CN102525338B - 从表面上移除污垢的真空清洁器 - Google Patents

Abstract

一种外壳及真空清洁器，外壳具有位于其上的抽吸入口和与外壳关联的抽吸源、以及污垢容器，抽吸源与抽吸入口流体地连通以产生通过其中的工作气流，污垢杯与抽吸入口和抽吸源流体地连通。外壳进一步包括主体，主体由中心部分和从中心部分向外横向延伸的一对延伸臂限定，其中每个延伸臂都包括底座，底座上接收有可转动搅动器。驱动组件被配置成使每个搅动器都相对于另一搅动器对转，并且其中抽吸入口定位在外壳上，并处于每个搅动器的每个转动轴线后部及其之间。对转搅动器可操作以与抽吸源协作，从而将外壳外围外部的尘土和垃圾沿渐缩垃圾通道朝着抽吸入口引导。

Description

从表面上移除污垢的真空清洁器

相关申请的交叉引证

本申请要求2010年11月5日提交的第61/410,660号美国临时专利申请的权益，其全部内容以引证方式结合于此。

背景技术

真空清洁器能够包括一个或更多个可转动地安装在真空清洁器的底部部分(footportion)上的搅动器(agitator)，从而移走或打扫正在清洁的表面上的污垢。真空清洁器能够进一步包括抽吸源(suctionsource)，其流体地连接于靠近一个或更多刷子布置的上游孔，从而将污垢吸进流体地连接下游过滤系统的工作气流中。过滤系统配置成将带走的污垢与工作气流分离，并且将污垢传送至可移除的污垢杯或者多孔过滤袋中以用于随后的处理。

一些已知的真空清洁器上的搅动器机构包括圆柱形的横向定位刷组件，其可转动地安装在抽吸孔内，所述抽吸孔横跨真空清洁器底部的宽度。这种搅动器通常配置成将污垢和毛发从清洁表面移走，并且靠近抽吸孔定位，用于通过工作气流吸入并传送污垢，并且以传统方式收集污垢。

发明内容

在一个实施例中，外壳上具有抽吸入口以及与外壳关联的抽吸源，抽吸源与抽吸入口流体地连通，从而在其中产生工作气流，并且污垢容器流体地连通抽吸入口和抽吸源。外壳进一步包括由中心部分限定的本体以及一对延伸臂，所述一对延伸从中心部分向外横向延伸，其中每个延伸臂都包括底座，底座上接收可转动的搅动器，每个延伸臂上的搅动器都具有转动轴线。外壳进一步包括驱动组件，驱动组件可与一对延伸臂上提供的每个搅动器操作性地互相连接，其中驱动组件被配置成相对于另一个搅动器反向转动每个搅动器，并且其中抽吸入口定位在位于所述一对延伸臂上的每个搅动器的每个转动轴线后部以及转动轴线之间的外壳上。可操作反向旋转的搅动器，从而与抽吸源协作，从而在外壳外围外部，沿渐缩垃圾路径朝着抽吸口引导灰尘和垃圾。

依照另一实施例，所述一对延伸臂分叉并且形成大致V形状的本体。

依照又一实施例，搅动器包括毂，毂包括至少一个固定器，所述至少一个固定器适合接收至少一个清洁元件，所述至少一个清洁元件包括柔性垫、刷子、刷毛、细纤维垫、可抛弃非纺织纤维性除尘片、合成皮革垫、天然皮革垫、毡、纱、碎布以及其任何组合。

依照另一实施例，毂包括弹性刷毛簇，弹性刷毛簇绕毂的周界间隔地设置，并且从毂的周界向外基本径向地延伸，并且该至少一个清洁元件包括径向条，径向条由径向狭缝隔开，该径向狭缝被配置成当清洁元件安装至毂时，在毂上的间隔刷毛之间形成的空间中混合(intermingle)。

依照另一实施例，每个搅动器都具有外围边缘，并且一对延伸臂中的每个延伸臂上都具有远端部分，并且其中每个搅动器的外围边缘都延伸超过一对延伸臂中相应的一个延伸臂的远端部分，以用于与超过每个延伸臂的远端部分的待清洁表面相互作用。

依照另一实施例，驱动组件包括驱动带和马达中的至少一个，其可操作地与一对延伸臂上的每个搅动器互相连接，从而向每个搅动器施加转动。依照另一实施例，驱动组件包括齿轮，其与外壳上的至少一个轮相关联，并且可操作地与外壳上一对延伸臂上的搅动器相互连接，其中所述至少一个轮的转动向外壳上的一对延伸臂上的搅动器施加运动。

根据本发明的另一实施例，用于将污垢从表面移除的真空清洁器包括安装至把手或杆(wand)组件的外壳，清洁器进一步包括抽吸源以及过滤系统，抽吸源用于产生工作气流，过滤系统将垃圾从抽吸源产生的工作气流中移除。真空清洁器进一步包括：抽吸入口；至少一个搅动器，其位于外壳上，毗邻待清洁的表面，并且适合推动正在清洁的表面上的垃圾；以及污垢容器，其位于把手、杆和外壳中的至少之一中。工作空气管道从抽吸入口和污垢容器延伸，其中，当激活抽吸源时，抽吸源通过抽吸入口，沿工作管道抽取垃圾，用于将其收集在污垢容器内，其中工作空气管道的一部分形成中间收集室，中间收集室可从外壳中的贮存位置移除，其中当未激活抽吸源时，在正被清洁的表面上的外壳的手动运动转动该至少一个搅动器，并且将由搅动器从正在清洁的表面上移除的垃圾传送进抽吸入口，并且进入中间收集室中。通过在正被清洁的表面上操作真空清洁器而无需激活抽吸源，使用者能够将真空清洁器作为手动清扫器操作。

依照另一实施例，中间收集室包括：第一开口，其与限定抽吸口的工作空气管道的一部分流体地相互连接；以及第二开口，其与朝着抽吸源延伸的工作空气管道的一部分流体地对齐，因此，使用者能够通过激活抽吸源将位于中间收集室的垃圾传送进污垢容器中。

