CN101346087A - 有可主动提升或下降的定界装置的吸尘器地面吸尘口和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地面吸尘口(1)的工作方法以及一种用于借助吸尘器、尤其电动吸尘器抽吸灰尘的地面吸尘口(1)，其中沿通常的推进方向(r)在前面设一个可垂直运动的定界装置(14)。为了改进所述类型的方法及地面吸尘口，使得至少与现有技术相比吸纳恒定的细尘的同时吸纳粗大的垃圾，或使地面吸尘口在吸纳粗大垃圾方面的操作更加容易，在方法方面建议，设有传感器(19)用于检测灰尘的尺寸特性；以及根据传感器检测的尺寸特性主动提升或下降定界装置(14)。为此在设备方面规定，定界装置(14)根据传感器是否检测到粗大垃圾而主动提升或下降。

Description

有可主动提升或下降的定界装置的吸尘器地面吸尘口和方法

技术领域

本发明首先涉及一种地面吸尘口的工作方法，地面吸尘口用于借助吸尘器尤其电动吸尘器抽吸灰尘，其中沿通常的推进方向在前面设一个可垂直运动的定界装置。

此外本发明还涉及一种吸尘器、尤其电动吸尘器的地面吸尘口，其中地面吸尘口沿通常的推进方向在前面有一个可垂直运动的定界装置。

地面吸尘口，尤其适用于硬地面清洁的那些地面吸尘口，已知要对设在喷嘴出口前的抽吸腔限界。为此沿通常的推进方向在前面设一个通常沿基本上可近似等于地面吸尘口宽度的整个抽吸腔宽度延伸的例如密封唇或刷条形式的定界装置。为了进一步密封抽吸腔，这种定界装置也设在沿推进方向抽吸腔的后面。基于所述抽吸腔界定，达到抽吸腔密封，因此可以在要抽吸的地面，尤其硬地面的表面上，或在接缝或缝隙内产生高的流速(大的负压)。此外还已知，定界装置将压紧力施加在要清洁的地面上，为的是由此能从地面铺层除去最细的微粒。

应从地面铺层去除的垃圾其尺寸从几微米至1厘米以上变化。若定界装置为了抽吸很细的微粒由于需要高流速因而是有利的，但是它们却妨碍吸纳较大的垃圾颗粒，因为这种垃圾颗粒不能通过定界装置进入抽吸腔的区域内，而确切地说在地面吸尘口推进运动的过程中被定界装置在它前面推移。相应地在定界装置的区域内需要比较大的开口，以便粗大的垃圾进入抽吸腔的区域内。与之相关地已知，定界装置设计为可垂直运动的，由此提供必要的开口。

背景技术

由DE4412988A1已知一种此类型的地面吸尘口，它有一个沿推进方向在前面的定界装置。定界装置设有叶轮，检测置于要维护的地面上的粗大垃圾颗粒。定界装置横截面基本上设计为V形，在V形尖顶区有旋转轴线。V形的边腿在端侧设有叶轮。若在地面吸尘口的推进运动过程中叶轮与粗大垃圾颗粒相遇，则这导致通过支承在颗粒上引起定界装置的回转运动，之后，定界装置的第二个原先未移动的V形边腿向内摆动将粗大垃圾朝抽吸腔方向移置。为了提供一个用于粗大垃圾颗粒的通过口，定界装置的运动相应地根据地面吸尘口的推进移动进行。

此外还已知一些方案，其中，沿行驶方向设在前面的可垂直运动的定界装置，可通过使用者的干预，例如借助可操纵的脚踏板，垂直提升或下降。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于，进一步改善所述类型的方法和地面吸尘口，使得至少与现有技术相比在吸纳恒定的细尘的同时吸纳粗大的垃圾，或使地面吸尘口在吸纳粗大垃圾方面的操作更加容易。

