CN102525339B

CN102525339B - 清洁头

Info

Publication number: CN102525339B
Application number: CN201110416554.6A
Authority: CN
Inventors: S.J.福布斯; S.J.R.阿希; J-P.M.艾尔斯
Original assignee: Dyson Technology Ltd
Current assignee: Dyson Technology Ltd
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: US20120144620A1; AU2011343023B2; CN102525339A; US8495790B2; EP2651279B1; JP5227452B2; JP2012125582A; AU2011343023A1; KR101482555B1; EP2651279A1; WO2012080711A1; KR20130095824A

Abstract

一种用于清洁器具的清洁头，该清洁头包括可旋转的搅拌器和容纳搅拌器的搅拌腔。搅拌器包括柔性本体和安装在本体上的表面接合构件。搅拌腔包括向下指向的开口，由表面接合构件赋能的碎屑通过该开口进入清洁头。该开口位于一平面中。清洁头包括用于绕驱动轴的旋转轴线旋转搅拌器的驱动机构，该旋转轴线相对于该开口的平面倾斜并朝向开口的后部倾斜，使得随着搅拌器转动，表面接合构件在开口的前部附近穿过开口突出。

Description

清洁头

技术领域

本发明涉及一种用于清洁器具的清洁头。在优选实施例中，此清洁头适用于真空清洁器具。

背景技术

真空吸尘器通常包括容纳脏物和灰尘分离装置的主体、连接到主体并具有吸气口的清洁头以及用于吸引含灰尘的空气通过吸气口和清洁头并进入主体的马达驱动的风扇单元。吸气口向下指向以面对要待清洁的地面表面。含灰尘的空气被输送到分离装置，从而在空气被排到大气中前，脏物和灰尘可从空气中被分离。分离装置可为过滤器，过滤袋，或如众所周知的，旋风装置的形式。

真空吸尘器通常包括筒式或罐式清洁器，立式清洁器和手持式清洁器。筒式真空吸尘器包括主体，该主体由一组轮子支撑，其通过在主体和清洁头之间延伸的软管和棒组件而被沿着地面表面拖动。清洁头通常可释放地连接到棒的末端，该末端是远离主体的那端。立式真空吸尘器通常包括主体，用于操纵真空吸尘器穿过要被清洁的地面表面的安装在主体上的滚动组件和安装在主体上的清洁头。在使用时，用户使立式真空吸尘器的主体朝向地面表面倾斜，然后连续推拉被连接到主体的手柄，以操纵真空吸尘器穿过地面表面。

从动的搅拌器，通常为刷棒的形式，被可旋转地安装在清洁头的刷棒腔内。刷棒包括细长的圆柱形芯部，其支承刷毛，该刷毛从芯部向外径向延伸。刷毛大致以围绕和沿着刷棒的芯部间隔开的丛或簇的形式提供。吸气口位于刷棒腔底部，且刷棒安装在刷棒腔内，以稍穿过吸气口突出。刷棒腔的排气口通常位于刷棒腔的后部。排气口通常为圆形或矩形孔的形式，其形成在刷棒腔内。

刷棒主要在真空吸尘器用于清洁地毯表面时操作。刷棒绕其纵向轴线的旋转可由来源于吸尘器的主体的电源提供电力电动马达驱动，或由通过或进入清洁头的空气流驱动的涡轮驱动。如WO2004/028330描述的清洁头，该清洁头具有用于驱动清洁头的刷棒转动的涡轮组件。此涡轮组件包括带叶片的叶轮，该带叶片的叶轮被装配在壳体内，用于相对于叶片导板转动。该壳体位于地面工具的一侧。叶轮通过皮带轮系统与刷棒相连。该壳体上有连接到吸气管的出气口和进气口，吸气管在真空吸尘器的主体和吸气口之间延伸，进气口用于允许环境空气进入该壳体。当器具被通电时，环境空气被通过该壳体吸入，使得叶轮旋转并驱动刷棒的旋转。

该刷棒的旋转使刷毛在要清洗的地毯的纤维之间扫掠，同时搅拌地毯的纤维和任何尘屑，如位于地毯的表面上和/或地毯的纤维之间的尘埃颗粒、纤维和毛发。当刷毛在纤维之间刷过时，地毯作用于刷毛的力使刷毛张开，导致一些碎屑暂留在刷毛间。随着刷毛从纤维旋转离开，刷毛回到通常构造的运动倾向于导致尘埃颗粒或者其他细小物品从刷毛簇掉落。然而，如纤维和毛发这样的碎屑可能滞留在刷毛之间。随着刷棒绕其纵向轴线转动，任何这样被捕获的纤维倾向于向内朝向刷棒的芯部移动，导致纤维缠绕在刷棒芯部。这样，使用者常常需要手工将这些毛发和纤维从刷棒取出。

在清洁过程中，相对大的扭矩可能被施加到刷棒的刷毛，特别是在清洁毛毯或者深堆积的地毯时。为了限制施加到刷棒的扭矩大小从而减小清洁操作中刷棒无法动弹的风险，刷棒可以设置有较软的刷毛，和/或在刷棒芯部外表面上使用相对低密度的刷毛簇。在减小清洁深堆积地毯时刷棒无法动弹的风险的同时，使用软刷毛和/或低数量的刷毛簇可降低清洁短堆积地毯时清洁头的清洁效果。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种用于清洁器具的清洁头，该清洁头包括：

可旋转的搅拌器，该搅拌器包括驱动轴，连接到驱动轴的柔性本体和安装在本体上的至少一个表面接合构件；

容纳搅拌器的搅拌腔，搅拌腔包括向下指向的开口，由所述至少一个表面接合构件激活的碎屑通过该开口进入清洁头，该开口定位在一平面中；以及

用于绕驱动轴的旋转轴线旋转搅拌器的装置，该旋转轴线相对于该开口的平面倾斜并朝向开口的后部倾斜，使得随着搅拌器转动，所述至少一个表面接合构件在开口的前部附近穿过开口突出。