依照另一实施例，中间收集室包括限定内部室的本体，该本体具有：第一入口，其穿过内部室的前部部分延伸，并且与抽吸口流体地相互连接；以及第二开口，其穿过中间收集室的上部表面的后部部分延伸。工作空气管道进一步包括通道，通道具有：第一端，与中间收集室的第二开口流体地互相连接；以及第二端，其与抽吸源流体地互相连接，因此，当激活抽吸源时，通过抽吸源经中间收集室的第二开口将中间收集室中的垃圾吸至污垢容器。

在又一实施例中，驱动组件可操作地在每个搅动器之间互相连接，其中驱动组件向每个搅动器施加运动，从而相对于另一搅动器沿相反方向转动每个搅动器。驱动组件能够包括与外壳上的至少一个轮相关联的、并且与外壳上的搅动器可操作性地互相连接的齿轮，其中至少一个轮的转动向搅动器施加运动。

附图说明

附图中：

图1是根据本发明的真空清洁器第一实施例的前透视图，其具有包括对转(counter-rotating)搅动器的底部组件。

图2是包括图1的真空清洁器的对转搅动器的底部组件的底部透视图。

图3是底部组件的视图，其中部分外壳制成为透明以示出图1的真空清洁器的搅动器驱动机构。

图4是根据本发明实施例的对转搅动器组件的前透视图。

图5是根据本发明实施例的对转搅动器组件的底部部分分解图。

图6是根据本发明的真空清洁器第二实施例的前透视图，其具有包括对转搅动器的底部组件。

图7是包括图6的真空清洁器的对转搅动器的底部组件的底部透视图。

图8是底部组件图，其中部分外壳制成为透明以示出图6的真空清洁器的搅动器转动机构。

图9是具有包括对转搅动器的底部组件第二实施例的真空清洁器的前透视图。

图10是包括图9的真空清洁器的对转搅动器的底部组件的底部透视图。

图11是根据如图9所示的本发明第三实施例的底部组件的分解图。

图12是图9的底部组件的沿线12-12的部分截面图，其中一些组件以示意性形式示出。

图13是罐式真空清洁器形式的真空清洁器的前透视图，其与根据本发明另一实施例的底部组件一起使用。

具体实施方式

本发明主要涉及直立式、手杖式或罐式真空清洁器10的底部部分。更特别地，参照图1和图2，本发明涉及包括适合可转动地接收两个对转搅动器44的底部外壳41的底部组件40。对转搅动器44相对于待清洁的表面沿基本竖直的轴线定向，其能够包括相对于竖直稍微倾斜或成角度的转动轴线，以便搅动器的一部分比另一部分更多地接合待清洁的表面。例如，转动轴线能够向前倾斜，使得对转搅动器44的最前部分啮合待清洁的表面，而最后的部分以较小的程度啮合待清洁的表面、或者高出待清洁的表面(图12)。对转搅动器44适合将位于清洁器10抽吸通道外部的污垢向内朝着底部外壳41内的中心定位抽吸孔或入口52移动或打扫。一方面，真空清洁器10具有这样的真空抽吸孔，其比真空清洁器底部外壳41的宽度窄，因而形成会聚的抽吸区域。另一方面，两个对转搅动器44的外部周界延伸超过底部外壳41的宽度。又一方面，真空清洁器配置成用于提高能量效率。

为了关于附图的说明，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应涉及如图1由使用者从真空清洁器后(其定义真空清洁器的后部)的透视而定向的发明。然而，应理解，本发明能够假设各种可替换方向，除非其中明白地指出与此相反。也应理解，附图中所示的以及以下说明中描述的具体装置和方法仅为所附权利要求限定的本发明构思的示例性实施例。因此，关于在此公开的实施例的特定尺寸和其他物理特性不应视为限制性的，除非权利要求另外明确规定。

图1示出真空清洁器10第一实施例的前透视图，其具有包括被大致沿竖直轴线导向的对转搅动器44的底部组件40。真空清洁器10包括直立把手组件12，其通过回转接头(未示出)安装至底部组件40。直立把手组件12包括主体16，该主体容纳用于产生工作气流的马达/风扇组件30、用于将污垢从载污气流中分离的过滤系统18、以及用于接收和收集从过滤系统18分离的污垢的可移除的污垢杯20。污垢杯20能够进一步包括用于选择性地将污垢杯20闭锁至主体16的闭锁机构(latchmechanism)22。主体16也具有设置在主体16的上表面上的第一手持部24，其能够用于提起整个真空清洁器10。手柄26从第一手持部24向上延伸，并且在一端处具有第二手持部28，其能够用于在待清洁的表面上操作真空清洁器10。

直立把手组件12枢转地安装至底部组件40。能够配置传统的棘爪机构(未示出)，以选择性地将直立把手组件12接合和锁定在相对于底部组件40的直立位置中。使用者能够在使用期间按本领域公知的方式松开该棘爪机构以放置(recline)直立把手组件12。

抽吸源包括安装在主体16的下部部分内的传统马达/风扇组件30，其能够通过传统的电源开关43选择性地对其加电。马达/风扇组件30配置成产生经过工作气流通道并且与过滤系统18流体连通的工作气流，过滤系统将污垢从载污气流中分离。过滤系统18能够为各种已知类型中的任何一种，包括但不限于传统的过滤袋或至少一个旋风分离器。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，马达/风扇组件30能够位于底部组件40以及直立把手组件12中，或者位于传统的罐式真空清洁器外壳中。另外，马达/风扇组件30能够位于过滤系统18的下游或上游。

参照图1，污垢杯20与过滤系统18流体连通，并且配置成收集通过过滤系统18而从载污气流中分离的污垢。为了清空污垢杯20，使用者可以致动闭锁机构22，从而使污垢杯从主体16释放，从而清空污垢。污垢清空后，能够通过闭锁机构22，重新将污垢杯20安装并固定至主体16。