上述有关方法方面的技术问题首先和主要通过权利要求1的技术主题得以解决，据此规定，设置传感器用于检测灰尘的尺寸特性；以及根据传感器检测的尺寸特性主动提升或下降限界装置。

上述有关有关地面吸尘口的技术问题首先和主要通过权利要求2的技术主题得以解决，据此规定，定界装置根据传感器是否检测到粗大垃圾而主动提升或下降。

基于所述设计提供了一种方法和一种地面吸尘口，借助它使粗大垃圾的吸纳非常容易。在保持良好地吸纳细尘并与下沉定界装置在抽吸腔内创造负压相结合的情况下，业已证明设置传感器用于检测灰尘的尺寸特性是有利的，由此将传感器信号输入评估装置，后者根据检测的实际值和储存的最大额定值主动促使定界装置垂直移动。若通过传感器检测尘粒，其尺寸特性，尤其沿高度方向的大小(也就是说按一个相对于地表面直至90°角的锐角测量)，超过了储存的不需要移动定界装置的细尘粒最大值，则主动通过在地面吸尘口内存在的激活装置提升定界装置。一旦传感器不再检测到有其他涉及激活的颗粒，就相应地转换信号，将定界装置下降到密封位置。还已证实可能特别有利的是，基于传感器和与之相连的激活装置，可运动的定界装置仅如此长久地保持在提升位置，直至不再检测到有较大的垃圾颗粒。为了可靠地吸除，在抽吸腔内必要的比较大的负压或在此区域内必要的流速，优选地紧接在没有检测到其他粗大垃圾颗粒和随之发生的定界装置重新下降后达到。相应地，也可靠地吸除由于主动打开定界装置带入抽吸腔区域内的粗大垃圾颗粒。基于所建议的发明，定界装置的提升或下降与地面吸尘口的推进运动无关，并因而也与地面吸尘口的行驶动力学无关。定界装置的移动，优选地无需使用者干预，尤其无需使用者用力或推移，而主动地通过地面吸尘口的移动装置自动实现。