作为提供具有绕纵向轴线旋转的柱形刷棒形式的搅拌器的清洁头的替代方案，在该第一方面本发明提供了一种具有可旋转搅拌器的清洁头，包括驱动轴(清洁头使用期间搅拌器绕该驱动轴的旋转轴线旋转)，连接到驱动轴的柔性本体以及安装在本体上用于接合待清洁的表面的至少一个表面接合构件。

柔性本体优选为环形形状，优选提供搅拌器的柔性外周边部分。例如，该柔性本体可绕搅拌器的中央芯部定位。替代地，该主体可以具有柔性部分(表面接合构件被安装在该柔性部分上)，所以术语“柔性本体”包括含有单个柔性构件或部分的柔性本体，以及包含多个柔性构件或部分的本体两者。

表面接合构件优选为安装在本体上的多根刷毛的形式。这些刷毛具有第一末端，或者末梢，用于接合被清洁表面，和定位为与第一末端相对的第二末端。例如，第二末端可以是该刷毛的另一端；但是当刷毛被弯曲或者以其他方式成形使得刷毛的两端都接触被清洁表面时，此第二末端可位于刷毛端部的中点处。刷毛可以布置为安装在本体上的多个刷毛簇或者刷毛丛的形式，或者安装在本体上多个大致连续列的形式。

替代地，或附加地，所述至少一个表面接合构件可以包括至少一个弹性材料带，或其它弹性表面接合构件。表面接合构件优选具有比搅拌器本体更大的刚性，且优选由尼龙形成。

作为另一替代例，所述至少一个表面接合构件可以包括附接到本体的清洁垫，在这种情况下，清洁垫的第一末端对应于垫的清洁面，清洁垫的第二末端对应于与垫的与本体相连的面。

作为又一替代例，表面接合构件可以与本体为一体。例如，表面接合构件可以包括本体的突起部分。

搅拌器被容纳在搅拌腔中，搅拌腔包括向下指向的开口，被例如刷毛等赋能的碎屑通过该开口进入清洁头。清洁头包括用于绕驱动轴的旋转轴线旋转搅拌器的装置。该旋转轴线相对于该开口的平面倾斜并朝向开口的后部倾斜，使得随着搅拌器转动，刷毛在开口的前部附近穿过开口突出。旋转轴线优选通过本体中心。本体大致为平面形状时，旋转轴线优选与本体大致垂直。

旋转轴线由此优选相对于开口布置为使得，搅拌器每旋转一周，每个刷毛仅在该周期的部分时间内穿过开口突出。换句话说，每根刷毛在刷毛绕驱动轴的旋转轴线的转动周期的第一期间内穿过开口突出，然而在刷毛绕驱动轴的旋转轴线的该转动周期的第二期间内刷毛位于开口上方。

旋转轴线优选穿过开口。旋转轴线与开口的平面之间所夹的角度优选在70和90°之间。

搅拌器优选相对于开口布置为使得本体相对于开口的平面倾斜。至少本体的中心、优选大致整个本体，可以定位在开口的平面上方。刷毛的长度可以被选择为使得，当清洁头被置于待清洁表面，且开口面对该表面时，刷毛穿过开口突出的时间少于刷毛绕搅拌器旋转轴线的旋转周期的三分之二，优选少于该周期的二分之一。

当刷毛的末端，例如，一簇刷毛接触待清洁表面时，柔性本体支承该簇刷毛的部分相对于搅拌器的驱动轴向上弯曲。这可以使刷毛末端以位于平面中的弧形扫过待清洁表面，该表面大致平行于待清洁表面。通过使刷毛以在待清洁表面上扫过一弧形，且优选地通过将这些刷毛定位在柔性本体上，在例如深堆积地毯或毛毯的清洁过程中施加到刷毛的扭矩可明显低于在类似的清洁过程中施加到柱形刷棒的刷毛的扭矩。因此，搅拌器在清洁深堆积地毯或毛毯时被卡住的风险可相对较低，且这可允许在不显著提高搅拌器卡住可能性的情况下提高刷毛的刚性。本体的柔性可以适应待清洁表面的任意不平坦，从而使得刷毛被从不平坦表面拖过时不会显著改变地面施加到刷毛的扭矩。此外，随着在清洁头使用过程中刷毛磨损，本体弯曲较少的量以补偿刷毛的磨损，保持刷毛末端与待清洁表面之间的接合。

此外，刷毛末端在地毯表面上的运动倾向于导致位于地毯表面上的任意碎屑或毛发在刷毛扫过地毯表面的时候在刷毛末端前方和/或下方聚集成团。碎屑团可以被容易地夹带到清洁头连接的真空清洁器具产生的空气流中，该空气流通过搅拌腔的开口进入清洁头。

本体优选相对于开口平面倾斜，使得随着搅拌器旋转，刷毛在开口的前部附近穿过开口突出。这可有助于利用该工具从表面去除单根或一丛毛发，因为使用者本能地将清洁头置于待清除毛发紧后方、并将清洁头从毛发上移过，从而至少清洁头的前部分从毛发上越过。将刷毛扫过的表面区域定位在开口下面，开口的前部附近，可以使得在搅拌器旋转过程中刷毛与毛发接触的可能性最大化。

作为将刷毛或其它表面接合构件定位于柔性本体上的替代例，刷毛可以被定位在大体坚硬的本体上，该本体在刷毛末端与待清洁表面接合时可相对于搅拌器驱动轴可移动。例如，本体可以通过柔性联接件或万向接头连接到驱动轴，这在刷毛末端与待清洁表面接合时允许本体相对驱动轴移动。柔性联接件可以在刷毛的末端与待清洁表面接合时允许本体沿驱动轴旋转轴线运动，或者在刷毛末端与待清洁表面接合时可以允许本体相对于驱动轴枢转。

在每一个上述例子中，至少刷毛连接的本体部分在刷毛末端与待清洁表面接合时可相对于驱动轴运动，优选为可相对于驱动轴垂直运动。然而，刷毛可以不刚硬地连接到搅拌器本体，以便在刷毛与待清洁表面接合时允许每根刷毛的第二末端相对与驱动轴一定程度的运动。因此，在第二方面中，本发明提供了一种用于清洁器具的清洁头，该清洁头包括：