底部组件40包括适合在其任一侧可转动地接收相对的后轮的后外壳部分50。底部组件40进一步包括在后外壳部分50前方布置的中心外壳部分48。如将与图3相关联地描述的，中心外壳部分48包围用于驱动对转搅动器44的搅动器驱动马达70。搅动器延伸外壳部分42从中心外壳部分48向前延伸。搅动器延伸外壳部分42包括一对分叉臂53，该对分叉臂从顶点向外延伸，从而形成V形结构。两个对转搅动器44可转动地安装在搅动器延伸外壳部分42的每个分叉臂53的远端之下。两个对转搅动器44的尺寸设计成并配置成使得至少部分搅动器44延伸超过搅动器延伸外壳部分42的外部边缘。主体16枢转地安装至后外壳部分50。柔性管道(未示出)从后外壳部分50内部延伸进入主体16中，并且将底部组件40中的抽吸开口或孔52(图2)流体地连接于主体16中的工作气流通道。对转搅动器44能够为任何配置成打扫、刷、除尘、上光和/或拖洗正被清洁的表面的清洁工具或清洁工具的组合。

图2是图1的真空清洁器10的底部组件40的底部透视图，其示出可转动地安装至搅动器延伸外壳部分42的分叉臂53的两个对转搅动器44。抽吸孔52形成于位于两个分叉臂53的顶点附近的两个对旋搅动器44之间的区域中。接触对转搅动器44的污垢被向内朝着抽吸孔52清扫，用于从中通过工作气流吸入。工作气流将污垢传送通过柔性管道(未示出)、通过过滤系统18、并且进入主体16上的污垢杯20中。过滤后的工作气流被通过主体16中的排气孔55排至大气。

以大致弧形的构造将固定条刷54设置在抽吸孔52后的底部组件40之下。条刷54包括至少一行柔性刷毛56，刷毛配置成用作清扫元件，从而将污垢朝着抽吸孔52清扫和引导，并且捕捉对转搅动器44扫过抽吸孔52的任何污垢。抽吸孔52位于对转搅动器44之间，位于两个分叉臂53的顶点之下，并且不横跨真空清洁器底部组件40的全部宽度。因此，抽吸孔52处的工作气流速度能够比通常横越传统真空清洁器底部组件全部宽度的较大传统抽吸孔的速度更快。更高的工作气流能够促进将污垢颗粒吸入抽吸孔52。

另外，固定条刷54引导待清洁的表面上的松散污垢朝着抽吸孔52引导，以便能够更有效地吸入污垢。例如，如果在前进行程中快速推进真空清洁器10，一些被对转搅动器44朝着抽吸孔52清扫的污垢可能不被立刻吸入抽吸孔52中。在该情况下，固定条刷54被配置成清扫任何剩余的污垢，直到污垢能够通过抽吸孔52吸入。另外，固定条刷54的柔性刷毛56也能够弯曲并且向前拂动污垢颗粒，有效地将污垢移动至更靠近抽吸孔52，以便能够通过抽吸孔52吸入污垢。虽然示出固定条刷54具有多个刷毛56，但是固定条刷54也能够由一个或更多个半刚性或柔性材料(如橡胶)制成，例如，以便捕捉被扫过抽吸孔52的任何污垢。

图3示出底部组件40的局部透视图，其中部分中心外壳部分48以及搅动器延伸外壳42示为透明的，以便展示图1的真空清洁器10的搅动器驱动系统。搅动器驱动马达70设置在中心外壳部分48中，并且适合驱动蜗轮72，蜗轮包括蜗轮轴76，其上布置有螺旋蜗轮螺纹74。两个驱动齿轮78可转动地安装在每一侧上，并且接触蜗轮72。每个齿轮78都包括具有竖直定向齿80的轴线、以及固定至每个齿轮78的顶部的驱动齿轮滑轮82。蜗轮72被配置成随着驱动齿轮78的齿80以传统方式啮合蜗轮72的螺纹74而转动驱动齿轮78。每个驱动齿轮78都适合通过拉伸带(stretchbelt)86驱动相应的对转搅动器44，其中拉伸带在搅动器延伸部分42的各自分叉臂53内延伸。拉伸带86通过每个对转搅动器44的搅动器驱动滑轮88而可操作地连接驱动齿轮78的驱动齿轮滑轮82。随着每个驱动齿轮78转动，相应的驱动齿轮滑轮82也在相同的方向转动，并且依次摩擦驱动每条拉伸带86。每个拉伸带86又依次摩擦驱动每个对转搅动器44的相应的搅动器驱动滑轮88。搅动器驱动滑轮88附接于适合接收对转搅动器44的清洁工具92的搅动器轮毂部分90。

搅动器驱动马达70能够包括任何已知类型的电动马达，例如包括传统的有刷、无刷直流、通用、或交流电感应马达构造。在有些应用中，可以在马达/风扇组件30被加电时对搅动器驱动马达70加电。在其他应用中，电连接在搅动器驱动马达70电路中的搅动器驱动电源开关能够适合于在真空清洁器10运行时选择性地对搅动器驱动马达70加电。

带86能够包括弹性体材料，诸如橡胶、硅树脂，或本领域公知的其他适当的材料。能够设置带86的张力，以允许从驱动齿轮78到对转搅动器44的有效动力传递，而无过度滑移和磨损。驱动齿轮滑轮82和搅动器驱动滑轮88的周界中能够分别包括凹槽91和93，用于固定带86并且防止带86从滑轮82和88滑落。凹槽91和93能够包括粗糙的接触表面，从而增加滑轮82和88与带86的摩擦接合，并且因此提高动力转换效率。可替换地，带86能够包括具有齿的传统正时皮带，其适合啮合驱动齿轮滑轮82和搅动器驱动滑轮88的周界上的齿轮齿。

轮46可转动地安装至底部组件40的后外壳部分50的外侧。每个轮46都包括：优选由注模热塑性塑料构造的轮体47；以及外部踏面(tread)49，其包括具有高静摩擦系数的弹性体材料，从而促进更好地抓握正被清洁的表面，例如硬木或油布地面。也考虑包括均匀材料的传统轮。