下面不仅根据权利要求1的技术主题而且根据权利要求2的技术主题说明另一些权利要求的技术主题，但它们的独立表达也可有重要意义。

例如按本发明技术主题的一项有利的扩展设计规定，所述主动提升或下降通过一个设备自己的作用在定界装置上的驱动器进行。在这里，驱动器可例如通过转向装置作用在定界装置上，与之不同也可以走直接的途径。在驱动器与定界装置之间的传动装置可例如是杠杆、弹性加载的牵引绳索或将旋转运动转换为平移运动的装置，例如螺纹或螺旋。设备自己移动定界装置的驱动器借助传感器信号控制。此外还存在一种设计的可能性，据此除了所述传感器控制地调整驱动器外，还可规定使用者干预，例如与检测的传感器信号无关地将定界装置固定在提升的位置，或与之不同将定界装置固定在下降的位置。尤其对于那些地面吸尘口固定在提升的位置业已证实是有利的，这种地面吸尘口还有一个可处于旋转状态的毛刷，用于在铺地毯的地面上施加机械作用。在地毯吸尘时，抽吸腔通过地毯绒毛密封。为了抽吸硬地面或类似物用于密封抽吸腔的定界装置，在如此构型的地面吸尘口中提升，因为要不然定界装置导致地面吸尘口难以在地毯上移动。检测灰尘尺寸特性的传感器可以是非接触式工作的传感器。它检测尤其沿推进方向在地面吸尘口前的区域，并因而提早控制定界装置可能需要的提升。传感器可例如设计为光栅，包括光源和光传感器，它们相对置地在它们之间监测地面吸尘口前的区域。在这里发射的光束在地面附近，沿与推进方向近似平行的方向在前面的喷嘴棱边，优选地沿地面吸尘口的几乎整个宽度，尤其沿要提升或要下降的定界装置的整个宽度延伸。借助光传感器检测的光束的中断理解为遭遇粗大垃圾，其结果是提升定界装置。与之不同，光栅的有源元件，亦即光传感器和光源，也可以在吸尘器内部设在一个受保护的位置，此外例如与电子评估装置共同设在公共的印刷电路板上。在这里光导(玻璃纤维导体之类)可以从光源和光传感器出发一直延伸到地面吸尘口前重要的角部区内，其导体端部与相应构件的光出口或光进口相对应。为了对付可能的外来光的影响，光栅可以取代光敏二极管作为发送器利用激光工作。按一项扩展设计规定，光栅利用编码信号工作，更优选地与具有光敏二极管的普通光栅结合。识别并滤除可能的外来光影响。频率恒定地脉冲射出光束。在接收后确定来自信号的频率，在这种情况下一致的含意是，不存在垃圾或不存在导致定界装置提升的粗大垃圾和没有外来光。若接收器检测到恒定的光，则是来自不导致激活作用在定界装置上的驱动器的外来光。光频率的较长空缺表明在地面吸尘口前有粗大垃圾，因此引起提升定界装置。定界装置可以在面朝光学装置，如光传感器和光源的顶端有清洁装置，如小的毛刷，它们在定界装置提升或下降时擦净光学元件，并因而从光学元件除去灰尘或垃圾颗粒。此外也可以与普通光栅不同，单个光学传感器根据线性确定的距离值，获得在地面吸尘口前或定界装置前的地面图像。识别由粗大垃圾颗粒引起的变异，据此操纵定界装置。在这里相应地实施在定界装置前地面区的光学扫描。与这种光学传感器类似的工作方式可以用反射元件(发送器/接收器)的线性配置(阵列)达到。它们几乎垂直于地表面地检测距离。反射的变异或缺失识别为存在粗大垃圾。与光学传感器不同，也可以将传感器设计为超声波传感器。通过使用超声波传感器有效排除外来影响的可能性。还可以与之不同地将非接触式工作的传感器例如设计为电容或电感式接近开关，它们相应地对于具有特定尺寸特性的粗大垃圾颗粒做出反应。

也可以规定，传感器设计为接触传感器，相应地对于与处于地面吸尘口前或定界装置前的粗大垃圾接触做出反应。在这里，定界装置本身可以设计为接触传感器。与之相关地进一步建议，将传感器设计为电容器。为此按优选的设计，定界装置本身设计为电容器的形式，其中，两个薄膜构成电容器的面，以及以优选地密封唇的形式设在这些薄膜之间的定界装置构成电介质。通过接触外膜的粗大垃圾颗粒的作用引起的电容量改变，例如在一个简单的振荡回路中评估分析。与之不同，还存在可能性，将传感器设计为压电元件，此外例如形式上为在设计为密封唇的定界装置上安置的压电膜，可评估分析它们通过粗大垃圾颗粒的机械接触。

此外还与之不同地建议，鉴于操纵定界装置评估已处于地面吸尘口内部的灰尘。一个相应地设计并例如设在抽吸口区域内的灰尘传感器，基于吸入的灰尘确定其成分。根据给定的额定值，由此得出定界装置提升或下降。当由于粗大垃圾大的份额因而超出预调的额定值时，例如周期性地提升定界装置，以便周期性地抽吸聚集在定界装置前的粗大垃圾。提升的循环时间根据检测到的粗大垃圾的量改变，例如在通过灰尘传感器确定有少量粗大垃圾时每隔6秒钟，而当确定粗大垃圾的量较大时例如每隔2秒钟。

地面吸尘口可配备上述非接触式工作的传感器或接触传感器中的一个。也可以在一个地面吸尘口上组合多个这种不同的传感器。

用于提升或下降定界装置的驱动器例如通过安装在地面吸尘口内单独的电动机实现。更优选地，驱动器可以具有在达到已提升或已下降的定界装置位置时的终点自动切断装置。与之不同，驱动器通过电磁铁实现，尤其具有预定无电流卸载位置的升降电磁铁，这一位置例如对应于定界装置的下降位置。按另一项设计，驱动器通过形状记忆合金元件实现。这种元件也有一个优选地无载的基本状态，在此状态更优选地定界装置保持在下降位置。为了达到提升的定界装置位置，该元件例如通电，在这之后合金元件遭受暂时变形，这种形状改变转化为定界装置的运动。在取消通电后，形状记忆合金重新归于原始状态。