可旋转的搅拌器，包括驱动轴，连接到驱动轴的本体以及安装在本体上的至少一个表面接合构件，每个表面接合构件具有用于接合待清洁表面的第一末端，和定位为与第一末端相对的第二末端，当第一末端与待清洁表面接合时第二末端可相对于驱动轴运动；

在优选实施例中，本体为大致平面形状。本体可以是柔性垫的形式，且可以由柔性片材形成。本体可以由柔性材料板冲压形成，但替代地，本体可以包覆模制(overmould)到驱动轴或搅拌器的其它部分上。本体优选由硅胶，弹性体，聚氨酯或者其它类橡胶弹性材料形成。

本体的厚度优选为在1至10毫米范围，更优选在2至5毫米范围。开口的平面和与本体平行的平面所夹的角度优选在0和20°之间。

替代地，本体可以为非平面形状。例如，本体可以是弯曲、凹形或穹顶形或其它关于穿过本体中心的轴线对称的形状。刷毛或其它表面接合器件可以定位在本体的平坦、柔性的部分上，例如本体的柔性边沿。

本体可以是圆形的，且刷毛可以关于本体规则地间隔开，从而当刷毛与待清洁表面接合时，本体旋转一周期间相对恒定的扭矩被施加到本体。替代地，本体可以是非圆形的，从而刷毛只在旋转周期的一部分期间延伸穿过开口。结果，应用到本体的扭矩，且由此应用到用于旋转搅拌器的驱动机构的扭矩可以在至少一个最大值和至少一个最小值之间变化，其中该至少一个最大值是在至少一些——或者相对大量的——刷毛与待清洁表面接合时的扭矩，该至少一个最小值是在没有——或者相对少量的——刷毛与待清洁表面接合时的扭矩。

本体可以具有n重旋转对称，其中n为整数且大于等于2。例如，本体可以大体上为矩形，三角形，正方形或者具有其它多边形形状。替代地，本体可以大体为椭圆形。作为另一种替代，本体可以不对称。例如本体可以是绕驱动轴的旋转轴线旋转的臂的形式。

如前面提到的，本体优选包括安装在本体上的多根刷毛。这些刷毛可以大致覆盖本体的下表面。替代地，刷毛可以在本体下表面上布置成环形配置。在优选实施例中，刷毛布置为安装在本体上的多列刷毛簇。每列刷毛簇可以固定在刷毛保持构件上，这些构件进而连接到本体。例如，每个刷毛保持构件优选定位在本体中形成的孔中，本体由此提供围绕刷毛保持构件的连续表面。刷毛保持构件可以通过本体和刷毛保持构件之间的干涉配合来保持。替代地，该连续表面可以夹在刷毛保持构件的相对部分之间。例如刷毛保持构件的相对部分可以限定用于接收每一个孔的周边的槽，槽的宽度小于本体厚度，从而随着柔性本体形变而进入槽时，储存在本体内的弹性能将刷毛保持构件保持在孔中。这允许刷毛保持构件被手动紧固到柔性本体。

如上所述，每个刷毛保持构件包括一列刷毛簇。搅拌器可以包括多组刷毛，每组刷毛包括多列的刷毛簇，且每组刷毛位于本体的相应端部或角部处，或相应端部或角部附近。。

孔优选被布置为使得刷毛列大体平行。例如，刷毛列可以被布置成大体平行于本体的主半径。替代地，刷毛列可以在本体上径向排列。

清洁头优选可以连接到真空清洁器具，该器具用于抽吸空气流通过该清洁头。该空气流优选通过开口进入清洁头，且通过搅拌腔到达空气出口。该空气出口优选可连接到将空气流输送到清洁器具的软管和棒组件。替代地，该清洁头可以连接到立式清洁器具的主体，或者手持型清洁器具的主体。

搅拌器可以绕驱动轴的旋转轴线以单个角度方向旋转。替代地，搅拌器可以绕驱动轴依次以两个不同角度方向旋转。

搅拌器可以利用任意合适的机构而绕驱动轴的旋转轴线旋转。例如，搅拌器可以在表面接合构件和当清洁头在表面上移动时旋转的轮子之间的摩擦力作用下旋转。优选地，清洁头包括用于旋转搅拌器的驱动机构。该驱动机构可以连接到马达，该马达用于驱动清洁头连接的真空清洁器具的风扇。替代地，搅拌器可以由位于清洁头中的专用马达驱动。该马达可以由真空清洁器具供电，例如通过位于用于连接清洁头与真空清洁器具的软管和棒组件中的电连接件。替代地，清洁头可以包括用于为马达供电的电池。

驱动机构优选被布置为以500到5000rpm范围内的速度旋转搅拌器。在更优选实施例中，驱动机构被布置为以2500rpm的速度旋转搅拌器。

为了减少清洁头的能量消耗，或为了减少清洁头连接的真空清洁器具的能量消耗，清洁头优选包括空气涡轮组件，该组件包括驱动搅拌器的叶轮。搅拌器可以直接由叶轮驱动，或者可以提供将搅拌器连接到叶轮的驱动机构。这样的驱动机构优选位于搅拌器上方。该驱动机构优选包括多个驱动部件。驱动部件可以包括一个或多个将叶轮连接到搅拌器的皮带，但在优选实施例中，驱动部件包括多个齿轮。每个驱动部件优选具有相应旋转轴线，驱动部件的旋转轴线优选平行于搅拌器的旋转轴线和叶轮旋转轴线中的至少一个。

开口优选被设置为接收第一空气流进入搅拌腔，且叶轮可以由该空气流驱动。替代地，清洁头可以包括用于接收独立于第一空气流的第二空气流进入涡轮组件的涡轮进气口，以及接收来自搅拌腔的第一空气流和来自涡轮组件的第二空气流的管道，该管道将空气流输送到清洁头的出气口。