搅动器轮毂部分90被配置成接收对转搅动器44的清洁工具92，并且适合相对于搅动器延伸外壳部分42转动。搅动器轮毂部分90能够由热塑性材料、弹性体材料等构造。例如能够通过已知的保持装置，例如传统的钩和环紧固件或粘性粘合剂，将清洁工具92永久或可拆装地附接至搅动器轮毂部分90。清洁工具92的外围边缘延伸超过包括后轮46的底部组件40的外壳部分42、48和50。这样，清洁工具92就能够在使用期间接触墙壁、护壁板、装饰线条(molding)和家具腿。清洁工具92能够包括混杂材料或其组合，包括多种柔性刷毛、细纤维垫、可抛弃型非纺织纤维性除尘纸、合成或天然皮革垫、毡、纱、碎布或其他适当的柔软、可变形材料。清洁工具92适合附接至搅动器轮毂部分90，并且一旦遭遇障碍物就变形，而同时对障碍物表面进行除尘和擦拭。清洁工具92的变形是有利的，尤其对于清洁传统的厨房餐柜下的护壁板和踢脚线(toekick)时是有利的。

参照图4-5，根据本发明的实施例，对转搅动器组件44包括刚性搅动器轮毂部分90，刚性搅动器轮毂部分具有与其附接的可变形清洁工具92。如图4-5所示，清洁工具92包括传统的刷毛簇91与可拆装片94或垫的组合。刷毛簇91从搅动器轮毂部分90的周界壁径向突出。通过机械紧固件，例如传统的钉子，或者通过本领域已知的替换附接方式，例如粘合剂、注塑成型(insertmolding)、二次成型(overmolding)等等方式，能够将刷毛簇91固定至搅动器轮毂部分90。刷毛簇91能够包括尼龙、或天然纤维，例如动物毛发。可替换地，刷毛簇91能够包括弹性体材料，例如硅树脂。能够以这样的刷毛簇图案布置刷毛簇91，其从搅动器轮毂部分90向外径向延伸。能够以相对于水平稍微向下的角度将刷毛簇91固定至搅动器轮毂部分90，从而促进接触和搅动正在清洁的表面。理想地，刷毛簇91足够硬，从而移走粘附在正被清洁的表面的污垢，而又足够软，以便一旦接触家具腿、墙壁或装饰线条，刷毛簇91就将变形，而不损伤这些表面或搅动器组件44。此外，刷毛簇91与清洁表面之间的摩擦能够产生静电荷，从而帮助吸附和保持灰尘，并且将灰尘朝着抽吸孔52传送、通过过滤系统18并且进入主体16的污垢杯20。

通过传统的钩和环紧固系统或通过粘性粘合剂，能够将可拆装片94可拆装地固定至搅动器轮毂部分90的底部壁96。可替换地，如图5所示，通过安装在搅动器轮毂部分90的底部壁96内的至少一个弹性、可变形机械片保持插入物95，能够将片94可拆装地保持在搅动器轮毂部分90之下。片保持插入物95能够包括辐条状图案的径向延伸狭缝，其形成用于保持一部分片或清洁垫94的可变形翼片。在Nash的美国专利第3,099,855号和Kingry等人的美国专利第6,305,046号、以及Parker等人的美国专利第7,013,528号中，公开了该保持件的实例，其全部内容以引证方式结合于此。

可拆装片94为盘形，并且包括多个均匀间隔的柔性条98，柔性条从该盘的最外部边缘径向延伸。外围狭缝97在柔性条98之间形成，并且被配置成在其中接收间歇径向布置的刷毛簇91，以便对转搅动器44的清洁工具92绕其周界包括交替的刷毛簇91和柔性条98(图4)。能够更改外围狭缝97的宽度和/或长度尺寸，或者能够一起省略外围狭缝97。可拆装片94能够包括市售静电除尘片材料；然而，也考虑另外的材料，包括但是不限于以下材料中的任何一种或其组合：细纤维或超细纤维材料、合成或天然皮革垫、毡、纱、碎布、非纺织材料、或其他适当的柔软、可变形材料。另外，能够以水、清洁剂或其他液体成分预湿可拆装片94，从而增强集尘，并且提供湿拖洗和/或地面处理功能。

可互换清洁工具92的分类能够允许使用者根据污垢和/或清洁表面的类型选择用于具体清洁任务的各种附件。例如，具有粗刷毛的清洁工具92可有利于清除大污垢颗粒，而具有静电或细纤维垫的附件能够有利于清除更小的污垢颗粒以及细尘土。另外，皮革垫和预湿垫能够有利于湿拖洗应用。因此，使用者能够根据具体的清洁任务选择能够选择性地连接搅动器轮毂部分90的适当的可互换清洁工具92。通过任何已知的方法，包括钩-环紧固件、双面胶带、粘性粘合剂，或上述弹性体片保持插入物95，能够将清洁工具92可拆装地附接至搅动器轮毂部分90。

另外，清洁工具92能够可抛弃型或可再利用型的。例如，可抛弃清洁工具92能够被配置成由使用者使用一次或更多次，然后，可在一次使用后，或当使用者期望以未使用过的清洁工具92代替清洁工具92时，将其抛弃。在另一例子中，清洁工具92能够被配置成由使用者周期性地拆下并清洁，例如以水冲洗或在洗衣机或洗碗机中清洗，并且然后放回搅动器轮毂部分90上，用于进一步使用。

再次参照图3，操作中，使用者通过将真空清洁器10连接于电源，并且开启电源开关43而准备使用真空清洁器10，从而对马达/风扇组件30以及搅动器驱动马达70加电。马达/风扇组件30通过系统抽取工作气流，而搅动器驱动马达70通过转动蜗轮72而沿箭头99A所示的方向驱动对转搅动器44。轴76上的蜗轮螺纹74啮合驱动齿轮78的驱动齿轮齿80，其中驱动齿轮78可转动地安装在蜗轮轴76的相对侧上。因此，轴76沿箭头99B所示的方向的转动引起每个驱动齿轮78向内转动，如箭头99C所示。驱动齿轮滑轮82随着驱动齿轮78转动，并且通过摩擦驱动带86引起搅动器驱动滑轮88转动，其中摩擦驱动带将驱动齿轮滑轮82连接于搅动驱动滑轮88。转动搅动器驱动滑轮88固定于搅动器轮毂90，并且因此引起对转搅动器44向内转动。这样，每个对转搅动器44都相对于另一对转搅动器44沿相反方向转动。随着搅动器44转动，清洁工具92变形，从而适应清洁器10的路径中的护壁板和家具腿以及其他物体的轮廓。对转搅动器44向内朝着分叉臂53之间的抽吸孔52清扫污垢，其中污垢通过孔52吸入，并且被马达/风扇组件30产生的工作气流带走。工作气流通过工作气流通道传送污垢，直到其最终被过滤系统18分离，并且收集在真空清洁器10的主体16上的污垢杯20中。然后，通过主体16中的排气孔55将过滤后的工作气流排至大气。