所建议的方案，例如按线性配置接触传感器或光学传感器的方案，还提供局部提升和下降定界装置的可能性。相应地在这种情况下当检测到粗大垃圾时定界装置并不沿地面吸尘口的整个宽度提升，而确切地说是仅在位于检测到的粗大垃圾前的那个区域。相应地在抽吸腔内的流速和期望的负压，即使在提升的定界装置段，也几乎保持不变。

附图说明

下面借助仅表示实施例的附图详细说明本发明。其中，

图1表示按第一种实施方式的地面吸尘口侧视图；

图2表示地面吸尘口底视图；

图3表示图2中区域III的放大图，图中略去设备底部；

图4表示按图3中的线IV-IV剖切示出的剖面示意图，涉及处于下降位置的定界装置；

图5表示与图4相应的视图，但在定界装置基于检测到粗大垃圾而借助升降电磁铁提升后的情况；

图6表示按第二种实施方式的地面吸尘口的纵剖示意图；

图7表示按图3的局部图，但涉及另一种实施方式；以及

图8表示按图7中的线VIII-VIII剖切的剖面图。

具体实施方式

首先参见图1说明连接在处理地面2的电动吸尘器、尤其家用吸尘器上的地面吸尘口1的第一种实施方式。在图1至5中表示的第一种实施例中，地面吸尘口1涉及一种硬地面吸尘口。

地面吸尘口1主要由一个放在要维护的地面2上的吸尘口头部3和将吸尘口头部3与图中未表示的吸尘器连接起来的吸尘口主体4组成，其中，在吸尘口主体4上设计有连接管5用于将喷嘴1连接在吸尘器上。从连接管5出发通过吸尘口主体4延伸一个汇入吸尘口头部3内的抽吸通道6。抽吸口用符号7表示。

吸尘口主体4在吸尘口头部3与为连接管一侧的端部配设的滚轮8之间桥状地延伸，其中吸尘口主体4沿其横向于通常行驶方向r测量的宽度，亦即从滚轮8区一直到背对滚轮的端部渐缩。

在此缩小的自由端的区域内，吸尘口头部3可相对于吸尘口主体4回转地固定在吸尘口主体4上。所述可回转性借助未示出的具有垂直铰链轴z的铰链形成，该铰链穿过抽吸通道6。

因此，吸尘口头部3可以在水平面内绕垂直轴z回转。

吸尘口头部3有扇形的轮廓形状，包括一个在按图2的通常位置沿行驶方向r在前面横向于行驶方向r延伸的直线端棱9，和一个在后面连接端棱9端部的在轮廓形状内圆线段状的边棱10。

在地面侧，也就是从抽吸口7的平面出发朝要维护的地面2的方向，吸尘口头部3在就通常行驶方向r而言的抽吸口7后方，沿圆形边棱10带有刷条11，用于构成一个第一定界装置12。抽吸口7离要维护的地面2有垂直距离地处于刷条11上方。由此在抽吸口7下方造成一个以刷条11为后边界的抽吸腔13。

抽吸腔13还沿在前面的端棱9设有边界。在那里所设的第二定界装置14在图示的实施方式中是密封唇15，例如用类似于橡胶的软塑料制成。

通过抽吸腔13借助定界装置12和14几乎完全环形的闭合，在抽吸作业时，借助连接的吸尘器抽风机和经由连接管5及抽吸通道6，达到一个作用在地面2上的高流速。

抽吸腔13在图示的实施例中进一步被四个面朝抽吸口7方向分设的毛刷组16分割。

沿通常行驶方向r在前面的那个定界装置14(在这里是密封唇15)，与后部定界装置12的刚性设置相反，可垂直运动地固定，在这里垂直的移动行程在本发明的范围内还完全可以包括有一个半径的曲线或曲线段，所述半径等于或大于抽吸口7与要维护的地面之间的垂直距离，因此与定界装置14的垂直断面尺寸相当。