优选地，开口和涡轮进气口定位在清洁头的相对侧。开口优选位于清洁头的下表面上，而涡轮进气口优选位于清洁头的上表面上。涡轮进气口可以位于清洁头上表面的面向上的部分上。替代地，涡轮进气口可以位于上表面的环形部分上，以便于围绕涡轮组件延伸。进气口在清洁头上表面上的定位可以使清洁头有相对低的轮廓，以例如有助于清洁家具的下方。

管道优选包括上部区段，用于接收来自涡轮进气口的第一空气流，和下部区段，用于接收来自开口的第二空气流。驱动机构可以方便地安装在支撑件上，该支撑件可以是位于开口和涡轮进气口之间的壁或其它构造的分隔物的形式。涡轮进气口优选位于搅拌器组件的后面，和/或开口的后面。

本体优选定位在搅拌腔内，使得在任意给定时间内只有部分本体位于开口的直接上方。本体的余下部分优选位于底板的尾部区段上方。

由于本体相对开口的平面的倾斜，安装在本体上的刷毛变形的程度趋向于，在围绕搅拌器旋转轴线的转动周期的第一期间内，变化。于是存在这样的趋势：在刷毛簇的刷毛围绕搅拌器的旋转轴线的转动周期的第一期间内，刷毛张开一变化的量，使得刷毛随着刷毛簇接着离开待清洁表面的运动而释放时，不同尺寸的碎屑能够被捕获在刷毛间。我们发现，与那些本体大体平行于开口平面的清洁头相比，这可以改善清洁头的拾取性能。

由于刷毛簇在其围绕搅拌器旋转轴线的转动周期的第二期间内，刷毛簇在开口上方旋转，捕获在刷毛间的碎屑会从刷毛间脱落并被夹带在穿过清洁头的空气流中。为了促进这些碎屑从刷毛间的释放，清洁头可以包括位于搅拌腔内的刷毛搅动表面，随着搅拌器旋转刷毛在该表面上扫过，导致刷毛张开并从刷毛间释放碎屑。然后释放的碎屑可被夹带到通过清洁头的空气流中。

在第三方面，本发明提供了一种用于真空清洁器具的清洁头，该清洁头包括：

可旋转搅拌器组件，用于从表面扫除碎屑；

搅拌腔，容纳搅拌器组件，该搅拌腔包括向下指向的开口，被搅拌器组件赋能的碎屑通过该开口进入清洁头，搅拌器组件包括多个弹性刷毛，其随着搅拌器组件的旋转向下穿过开口突出；以及

至少一个刷毛搅动表面，定位在搅拌腔中，且随着搅拌器组件的旋转，刷毛扫过该刷毛搅动表面以将碎屑从刷毛脱离。

搅动表面优选定位为临近开口。开口优选具有前边缘和后边缘，且该搅动表面优选临近开口的后边缘，以便于在刷毛定位在开口后方时接合刷毛，减少任何从刷毛上脱落的碎屑通过开口掉落到待清洁表面的风险。

清洁头优选包括底板，其限定搅拌腔的开口。搅动表面优选连接到该底板，更加优选地与该底板成一体。该底板可以是可移除的，以允许使用者清理搅拌腔中的任意堵塞物，或者允许使用者更换部分搅拌器组件。例如，使用者可能希望更换搅拌器的损坏部分，或者用不同本体更换搅拌器组件的本体，例如换成承载不同表面接合装置的本体。清洁头可以被供应有一组本体，每一个具有相应的不同的表面接合装置。例如，第一本体可以具有相对硬的刷毛，第二本体可以具有相对柔性的刷毛，且第三本体可以抛光垫，用于接合待清洁表面。

如上所述，开口位于一平面中，搅动表面优选相对于开口的平面倾斜。搅动表面优选为斜面的形式，刷毛在此斜面上扫过。该斜面相对于所述平面的倾斜角度可以沿着斜面长度改变。替代地，该角度可以沿着斜面长度相对恒定。斜面可以是弯曲的，且可以围绕搅拌器的旋转轴线延伸一个弧度，使得每个刷毛在刷毛围绕搅拌器旋转轴线的转动周期的一期间内与斜面接触。例如，搅动表面可以围绕搅拌器的旋转轴线延伸的角度范围为30至90°。替代地，每个刷毛可以在斜面的端部附近与斜面接触。

清洁头可以包括单个搅拌器，该搅拌器承载用来接合待清洁表面的刷毛或者其它表面接合构件。替代地，清洁头可以包括搅拌器组件，该组件包括多个搅拌器。这些搅拌器优选大体相同，并且优选并排定位在搅拌腔内。在优选实施例中，搅拌器组件包括两个搅拌器，但搅拌器组件也可以包括三个或更多个搅拌器。这些搅拌器可以在搅拌腔中规则地间隔开。搅拌器在搅拌腔内可以线性、弧形、或以任意期望的几何形状布置。

搅拌器的旋转轴线优选平行，并且优选位于相对于开口平面倾斜的平面中，并且优选穿过开口。替代地，搅拌器的本体可以位于相应不同平面中。这些平面可以平行，或者可以相交。

清洁头优选包括多个刷毛搅动表面，每个表面定位为临近开口，且随着搅拌器转动相应搅拌器的刷毛在刷毛搅动表面上扫过以逐出刷毛中的物质。

每个搅拌器可以由相应的空气涡轮组件驱动。然而，优选地单个空气涡轮组件连接到这些搅拌器，使得搅拌器被涡轮组件的叶轮同时地驱动。用于将搅拌器连接到叶轮的驱动机构被优选地布置为使搅拌器沿相反方向旋转。驱动机构旋转搅拌器的方向优选为使得每个刷毛从位于开口前部附近的位置转向开口中央附近的位置，然后从那越过开口的后边缘。