图6是本发明第二实施例的前透视图，其中相同的部件通过由相同的参考标号加上100表示。真空清洁器110包括枢转地安装至包括对转搅动器144的底部组件140的直立把手组件112。如上一实施例，直立把手组件112包括主体116，其容纳用于产生工作气流的马达/风扇组件130、用于将污垢从气流中分离的过滤系统118、以及用于接收和收集从过滤系统118分离的污垢的可拆装的污垢杯120。污垢杯120具有用于选择性地将污垢杯120闭锁至主体116的闭锁机构122。主体116进一步在一端包括具有第二手持部128的手柄126，用于在待清洁的表面上操作真空清洁器110。

底部组件140包括后外壳部分150，其被配置成在其每一侧上可转动地安装后轮146。主体116通过回转接头(未示出)枢转地安装至后外壳部分150。后外壳部分150中的柔性管道(未示出)流体地连接底部组件140中的工作气流通道与主体116中的工作气流通道。底部组件140进一步包括定位在后外壳部分150前方的中心外壳部分148。如将参照图8所述的，中心外壳部分148包围搅动器驱动系统，搅动器驱动系统可操作地连接对转搅动器144。搅动器外壳部分142附接中心外壳部分148，并且适合可转动地在一对大致圆顶形的壳体内接收两个对转搅动器144。配置搅动器外壳部分142，以便至少部分对转搅动器144延伸超过搅动器外壳部分142的周界。

被包围在主体116内的马达/风扇组件130被配置成产生工作气流，并且流体地连接过滤系统118，过滤系统适合将污垢从载污气流中分离。在不脱离本发明的范围内，马达/风扇组件130能够位于底部组件140以及直立把手组件112中的任一个中。另外，马达/风扇组件能够位于过滤系统118的下游或上游。

图7是图6的真空清洁器110的底部组件140的底部透视图，其示出可转动地附接于搅动器外壳部分142的两个对转搅动器144。对转搅动器144的尺寸能够形成为使得对转搅动器144的外径沿接近中心定位竖直平面形成的搅动器接触区域145啮合，该竖直平面划分底部组件140的右手部分和左手部分。抽吸孔152位于搅动器接触区域145的后方。对转搅动器144适合将污垢朝着抽吸孔152清扫，其中污垢能够通过抽吸孔152被抽吸，并且在工作气流中被带走，工作气流通过工作气流通道传送污垢，污垢最终被过滤系统118分离，并且被收集在真空清洁器110的主体116上的污垢杯120中。通过主体116中的排气孔155将过滤后的工作气流排至大气。

参照图8，底部组件140包括后外壳部分150、中心外壳部分148和搅动器外壳部分142，搅动器外壳部分进一步包括图6的真空清洁器110的搅动器驱动系统。安装在中心外壳部分148内的驱动马达170被配置成转动蜗轮172，转动蜗轮包括蜗轮轴176，蜗轮轴具有绕其外部表面布置的螺旋蜗轮螺纹174。两个驱动齿轮178可转动地安装在蜗轮172的每一侧上，并且与其接触。每个驱动齿轮178都包括具有绕周界布置的齿180的轴181。蜗轮172的螺旋螺纹174被配置成以传统方式啮合驱动齿轮178的齿180，以便蜗轮172的转动同时转动驱动齿轮178。驱动齿轮178依次通过附接于每个对转搅动器组件的上表面的搅动器齿轮184而机械接合对转搅动器144。每个搅动器齿轮184都能够包括具有齿185的传统正齿轮，其中齿185适合啮合驱动齿轮178的齿180。

底部组件140的外部边界能够比底部组件40更紧凑，因为两个对转搅动器144在搅动器外壳部分142内可转动地彼此邻近安装，其中搅动器外壳部分具有一对臂153，该对臂相对彼此是圆头的(obtuse)，并且不是图1-3中所示的搅动器外壳部分42的V形分叉臂53。此外，定位对转搅动器144，从而在操作期间沿搅动器接触区域145接合，这进一步降低了底部压印尺寸。能够根据实验或经验确定搅动器144之间的接触区域145中的交迭量，并且能够取决于与搅动器144一起使用的清洁工具192的类型而改变。

本发明的第二实施例的操作基本类似于上述实施例的操作，除了驱动装置和搅动器外壳构造不同。使用者通过连接真空清洁器110与电源，并且开启电源开关143而准备使用真空清洁器10。马达/风扇组件130通过系统抽取工作气流，同时搅动器驱动马达170通过转动蜗轮172而在箭头199A所示的方向驱动对转搅动器144。轴176上的蜗轮螺纹174啮合驱动齿轮178上的驱动齿轮齿180，其中驱动齿轮178可转动地安装在蜗轮轴176的相对侧上。驱动齿轮178接合固定于搅动器轮毂部分190的搅动器齿轮184。随着蜗轮172转动，每个驱动齿轮178都如箭头199B所示向外转动，并且如箭头199C所示，向内转动搅动器齿轮184，因而引起对转搅动器144向内转动，从而将污垢向内朝着搅动器外壳部分142内的抽吸孔152清扫。污垢通过孔152被吸入，并且被马达/风扇组件130产生的工作气流带走。工作气流通过工作气流通道传送污垢，污垢被过滤系统118分离，并且收集在真空清洁器110的主体116上的污垢杯120中。通过主体116中的排气孔155将过滤后的工作气流排至大气。

图9是根据本发明第三实施例的真空清洁器210的前透视图，其中相同的部件通过由相同的参考标号加上200表示。真空清洁器210包括枢转地安装至包括对转搅动器244的底部组件240的直立把手组件212。然而，如下文所述，对转搅动器244机械耦接于后轮组件300，以便真空清洁器210的手动推进转动后轮组件300，并且因此转动搅动器244。

