缘36a和37b，使得它们对物理接触敏感，因此成为机器人真空吸尘器的整个碰撞传感器系统的扩展。
39.清洁器头的侧边缘36a和36b的外部形成机器人真空吸尘器30的外部的一部分。侧边缘36a和36b的外部是可变形的，并且微型开关位于可变形的外盖的后面，使得当在机器人真空吸尘器30与障碍物之间进行物理接触时，触发微型开关，该开关将信号发送到机器人真空吸尘器的控制系统，以通知已建立接触。通过使用弹簧将外盖从微型开关偏压开，从而使侧边缘36a和36b的外部可变形。在与障碍物接触时，克服了弹簧的偏压力，并且外盖与微型开关接触。在替代实施例中，外盖可以由具有固有偏压力的材料形成，并且不需要弹簧。另外，其他替代实施例可以使用应变仪而不是微型开关来测量可变形材料中的应变以检测物理接触。将很好地理解物理接触传感器的其他替代方案。
40.在清洁器头的两个实施例中，如关于图2a和2b所示的清洁器头以及图3和4a
‑
c的机器人真空吸尘器所描述的，枢转接头将支撑构件27、42与侧壁连接。枢转接头允许支撑构件27、42相对于清洁器头的其余部分枢转运动，同时当其位于抽吸室内时还向刷棒26、37提供一定程度的悬臂支撑。在这些实施例中的枢转接头还提供了受保护的通道，配线架可以穿过该通道。配线架向刷棒电动机提供电源和控制信号。通过使配线架穿过枢转接头，保护了配线，并且大大降低了由于支撑构件27、42的枢转作用而损坏配线的风险。枢转接头还提供了冷却气流可以通过的通道。刷棒电动机在使用过程中会变热，使用冷却气流来冷却电动机是有益的。通过使冷却气流穿过穿过枢转接头的导管，大大降低了导管损坏和由于支撑构件27、42的枢转作用而阻碍冷却气流的风险。
41.尽管到目前为止已经描述了特定的示例和实施例，但是应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改，上面已经描述了其中的一些。