第一搅拌器优选绕它的旋转轴线从第二搅拌器角度偏离。第一搅拌器优选角度偏离第二搅拌器的范围为从45°到90°。凭借搅拌器的角度偏离，第一搅拌器的刷毛的扫过路径可以与第二搅拌器的刷毛的扫过路径可以相交叉，而本体在转动过程中不碰撞。这样不仅可以减小清洁头的宽度，还使得搅拌器之间的未扫到区域的尺寸最小化。

每个本体可以是圆形的，表面接合装置或刷毛从每个本体向外延伸，使得第一搅拌器的刷毛的路径与第二搅拌器的刷毛的路径重叠。然而，在优选实施例中，每个搅拌器包括非圆形、优选盘状的本体，且第一搅拌器的本体绕其旋转轴线角度偏离第二搅拌器的本体，使得第一搅拌器的本体的路径与第二搅拌器本体的路径相交。

本体优选为大体上共面，本体扫过的路径也优选为大体上共面。如上所述，清洁头优选包括容纳搅拌器的搅拌腔，该搅拌腔包括向下朝向的开口，通过该开口由表面接合装置赋能的碎屑进入清洁头，且其中随着搅拌器的旋转表面接合装置向下突出穿过开口。优选地，本体被旋转使得刷毛从开口前部到开口中间向内运动。表面接合装置的路径优选在开口中部重叠。

表面接合装置优选包括多个表面接合构件，如刷毛，刷毛带，刷毛簇或柔性材料带。每个本体优选相对于开口平面倾斜，使得随着搅拌器旋转，表面接合构件突出穿过开口。本体为非圆形时，表面接合构件可以仅在转动周期的部分期间突出穿过开口。结果是，施加到本体的扭矩，且由此施加到用于旋转搅拌器的驱动系统的扭矩，可以在至少一个最大值和至少一个最小值间变化，其中最大值是在相对大量的表面接合构件同时接触待清洁表面时发生，最小值是在相对小量的表面接合构件同时接触待清洁表面时发生。当搅拌器组件包括多个搅拌器时，为了减小扭矩最大值的大小，第一搅拌器的表面接合构件优选从第二搅拌器的表面接合构件角度偏离。

优选地，表面接合构件被布置为安装在本体上的多组表面接合构件。这些组表面接合构件优选为绕本体旋转轴线角度间隔开，更优选地为围绕本体旋转轴线大体均匀地角度间隔开。优选地，每组表面接合构件定位在本体相应的端部或角部处，或端部或角部附近，从而根据本体的形状，各组表面接合构件间隔开的角度可以在60至180°范围。第一搅拌器的各组表面接合构件优选以45°至90°范围内的角度偏离第二搅拌器的各组表面接合构件。

有关发明的第一方面所描述的特征，同等地适用于发明的第二至第三方面的任意一方面，反之亦然。

附图说明

现在将参考附图，仅通过举例的方式描述本发明的优选特征，在附图中：

图1是从上方观察的清洁头的前透视图；

图2是从下方观察的清洁头的前透视图；

图3是从下方观察的清洁头的后透视图；

图4是清洁头的左侧视图；

图5是清洁头的前视图；

图6是清洁头的俯视图；

图7是清洁头的底视图；

图8是沿图5的线A-A截取的侧剖面图；

图9是沿图6的线B-B截取的侧剖面图；

图10是从上方观察的清洁头的底板的前透视图；

图11是底板的俯视图；及

图12是沿图10的线A-A截取的前剖面图。

具体实施方式

图1至7示出了真空清洁器具的清洁头10的外观。在该实施例中，清洁头被布置为可连接到筒式真空清洁器具的棒或软管。清洁头10包括主体12和连接到主体12的导管14。主体12包括上主体部分16和连接到上主体部分16的下主体部分或底板18。在这个例子中，导管14与上主体部分16一体，但是它可以连接到上主体部分16，例如用焊接或者用黏合剂。导管14能够连接到真空清洁器具的软管和棒组件(未示出)的棒。真空清洁器具包括风扇组件，用于吸引空气流通过清洁头。底板18可以从主体12的上主体部分16移除。

底板18包括下表面20，下表面20在使用中面对待清洁地面，且如下面更细节地描述，在清洁过程中接合地面。下表面20大体为平面，且包括引导区段22和尾部区段24，两个区段位于吸气开口26的相对侧上，通过此开口带有碎屑的空气流被吸入清洁头10。吸气开口26一般为矩形，且位于图4和8中示出的吸气平面SP上。又参见图9，吸气开口26由侧壁28，30，相对长的前壁32和相对长的后壁34界定，每个壁从底板18的下表面直立且和底板18的下表面为一体。

底板18包括两个工作边缘，当清洁头10在有地毯的地面上操纵时，该工作边缘用于搅动地面上的纤维。底板18的前工作边缘36位于前壁32和底板18的引导区段22的下表面的相交处，且在侧壁28、30之间延伸。底板18的后工作边缘38位于后壁34和底板18的尾部区段24的下表面的相交处，在侧壁28、30之间延伸。工作边缘36、38优选相对尖锐。

清洁头10包括容纳在主体12的搅拌腔42内的搅拌器组件40。在这个例子中，搅拌器组件40包括第一搅拌器44和第二搅拌器46，两搅拌器可分别绕旋转轴线R₁和R₂相对于主体12旋转。旋转轴线R₁和R₂平行，且包含在平面RP内，平面RP穿过吸气开口26。吸气开口26的前后壁32、34大致平行于平面RP。平面RP相对于吸气平面SP倾斜，且朝向吸气开口26的后方倾斜。平面RP与吸气平面SP所夹的角度α优选在70°至85°范围内，在这个例子中约为80°。

每一个搅拌器44和46包括本体48，本体大致为环形、盘状构件。搅拌器44、46的旋转轴线R₁和R₂穿过本体48中心。本体48大体上垂直于搅拌器44、46的旋转轴线R₁、R₂。本体48是柔性的，且优选由柔性片状材料形成，该片状材料可以由硅胶，弹性体，聚氨酯(polyurethane)或其它类橡胶材料形成。本体优选厚度范围为1至10毫米，且在这个例子中为约3毫米。