直立把手组件212包括主体216，其容纳马达/风扇组件230，马达/风扇组件产生工作气流，并且流体地连通上游过滤系统218和工作气流通道。马达/风扇组件230安装在主体216的下部部分内，并且能够被也安装在主体216内的传统电源开关243选择性地加电。过滤系统218被配置成将污垢从载污气流分离，而可拆装污垢杯220适合接收和收集从过滤系统218分离的污垢。污垢杯220具有用于选择性地将污垢杯220闭锁至主体216的闭锁机构222。主体216进一步在一端包括具有第二手持部228的直立把手226，用于在待清洁的表面上操作真空清洁器210。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围内，马达/风扇组件230能够位于底部组件240或直立把手组件212中，并且可进一步定位在过滤系统218的上游或下游。

参照图9-12，底部组件240包括上部外壳242、中间外壳264以及底部外壳300，当通过机械紧固件将其固定在一起时，就在其之间形成用于接收和安装各种部件的腔体。多个凸出302从底部外壳300向上延伸，并且被配置成啮合从中间外壳264的底部壁突出的中间凸出304，中间凸出进而啮合上部外壳242上的相应安装部件(未示出)，因而允许通过传统的紧固件，例如螺钉，将外壳242、264和300固定在一起。

后轮组件306可转动地安装在底部组件240的两侧。每个后轮组件306都包括轮轴308，该轮轴具有布置在其上的轮滑轮310，并且进一步包括安装在轮轴308远端的后轮246。通过锁定(keying)各自部件，或者通过超声波焊接、粘合剂，或其他公知的制造技术，能够将轮滑轮310和后轮246固定至轮轴308。在安装肋314和中间外壳264的侧壁以及上部外壳242的侧壁中形成的对齐槽口312形成轴支承，轴支承被配置成在其中可转动地接收轮轴308。整个后轮组件306被配置成关于轴支承312转动，以便后轮组件308的转动引起轮滑轮310的转动。底部组件240的前面由辊316支撑，辊可转动地安装在底部外壳300的前角部之下。驱动带286在底部组件240的两侧处围绕一个轮滑轮310和相应的搅动器滑轮288卷绕。每个驱动带286都由转动方向改变心轴(spindle)260可滑动支撑。每个心轴260都横向地并且可转动地安装在心轴托架318内，心轴托架从中间外壳264的底部壁向上突出。方向改变心轴260将驱动带286从轮滑轮310处的基本竖直方向扭曲至搅动器滑轮288处的基本水平方向。

形成在上部外壳242的顶部壁中的污垢杯孔261与中间外壳264中相应的袋子263以及底部外壳308中的污垢杯支撑壁265对齐，从而在其中形成用于中间污垢杯267的安装凹槽。

中间污垢杯267包括细长L形结构，该结构具有沿上部部分形成的手持部269以及在其下部部分中形成的污垢收集室271。如下文所述，中间污垢杯267进一步包括沿下部前表面形成的入口273以及沿顶部后壁的排气孔275，所述入口和所述排气孔将中间污垢杯267流体地连接于工作气流通道。

图10是图9中所示的清洁器的底部组件240的底部透视图。抽吸孔266在底部外壳300的前缘与中间外壳264之间形成。参照图10-12，倾斜的污垢入口坡道276形成污垢通道的底部壁，其中污垢通道进一步由底部外壳300中的污垢坡道侧壁277、以及在中间外壳264的前部分形成的污垢坡道顶部278限定。污垢坡道出口279流体地连通中间污垢杯入口273以及在中间污垢杯267的下部部分形成的污垢收集室271。中间污垢杯排出孔275形成在污垢收集室271的顶部壁中，并且适合选择性地流体连通于底部组件240的后部部分内的柔性管道320(在图12中以示意性方式示出)，柔性管道进而将底部组件240中的工作气流通道流体地连接于主体216中的工作气流通道。中间污垢杯267适合选择性地安装在安装凹槽内并从中移除，安装凹槽由上部外壳242中的孔261、中间外壳264中的邻近袋子263以及底部外壳308中的相应污垢杯支撑壁265形成。收集室271中收集的污垢和垃圾能够通过以下方式清空，即移除中间污垢杯267并且将其向前倾卸以使得垃圾从入口孔273掉落，或者通过当中间污垢杯267安装在其底部组件240内的安装凹槽时向排出孔275进行抽吸完成。当向排出孔275进行抽吸时，收集的污垢和垃圾被从细长的污垢收集室271经排出孔275排出，并且被工作气流带走，用于在下游的过滤系统218中分离，并且在下游的污垢杯220中收集，该污垢杯可选择地安装至主体216。

对转搅动器244可转动地安装在搅动器腔体内的中间外壳264前面之下，其中搅动器腔体形成在底部外壳300与中间外壳264之间。两个对转搅动器244以这样的方式安装，即使得至少部分对转搅动器244延伸超过上部外壳242、中间外壳264以及底部外壳300的周界。优选地，对转搅动器244能够向前倾斜，以便搅动器244的最前部分与待清洁的表面对齐(register)，而搅动器的最后端部分不与待清洁的表面对齐(图12)。圆柱形搅动器支承258靠近心轴托架318前方的中间外壳264的前角部向上突出。搅动器滑轮288和位于搅动器轮毂部分290中心的安装环268从搅动器支承258的相对端啮合。滑轮274和安装环268适合围绕搅动器支承258卡扣配合，以便整个搅动器244都能够相对于搅动器支承258自由转动。可替换地，搅动器滑轮288和安装环268能够通过焊接工艺、粘合剂或单独的机械紧固件结合。

搅动器滑轮288通过驱动带286耦接轮滑轮310。轮滑轮310如上所述地机械耦接轮246，并且随着轮组件306转动而转动。可替换地，轮滑轮310或搅动器滑轮288能够包括传统的单向离合器机构，该机构将对转搅动器244的转动限制在图10中的箭头所示的单转动方向。该离合器机构的实例在Kirby的美国专利第1,421,957号、Christesen的美国专利第1,972,870号以及Swietzer等人的美国专利第642,172号中公开，其全部内容以引证方式结合于此。带286的一部分由方向改变心轴260可滑动地支撑，方向改变心轴进而位于从中间外壳元件264突出的心轴托架318上。与上述实施例一样，清洁工具292附接于搅动器轮毂部分290，搅动器轮毂部分包括与其附接的传统刷毛簇291和可拆装片294或垫的组合。