在前部定界装置14提升后的位置，释放了一个通向抽吸腔13的开口，粗大垃圾(较大的尘粒)可通过该开口进入抽吸腔13。当定界装置14下降后，在地面吸尘口1通常沿方向r推进时，这种较大的尘粒，如它们在图4和5中用附图标记17举例表示的那样，聚集在定界装置14前并被推移。

最小的尘粒，如它们用附图标记18举例表示的那样，即使在定界装置14的下降位置也能进入抽吸腔13中。

为了使定界装置14能根据处于定界装置14前的尘粒尺寸自动提升和下降，设检测灰尘尺寸特性的传感器19。此传感器19定位在沿通常的行驶方向r在定界装置14前，以及在图1至5所示的第一种实施例中设计为光栅20。该光栅通常主要由光源21和相对置的光传感器22组成。这些传感器元件以这样的方式定位在地面吸尘口外壳的可感光的角部成形体23内，即，使从光源21射出的光束相对于端棱9平行定向并因而相对于定界装置14平行定向地延伸。光束离地面2只有小的垂直距离，从而进入光束内的粗大垃圾颗粒17促使光束改变或偏转。

沿水平方向观察，光栅20定位在定界装置14前离它有小的间距，此水平距离的大小应确定为，当地面吸尘口1为通常的行驶速度时，在通过光栅20检测到大的垃圾颗粒17的情况下，仍留有足够的反应时间来提升定界装置14。

传感器19检测到的信号由未示出的电子装置进行评估。若在光栅20的光束内出现较大的垃圾颗粒17，则通过传感器19刚好检测到这些较大的垃圾颗粒17，它通过电子评估装置促使定界装置14主动提升，为较大的垃圾颗粒17打开进入抽吸腔13的通道。一旦不再检测到有较大的垃圾颗粒17，定界装置14便直接在这之后主动地重新移到下降位置。

在图示的实施例中，定界装置14的主动提升和下降借助在这里形式上为电磁铁25的驱动器24进行。它的电磁加载的衔铁26借助弹簧27预紧在其基本位置上。在衔铁26的自由端区域内铰接推杆28。它大体在其长度的中心带一个环形凸缘29，用于限定所述的基本位置，也就是与面朝的外壳段30相靠地限制定界装置14的下降位置。

在推杆28的端侧铰接一个基本上V形的转向杆31，在其中一个V形臂的自由端区域内进行铰接。

转向杆31另一个V形臂的自由端，带有图4所示的横截面基本上为矩形的朝对应的V形臂延伸的定界装置14，因此在基本位置，亦即在定界装置14的下降位置，与之相关的V形臂基本上水平定向，而另一个铰接在推杆28上的V形臂与在定界装置一侧的V形臂相交成一个约60°的锐角。

在V形的顶端区域内，转向杆31可绕在外壳上的轴体32回转。轴体31沿地面吸尘口1的宽度方向并相应地平行于前部端棱9和定界装置14的长度延伸。

当通过传感器19或光栅20检测到较粗大的垃圾颗粒17时，借助图中未示出的电子评估装置激活电磁铁25，这导致克服弹簧27的弹力吸引衔铁26。由此通过推杆28促使转向杆31绕轴体32转动，其结果是导致定界装置14沿大体垂直的方向提升。

定界装置14的提升位置同样受止挡限制。这例如通过在电磁铁25内衔铁26的行程限制装置实现。与之不同，通过转向杆31的与推杆28对应配设的V形臂挡靠在外壳段30上。