搅拌器44、46的本体48大体共面。每个本体48都具有位于吸气开口26上方、且面对吸气开口26的下表面。本体48的下表面被包含在平面AP中，平面AP相对于吸气平面SP倾斜且朝向吸气开口26的前方倾斜。平面AP和吸气平面SP所夹的角度β优选在5至20°范围内，在这个例子中为约10°。

每个本体48为非圆形形状。在这个例子中，每个本体48大体上为椭圆形，因此具有主半径r₁和垂直于主半径r₁的次半径r2。然而，本体48可以具有替代的非圆形形状。例如本体48可以为三角形，矩形或者为其它n重旋转对称的形状，其中n为大于等于2的整数。第一搅拌器44的本体48角度偏离第二搅拌器46的本体48。在这个本体48大体为椭圆形的例子中，第一搅拌器44的本体48偏离第二搅拌器46的本体48的角度为90°左右，但是本体48彼此偏离的角度可以根据本体48形状而从该值变化。

每个搅拌器44、46还包括多个的表面接合构件，在这个例子中其为安装在搅拌器44、46的本体48上，以便向下朝向主体12的底板18延伸的刷毛50的形式。刷毛50优选大体垂直于本体48的下表面，且因此大体平行于搅拌器44、46的旋转轴线R₁，R₂。刷毛50优选由电绝缘的塑料材料形成，如尼龙。替代地，至少部分刷毛50可以由金属或复合材料形成，以便于释放带地毯的地面上残留的任何静电。作为刷毛50的替代，或在刷毛50之外附加地，搅拌器44、46可以包括至少一个柔性材料带。刷毛50的硬度优选高于搅拌器44、46的本体48的硬度。每个刷毛50有第一末端或者刷毛末端，位于搅拌器44、46的本体48的下方，该末端在与待清洁表面接合时可以相对于本体48弯曲。每个刷毛50还具有定位为与刷毛末端相对的第二末端，在这个例子中提供为刷毛50的相对末端。刷毛50的该第二末端在本体48绕搅拌器44、46的旋转轴线R₁和R₂转动时随着本体48移动。

刷毛50优选被布置在每个本体48上使得刷毛50布置为多组。多组的刷毛50绕搅拌器44、46的旋转轴线R₁、R₂成角度地间隔开。每组刷毛50定位在本体48的相应端部附近，因此取决于本体48形状，刷毛间隔开的角度可以为在60至180°范围内。在这个例子中，本体48大体为椭圆形，每个本体48包括两组刷毛52、54，每组定位在椭圆形本体48的相应端部附近，，所以刷毛50的组52、54间隔开的角度为180°。然而，由于第一搅拌器44本体48从第二搅拌器46的本体48偏离约90°，第一搅拌器44的刷毛50的组52、54从第二搅拌器的刷毛50的组52、54偏离的角度为90°左右。

在每一组刷毛52、54中，刷毛50被布置成多列。刷毛50的列优选大体平行，且在这个例子中大体平行于本体48的主半径r₁。在每列中，刷毛48被布置为沿着该列间隔开的多个簇或者丛，每个刷毛簇包括20和50根之间的刷毛。替代地，每列刷毛50可以是大体连续的。

每列刷毛50被固定在相应的刷毛保持构件56上，刷毛保持构件56进而连接到本体48。在这个例子中每个刷毛保持构件56包括五个刷毛簇。每个刷毛保持构件56一般为椭圆形，包括绕外周边表面延伸的槽58。槽58的宽度小于本体48的厚度。每个刷毛保持构件56定位在本体48中形成的相应的椭圆形孔中。每个孔具有连续的周边表面60。为了将每个刷毛保持构件56固定到本体48，每个刷毛保持构件56被定位在相应的孔内，且孔的周边表面60被人工变形，使得周边表面60进入槽58。由于槽58的宽度小于本体48的厚度，随着本体48随后被释放，本体形变而储存的弹性能促使本体48抵靠槽58的表面。本体48和刷毛保持构件56之间的接合防止在清洁过程中施加到刷毛50的扭矩导致刷毛保持构件56从本体48上脱落。

图8和图9示出了使搅拌器组件40相对于清洁头10的主体12旋转的驱动机构。驱动机构被布置为以500至5000rpm的转速旋转搅拌器44、46，且在这个例子中驱动机构被布置为以2500rpm左右的转速旋转搅拌器44、46。驱动机构包括位于涡轮腔72内的空气涡轮组件70。涡轮腔72位于连接到上主体部分16的盖件74的内部，盖件74为清洁头10的主体12提供了上表面。涡轮腔包括大致环形的进气口76，当清洁头10所连接的真空清洁器具的风扇单元运作时，空气流通过此进气口被抽吸进入涡轮腔72。多孔的覆盖物，如网筛，可以被安置在进气口76上以防止垃圾和灰尘进入涡轮腔74。

通过涡轮腔74的空气被排入到从主体12向后延伸到导管14的空气管道的上部部分78中。空气管道具有下部部分80，用于接收来自搅拌腔42的空气流。空气管道的上部部分78通过分隔壁82从空气管道的下部部分80分隔开，该分隔壁与上主体部分16是一体的。通过空气管道的上部部分78和下部部分80的空气流在吸气开口26和进气口76下游的导管14中会聚。

涡轮组件70包括叶轮84，该叶轮与叶轮驱动轴86一体或安装到其上，以与叶轮驱动轴一起旋转。例如，叶轮84可以模制或挤压到叶轮驱动轴86上。叶轮84包括绕叶轮84的外周边等距布置的叶轮叶片88的圆周阵列。叶轮驱动轴86的一端被可旋转地安装在涡轮组件72的定子90中。定子90包括定子叶片92的环状阵列，其绕环状定子本体94的外周边周向地布置，叶轮驱动轴86插入到该定子本体94内。定子本体94具有与叶轮84大体上相同的外直径，且定子叶片92大体上与叶轮叶片88有相同的尺寸。叶轮驱动轴86被支撑在定子本体94的孔眼内，使得叶轮叶片88定位为与定子叶片92相对。定子本体94被环状的定子框架96围绕，该框架与定子主体94限定环状的通道，定子叶片92位于此通道中。定子框架96还与叶轮84限定环状的通道，叶轮叶片88位于此通道中。定子叶片92，定子本体94和定子框架96可以方便地形成为单件。定子框架96的下端由上主体部分16支撑，且驱动轴86的下端由上主体部分16的分隔壁82支撑。