操作中，能够通过电源开关243给马达/风扇组件230加电或不加电而操作真空清洁器210。当清洁器210插入电源，并且打开电源开关243时，马达/风扇组件230被加电，并且产生通过工作气流通道的工作气流。使用者通过在往复运动中向前和向后推和拉第二手持部228来操作清洁器210穿过待清洁的表面。随着使用者在向前的行程中推动清洁器，底部240向前移动，后轮246向前转动，并进而转动布置在其上的轮轴308和轮滑轮310，因而移动驱动带286，驱动带通过搅动器滑轮288引起对转搅动器244转动。因此，仅当轮246转动时，对转搅动器244才转动。对转搅动器244的最前部分如图10中的箭头299A所示地向内扫，并且朝着污垢入口坡道276的基座处的中心定位抽吸孔266引导污垢。随着对转搅动器244朝着抽吸孔266清扫污垢，高速工作气流带走污垢并且将其通过工作气流通道传送，上升至污垢入口坡道276，经过污垢出口坡道279，并且经过中间污垢杯入口273。随着工作气流穿过收集室271并且穿过中间污垢杯壁的顶部中的排出孔275，污垢保持在工作气流中。污垢工作气流持续流经柔性管道320以及下游过滤系统218，其中污垢被分离并收集在真空清洁器210的主体216上的污垢杯220中，并且过滤后的工作气流通过邻近马达/风扇组件230的排气孔255排出。能够可选择地通过按压闭锁机构222从而将污垢杯220从主体216松脱而将污垢杯220从主体216移除以用于清空。

当使用清洁器210而不对马达/风扇组件230加电时，清洁器用作手动清扫器，并且不产生通过工作气流通道的工作气流。而是随着使用者在向前的行程中推动清洁器，底部240向前移动，向前转动后轮组件306，后者移动驱动带286，并且引起对转搅动器244转动。对转搅动器244向内清扫污垢，并且通过污垢入口坡道276底座处的抽吸孔266引导污垢。污垢的动量将其向上携带至污垢入口坡道276，通过中间污垢杯入口273，其中在中间污垢杯的收集室271中收集污垢。当中间污垢杯267变满时，使用者能够握住顶部部分上的手持部269，从而将中间污垢杯267从底部组件240的安装凹槽中提升。然后，使用者能够向前倾斜中间污垢杯267，从而通过入口孔273将污垢清空至适当的容器中。可替换地，当中间污垢杯267安装在安装凹槽中时，使用者能够通过选择性地经连接马达/风扇组件和电源并且压下电源开关243而对马达/风扇组件230加电，从而清空中间污垢杯267。因而收集室271中收集的垃圾被带进工作气流中，并且传送至安装于主体216的污垢杯220。

图13示出每个底部组件40、140和240如何能够与罐式真空清洁器410一起使用的实例。每个底部组件640、740和840都分别类似于上述底部组件40、140和240，除了底部组件640、740和840耦接罐式真空清洁器410的方式不同。因此，分别类似于底部组件40、140和240的元件的底部组件640、740和840中的元件将分别通过前缀600、700和800标号。

罐式真空清洁器410包括抽吸杆(wand)组件502，其在第一端503耦接有软管506，软管进而流体地通过软管接头505连接罐式主体416。抽吸棒柄组件502能够选择性地在第二相对端504耦接底部组件640、740和840其中之一。抽吸棒柄组件502的第二端504能够被底部组件640、740和840中任何一个的旋转接头管道510、516或522接收，并且使用棘爪机构(未示出)或本领域已知的任何其他机构固定在其中。每个底部组件640、740和840的旋转管道510、516、522都分别包括出口514、518和524，以便在使用期间通过类似上述用于清洁器10的方式，工作气流和带走的垃圾流过过滤系统418和污垢杯420。底部组件640和740还分别包括电源插座514和520，如本领域已知地，用于连接邻近软管502的第二端504的电源连接器506。这样，例如当罐式真空清洁器410连接底部组件640和740时，电能能够从罐式真空清洁器410传递至底部组件640和740，用于转动对转搅动器644和744。虽然已公开的底部组件840包括手动、摩擦驱动搅动器驱动系统，其也能够适应电搅动器驱动机构，并且能够适合电源插座以用于通过类似于底部组件640和740的方式，将电能从电源连接器506供应至电驱动机构。

典型的真空清洁器具有大致位于邻近底部组件前端的抽吸入口，其至少横越底部组件限定的清洁路径的大部分宽度。在此描述的清洁器利用定位在对转搅动器后的缩径抽吸入口。缩径抽吸入口与横越整个清洁路径的抽吸入口相比，提供对抽吸功率的更有效利用。抽吸功率的更有效利用允许使用更小的真空马达，因而消耗更少的功率并且节省金钱，而同时不对清洁器的整体清洁性能产生负面影响。使用沿竖直轴线安装的对转搅动器，而非传统的水平安装毛刷滚，例如提供了设计具有更低轮廓的底部组件的能力，因而提高了橱柜踢脚线和家具下的可达性。

另外，使用中间污垢杯和对转搅动器提供了多功能清洁器，其中对转搅动器耦接有清洁器轮以用于随着清洁器在待清洁的表面上移动而伴随转动，该多功能清洁器能够在使用或不使用电力的情况下被使用，这提高了功能性以及使用者对清洁器的满意度。例如，对于小或快的打扫，使用者能够仅在待清洁的表面上移动清洁器，不使用抽吸，通过对转搅动器的转动，将表面上的污垢和垃圾清扫进中间污垢杯。这节省了使用者的时间，而且避免松开并插上电源线的麻烦，并且也比使用马达产生抽吸的清洁过程更安静。对于较大或较艰巨的清洁任务，使用者能够将清洁器插上电源，并且启动抽吸马达，从而利用清洁抽吸功率和对转搅动器的结合的优势。