在下降位置，定界装置14在后方沿地面吸尘口1宽度分布地局部通过肋33支承。按照这种配置，定界装置14获得沿通常行驶方向r在后方的支承。

与电磁铁25不同，驱动器24也可以由电动机构成，此外例如通过牵引绳索34作用在定界装置14上。在图6中示意表示这种不同的设计。在这里可以看出，电动机35将其电机轴作用在卷绕体40上，借助它可实现牵引绳索34的位移。为了提升定界装置14，它的位移克服复位弹簧36的弹力进行。

由图6还可看出，地面吸尘口1按此第二种实施方式设有被置于旋转状态的地面清扫刷37。它沿地面吸尘口1宽度方向平行于端棱9在抽吸腔13内部延伸，抽吸腔13在后方以第一定界装置12和在前方以第二定界装置14为界。

所述抽吸腔边界众所周知只在硬地面的情况下是期望的。反之，在为铺地毯的地面抽吸作业时这些定界装置12和14恰好起干扰的作用，因为它们导致加大推移阻力。因此按图6的实施方式地面吸尘口1还有一个开关38，借助它可由使用者有意地提升或下降定界装置12和14。这对于前部定界装置14而言同样通过牵引绳索34和电动机35实现。定界装置例如在操纵开关后停留在提升位置，直至由使用者实施下降此定界装置。

只有在硬地面工作时，亦即在定界装置下降时，才使用检测粗大垃圾颗粒17的传感器并随之发生自动提升和下降定界装置14。

最后，图7和8表示第一种实施方式有利地进一步发展为另一种实施方式，其中，前部定界装置14或密封唇15，在配设光栅元件(光源21、光传感器22)的端部区底侧，亦即相对于地面2的角部区，带有一些清扫毛刷39。它们的刷毛向外面朝光源21或光传感器22的方向，以及在定界装置14提升和下降时通过这些元件刷掉尘粒和垃圾颗粒使之清洁。

所有公开的特征均为(本)发明的重要内容。在本申请所公开的内容中也全面吸收了相关的/所附上的优先权文件(在先申请的副本)所公开的内容，也为此目的，这些文件的特征吸纳在本申请的保护范围内。

Claims (16)

1.一种地面吸尘口(1)的工作方法，地面吸尘口(1)用于借助吸尘器、尤其电动吸尘器抽吸灰尘，其中沿通常的推进方向(r)在前面设一个可垂直运动的定界装置(14)，其特征为：设有传感器(19)用于检测灰尘的尺寸特性；以及根据传感器检测的尺寸特性主动提升或下降所述定界装置(14)。

2.一种用于吸尘器、尤其电动吸尘器的地面吸尘口(1)，其中地面吸尘口(1)沿通常的推进方向(r)在前面有一个可垂直运动的定界装置(14)，其特征为：该定界装置(14)根据传感器是否检测到粗大垃圾而主动提升或下降。

3.按照权利要求1或权利要求2或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，所述主动提升或下降通过一个设备自己的作用在定界装置(14)上的驱动器(24)进行。

4.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)是一个非接触式工作的传感器(19)。

5.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)设计为光栅(20)。

6.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，光栅(20)利用激光工作。

7.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，光栅(20)利用编码信号工作。

8.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)设计为超声波传感器。

9.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)设计为接触传感器。

10.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)设计为电容器。

11.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，传感器(19)设计为压电元件。

12.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，鉴于操纵定界装置(14)评估已处于地面吸尘口(1)内部的灰尘。

13.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，确定灰尘的成分，并根据给定的额定值提升或下降定界装置(14)。

14.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，驱动器(24)通过单独的电动机(35)实现。

15.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，驱动器(24)通过电磁铁(25)实现。

16.按照前列诸权利要求中一项或多项或尤其在此以后所述的方法或地面吸尘口，其特征为，驱动器(24)通过形状记忆合金元件实现。

Images