驱动机构进一步包括齿轮系，用于将叶轮84连接到搅拌器44、46。齿轮系的齿轮的旋转轴线大体上与叶轮84的旋转轴线平行，且与搅拌器44、46的旋转轴线R₁和R₂平行。齿轮系包括安装在叶轮84与定子本体94相对的一侧上的驱动齿轮98，用于随着叶轮旋转。驱动齿轮98可以通过干涉配合与叶轮84相连接。驱动齿轮98的齿与复合齿轮的输入齿轮100的齿啮合。该复合齿轮的输出齿轮102的齿与第一从动齿轮104的齿啮合。第一从动齿轮104的齿还与第二从动齿轮106的齿啮合。每个从动齿轮104、106可以形成搅拌器44、46的一部分。每个从动齿轮104、106包括环状搅拌器驱动轴108，该驱动轴穿过形成在分隔壁82上相应的孔。从动齿轮104、106每个由位于分隔壁82和从动齿轮104、106的搅拌器驱动轴108之间的轴承装置支撑，用于相对于分隔壁82旋转。复合齿轮可以由皮带和皮带轮系统替代，以将驱动齿轮98连接到从动齿轮104、106之一。

第一搅拌器44的本体48被连接到第一从动齿轮104的搅拌器驱动轴108的端部上，且第二搅拌器46的本体48被连接到第二从动齿轮106的搅拌器驱动轴108上。每个本体48通过相应的环状端盖110连接到相应的搅拌器驱动轴108。每个端盖110包括一对指状件，该指状件被首先插入本体48的中心孔，然后插入形成在搅拌器驱动轴108中的槽112中，使得本体48被夹在搅拌器驱动轴108的端部和端盖110之间。端盖110然后被螺钉或螺栓(未示出)紧固到搅拌器驱动轴108，螺钉或螺栓插过形成在端盖110和本体48中的孔，并拧到搅拌器驱动轴108中。用于将端盖110连接到本体48的螺钉，螺栓，夹具或其它可移除装置，允许使用者将本体48从清洁头10移除，例如用于维修或者更换。

因此，当空气流在容纳在连接到导管14的真空清洁器具中的马达驱动风扇单元的作用下被抽吸穿过涡轮腔72时，通过该空气流使得叶轮88相对于涡轮腔72旋转。叶轮88的旋转导致齿轮系转动，其导致第一从动齿轮104和第二从动齿轮106沿相反方向旋转，且从而导致第一搅拌器44和第二搅拌器46沿相反方向旋转。每个搅拌器44、46的本体48绕图7所示的相应路径P₁、P₂扫过。选择旋转轴线R₁、R₂的间距以及本体48的主半径r₁的大小，使得路径P₁、P₂相交。路径P₁、P₂大体上共面，从而搅拌器44、46的本体48扫过的区域存在重叠。图7中重叠区域OA被加了阴影。重叠区域OA主要位于搅拌器44、46之间，且靠近吸气开口26的后部。第一搅拌器44的本体48相对第二搅拌器46的本体48的角度偏移保证了本体48在搅拌器44、46绕各自旋转轴线R₁、R₂旋转时不会碰撞。

搅拌器组件40被布置在搅拌腔42内，使得在任意给定时刻不是搅拌器44、46的所有刷毛50都突出穿过吸气开口26。例如，如图2至9示出的搅拌器44、46的角度位置中，当第一搅拌器44的第一组刷毛52突出穿过吸气开口26时，第一搅拌器44的第二组刷毛54位于吸气开口26的后面。第一搅拌器的第一组刷毛52的刷毛50穿过吸气开口26突出如图4所示。另一方面，在该搅拌器44、46的角度位置中，第二搅拌器46的第一组和第二组刷毛50，52每一个的刷毛只有一部分穿过吸气开口26突出。

在这个例子中，搅拌器组件40被设置在搅拌腔42内部，使得在少于搅拌器44、46绕其旋转轴线R₁、R₂转动周期的一半的期间内，每根刷毛50突出穿过吸气开口26。选择本体48相对于吸气平面26的倾斜角度，本体48的中心与吸气平面SP的间距，以及刷毛50的长度，使得搅拌器44、46绕其旋转轴线R₁、R₂的旋转过程中，刷毛50大体上在清洁头所处的表面上扫过弧形的区域SA₁和SA₂。扫过的区域SA₁和SA₂也在图7中示出；当然刷毛50实际扫过的区域可以根据：刷毛接触待清洁表面时张开的程度、刷毛磨损程度、待清洁表面的平坦性及在铺地毯的地面上地毯被吸向或吸入吸气开口26的程度，而改变。扫过区域SA₁和SA₂大体从吸气开口26的相应侧壁28、30延伸到吸气开口26的中央，在其中点处靠近吸气开口26的前壁32行进。扫过区域SA₁和SA₂可以在吸气开口26的中央处重叠。

在使用中，底板18的下表面20定位在待清洁表面上。随着突出穿过吸气开口26的刷毛50接合待清洁表面，承载这些刷毛的搅拌器44、46的本体48的一个或多个部分向上朝向搅拌器驱动轴108弯曲，使得刷毛50大体上垂直于表面。本体48的弯曲还使得刷毛50的第二末端随着本体48向上朝向搅拌器驱动轴108移动。本体48的上表面与搅拌腔42的间距被选择为使得本体48在与待清洁表面接触而向上弯曲的时候不与搅拌腔42产生接触。在这个例子中，本体48的弯曲部分的上表面优选与搅拌腔42的间距为1至5毫米范围，以避免使用清洁头10的过程中因搅拌腔42和本体48接触而产生本体48的任何磨损。