中间污垢杯被配置成用于在使用之后易于移除、清空和再插入。这允许使用者在清洁器无动力时多次使用清洁器。中间污垢杯也被配置成通过简单致动抽吸马达而清空，因而将中间污垢杯中收集的污垢抽进主污垢杯中。然后，能够如上所述将主污垢杯移除并清空。这样，在一个步骤中，使用者能够清空两个污垢收集室。

在上述讨论中，污垢是从待清洁的表面上移除的任何物质。污垢能够包括但是不限于灰尘、垃圾、有机或无机颗粒，包括人类或动物基垃圾，例如死皮肤细胞或毛发。待清洁的表面能够包括任何表面，包括地面、地毯、装饰材料、布料和垫子。然而，描述的真空清洁器尤其适合清洁地面，包括木、硬木、油布、层压、塑料、陶瓷、混凝土、瓷砖、有纹理的混凝土、石头或金属地面。

虽然已结合本发明的某些具体实施例特别描述了本发明，应理解，这仅为说明而非限制。在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神的情况下，在上述公开的范围内可能有合理的变型和更改。虽然已在此示出带电缆的清洁装置的多个实例，但是应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，也能够使用可替换电源，例如可再充电电池，从而通过不需要卸下、插入并且再次装上电源线而使家庭清洁更方便。美国专利第6,968,593、6,125,498和7,013,528号示出了可替换电源的多个实例，其整体结合于此。此外，图解的真空清洁器仅为本发明或一些稍微变型能够使用的多种真空清洁器的一个实例。

虽然使用直立或“手杖”式真空清洁器示出和描述，但是在此描述的本发明能够与任何类型的真空清洁器一起使用，例如罐式真空清洁器、自动真空清洁器、手持真空清洁器，或内置中心真空清洁系统。本发明也能够与适合吸收液体的真空清洁器一起使用，例如抽取器(extractor)和蒸汽清洁器。

对于未描述的范围，可视需要，各种实施例的部件和结构可以以互相结合的方式使用。一个部件未在所有的实施例中图解，并不意味着其不能构建，而是为了简化说明而未构建。因而，无论该新实施例是否明确描述，均可视需要来混合和匹配不同实施例的各种部件，从而形成新的实施例。

Claims (8)

1.一种从表面上移除污垢的真空清洁器，所述真空清洁器包括安装至把手或杆组件的外壳，所述真空清洁器进一步包括用于产生工作气流的抽吸源、以及用于从所述抽吸源产生的工作气流中移除垃圾的过滤系统，所述真空清洁器进一步包括：

抽吸入口；

至少一个搅动器，所述至少一个搅动器位于所述外壳上、毗邻待清洁的表面、并且适合推动正被清洁的表面上的垃圾；

污垢容器，所述污垢容器定位在把手、棒和外壳中的至少之一中；

工作空气管道，所述工作空气管道从所述抽吸入口和所述污垢容器延伸，其中，当激活所述抽吸源时，所述抽吸源通过所述抽吸入口沿所述工作空气管道抽取垃圾，以便将垃圾收集在所述污垢容器中，其中，一部分所述工作空气管道形成中间收集室，所述中间收集室能从所述外壳中的贮存位置移除，其中当未激活所述抽吸源时，正被清洁的表面上的所述外壳的手动运动使所述至少一个搅动器转动，并且将所述至少一个搅动器从正被清洁的表面上移除的垃圾传送进所述抽吸入口，并且进入所述中间收集室；

由此，通过在正被清洁的表面上操作所述真空清洁器而无需激活所述抽吸源，使用者能够将所述真空清洁器作为手动清扫器操作。

2.根据权利要求1所述的真空清洁器，其中，所述中间收集室包括：第一开口，所述第一开口与限定所述抽吸入口的所述工作空气管道流体地互相连接；以及第二开口，所述第二开口与朝着所述抽吸源延伸的一部分所述工作空气管道流体地对齐，因而使用者能够通过激活所述抽吸源将位于所述中间收集室中的垃圾传送至所述污垢容器。

3.根据权利要求1所述的真空清洁器，其中，所述中间收集室包括限定内部室的本体，所述内部室具有：第一入口，所述第一入口穿过所述内部室的前部部分延伸，并且所述第一入口与所述抽吸入口流体地互相连接；以及第二开口，所述第二开口穿过所述中间收集室的上表面的后部部分延伸。

4.根据权利要求3所述的真空清洁器，其中，所述工作空气管道进一步包括通道，所述通道具有第一端和第二端，其中所述第一端与所述中间收集室的所述第二开口流体地互相连接，所述第二端与所述抽吸源流体地互相连接，因而当激活所述抽吸源时，所述中间收集室中的垃圾就由所述抽吸源通过所述中间收集室的所述第二开口从所述中间收集室抽取至所述污垢容器。

5.根据权利要求1所述的真空清洁器，所述真空清洁器进一步包括驱动组件，所述驱动组件能操作地在每个搅动器之间互相连接，其中所述驱动组件向每个搅动器施加运动，从而使每个搅动器相对于另一搅动器沿相反方向转动。

6.根据权利要求5所述的真空清洁器，其中，所述驱动组件包括与所述外壳上的至少一个轮相关联并且与所述外壳上的所述搅动器能操作地互相连接的齿轮，其中所述至少一个轮的转动向所述搅动器施加运动。

7.根据权利要求1所述的真空清洁器，其中，所述搅动器包括具有至少一个固定器的毂，所述至少一个固定器适合接收至少一个清洁元件，所述至少一个清洁元件包括柔性垫、刷子、刷毛、细纤维垫、可抛弃非纺织纤维性除尘片、合成皮革垫、天然皮革垫、毡、纱、碎布或其任何组合。

8.根据权利要求7所述的真空清洁器，其中，所述毂包括弹性刷毛簇，所述弹性刷毛簇绕所述毂的周界间隔地布置并且从所述毂向外基本径向地延伸，并且所述至少一个清洁元件包括由径向狭缝隔开的径向条，所述径向条被配置成当所述清洁元件安装至所述毂时，在所述毂上的间隔刷毛之间形成的空间中混合。