由于刷毛50也是柔性的，位于最接近底板18的前工作边缘36、从而以最大程度突出穿过吸气开口26的刷毛簇的刷毛50趋向于张开。当清洁头连接的真空清洁器具被打开时，该器具的风扇单元抽吸第一空气流通过吸气开口26进入搅拌腔42，并抽吸第二空气流通过进气口76进入涡轮腔74。如上所述，第二空气流使叶轮88旋转，导致搅拌器44、46以相反方向旋转，使得搅拌器44、46的刷毛50在待清洁表面上的弧形区域SA₁和SA₂上扫过。刷毛50的末端在表面上扫掠的动作趋向于导致表面上任意相对大的碎屑，包括纤维或毛发，在刷毛50的末端前方和/或下方聚集成团。该纤维团可被容易地捕获到第一空气流中，且从而通过搅拌腔42和管道的下部部分80行进到导管14中以被输送到器具。

当刷毛簇扫过这些区域，刷毛50，及承载刷毛50的本体48的部分，以不同程度弯曲。由于在吸气开口26前部附近的刷毛趋向于张开，相对小的碎屑会暂留在刷毛50间，当刷毛50离开待清洁表面而释放时这些碎屑被捕获。

为了使这些碎屑从刷毛50上脱落，清洁头10包括一对斜面120、122，随着搅拌器44、46的转动，刷毛50在斜面上扫过。参考图8至12，每个斜面120、122连接到底板18且优选与底板18是一体的。斜面120、122被连接到底板18的上表面，使得它们定位为与吸气开口26的后壁32相邻，优选定位在该后壁32的紧后方，使得斜面120、122接合位于吸气开口26后方的刷毛50。每个斜面120、122相对于吸气平面SP倾斜。斜面120、122相对于吸气平面SP倾斜的角度可以沿着斜面120、122的长度变化，但在本实施例中，斜面120、122相对吸气平面SP的倾斜角度沿着斜面120、122的长度相对恒定。斜面120、122的倾斜角度大体与平面AP和吸气平面SP所夹的角度β相等。

斜面120、122的高度及倾斜度可被选择为使得刷毛50大致在斜面120、122的整个长度上与斜面120、122接触。替代地，刷毛50可以仅在斜面120、122的端部附近接合斜面120，122。斜面120、122绕相应搅拌器44、46的旋转轴线R₁、R₂成弧形延伸，使得搅拌器44、46的每根刷毛50可以在刷毛50绕搅拌器旋转轴线转动周期中的一段时间内与斜面120、122接触。在这个例子中，每个斜面120、122绕相应搅拌器44、46的旋转轴线延伸的角度为70°左右。随着刷毛50扫过斜面120、122，刷毛50张开以释放被捕获在刷毛间的碎屑。这些被释放的碎屑于是可以被夹带在穿过清洁头10的第一空气流中。

Claims

1.一种用于清洁器具的清洁头，该清洁头包括：

可旋转的搅拌器，该搅拌器包括驱动轴，连接到驱动轴的本体和安装在本体上的至少一个表面接合构件，每个表面接合构件具有用于接合待清洁表面的第一末端，和定位为与第一末端相对的第二末端，当第一末端与待清洁表面接合时第二末端可相对于驱动轴运动；

用于绕驱动轴的旋转轴线旋转搅拌器的装置，该旋转轴线相对于该开口的平面倾斜并朝向开口的后部倾斜，使得随着搅拌器旋转，所述至少一个表面接合构件在开口的前部附近穿过开口突出。

2.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述至少一个表面接合构件被连接到本体的部分，当表面接合构件的第一末端与待清洁表面接合时，本体的该部分可相对于驱动轴运动。

3.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体是柔性的。

4.如权利要求1中所述的清洁头，其中，在所述旋转轴线和所述开口的平面之间所夹的角度在70到85°范围。

5.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体为盘状。

6.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体为环形。

7.如权利要求1中所述的清洁头，其中，本体为大致平面形状，且优选地由片状材料形成。

8.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体为非圆形。

9.如权利要求8中所述的清洁头，其中，所述本体为n重旋转对称，其中n为等于或大于2的整数。

10.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体大致为椭圆形。

11.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述的至少一个表面接合构件包括安装在本体上的多个表面接合构件。

12.如权利要求11中所述的清洁头，其中，所述表面接合构件布置为安装在本体上的多列。

13.如权利要求12中所述的清洁头，其中，所述表面接合构件的列大体平行。

14.如权利要求13中所述的清洁头，其中，所述表面接合构件的列被布置为大体平行于本体的主半径。

15.如权利要求1中所述的清洁头，其中所述用于旋转搅拌器的装置包括空气涡轮组件，该空气涡轮组件包括用于驱动搅拌器的叶轮。

16.如权利要求15中所述的清洁头，其中空气涡轮组件包括将搅拌器连接到叶轮的驱动机构。

17.如权利要求16中所述的清洁头，其中，所述驱动机构位于搅拌器上方。

18.如权利要求16中所述的清洁头，其中，所述驱动机构包括多个齿轮。

19.如权利要求15中所述的清洁头，其中，所述开口被布置为允许第一空气流进入搅拌腔，清洁头包括涡轮进气口和管道，该涡轮进气口用于允许第二空气流进入空气涡轮组件，该管道用于接收来自搅拌腔的第一空气流和来自空气涡轮组件的第二空气流。

20.如权利要求19中所述的清洁头，其中涡轮进气口定位在搅拌器后方。

21.如权利要求19中所述的清洁头，其中涡轮进气口定位在所述开口后方。

22.如权利要求1中所述的清洁头，其中，所述本体位于开口的上方。

23.如前述权利要求中任一权利要求所述的清洁头，包括多个所述搅拌器，每个搅拌器具有旋转轴线，所述旋转轴线相对于该开口的平面倾斜并朝向开口的后边缘倾斜，使得随着搅拌器旋转，搅拌器的所述至少一个表面接合构件在开口的前边缘附近穿过开口突出。