CN103637747B - 具有清洁部件的搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有搅拌器和一个或多个清洁部件的清洁装置搅拌器系统。该搅拌器具有第一端、第二端、纵轴和一个或多个搅拌装置。一个或多个摩擦面可从主轴伸出。该清洁部件邻近该搅拌器并设置为在第一位置和第二位置之间移动。至少在该第二位置，该清洁部件啮合该搅拌器，如通过啮合该摩擦面以清除碎屑。搅拌器和清洁部件可整合入清洁头，该清洁头具有吸入喷嘴和供该搅拌器在其中旋转的腔，也可以设置使用例如弹性部件以移动该清洁部件的启动机构。还可以设置超载保护装置，该超载保护装置可根据该清洁装置在第一位置还是在第二位置调节其灵敏度。

Description

具有清洁部件的搅拌器

本申请是申请日为2009年3月17日、申请号为200980110915.5且发明名称为“具有清洁部件的搅拌器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种清洁装置，具体涉及一种具有从搅拌器中清除污垢和碎屑的部件的搅拌器。

背景技术

众所周知，在清洁装置技术领域，常使用搅拌器清洁表面，如地毯、室内装饰品以及裸露的地板等。这些搅拌器具有多种功能，且具有多种形式。搅拌器的一个典型实施例是一种管，该管绕其纵轴旋转并具有在该管旋转时搅动表面的一个或多个部件，这些部件典型地包括一个或多个刷毛簇，柔性翼片和突起等。搅拌器从表面移动或去除污垢，使清洁装置更易于收集污垢。搅拌器用于多种清洁装置，包括真空吸尘器、清扫机、湿法除尘器（wetextractor）等。在清扫机中，搅拌器典型地移动污垢或直接把污垢扔进容器中。在真空吸尘器或类似装置中，污垢可以被带入清洁装置内由真空产生的气流中，并由此输送至过滤袋、旋风分离器、或真空吸尘器内的其它污垢收集装置中。并入本发明的专利号为4,372,004的美国专利，提供了一个这种搅拌器的例子。

发明内容

在一个示例性方面，本发明可提供一种清洁装置搅拌器系统，该清洁装置搅拌器系统具有搅拌器和一个或多个清洁部件。该搅拌器包括主轴、一个或多个搅拌装置、及一个或多个摩擦面，该主轴具有第一端、第二端、和在该第一端和第二端之间延伸的纵轴；该搅拌装置从该主轴伸出至第一径向高度；该摩擦面从该主轴伸出至第二径向高度。该一个或多个清洁部件设置为至少与该搅拌器的一部分相邻，且该清洁部件设置为在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，该清洁部件不啮合该摩擦面，在该第二位置，该清洁部件咬合该摩擦面以将碎屑从该搅拌器上清除。

在另一个示例性方面，本发明可提供一种用于清洁装置的清洁头，该清洁头包括吸入喷嘴、与该吸入喷嘴相邻并流体连通的搅拌器腔、搅拌器、一个或多个至少与该搅拌器的一部分相邻的清洁部件、以及啮合机构。该搅拌器包括主轴、一个或多个搅拌装置、及一个或多个摩擦面，该主轴具有第一端、第二端、和在该第一端和第二端之间延伸的纵轴，该主轴可旋转地安装于搅拌器腔内；该一个或多个搅拌装置从该主轴伸出至第一径向高度，并具有足够的径向高度以在主轴旋转时延伸穿过该吸入喷嘴；该一个或多个摩擦面从该主轴伸出至第二径向高度。该启动机构设置为使该一个或多个清洁部件在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，该一个或多个清洁部件不啮合该一个或多个摩擦面，在该第二位置，该一个或多个清洁部件啮合该一个或多个摩擦面以将碎屑从该搅拌器上清除。

在另一个示例性方面，本发明可提供一种旋转清洁器，该旋转清洁器具有搅拌器、将力矩施加于该搅拌器以使该搅拌器绕旋转轴旋转的马达、至少与该搅拌器的一部分相邻的一个或多个清洁部件、以及当力矩超过阈值时停止将力矩施加于该搅拌器的超载保护装置。该搅拌器包括主轴及一个或多个搅拌装置，该主轴具有第一端、第二端、和在该第一端和第二端之间延伸的纵轴；该搅拌装置从该主轴伸出至第一径向高度。该一个或多个清洁部件可在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，该一个或多个清洁部件与该主轴的旋转轴间隔第一距离，在该第二位置，该一个或多个清洁部件与该旋转轴间隔第二距离。该一个或多个清洁部件至少在该第二位置上将碎屑从该搅拌器上清除。

附图说明

本发明的多个示例性方面将通过下文的详细描述以及附图而变得易于理解，其中这些描述和附图仅为示例性的，并非用于限定本发明。

图1为具有示例性搅拌器清洁部件的搅拌器的立体图；

图2A为图1中搅拌器的立体图，图中该搅拌器与清洁部件啮合；

图2B为图1中搅拌器的立体图，图中该搅拌器与清洁部件分离；

图3A为图1中搅拌器的端视图；

图3B为图1和图3A中搅拌器的另一个端视图，图中该搅拌器位于相对于图3A的视图旋转后的位置；

图4为具有示例性搅拌器清洁部件的另一个搅拌器的端视图；

图5为具有示例性搅拌器清洁部件和清洁部件组合的另一个搅拌器的部分立体图；

图6A为图5中搅拌器的端视图；

图6B为图5和图6A中搅拌器的端视图，图中该搅拌器位于相对于图6A的视图旋转后的位置；

图7为具有示例性搅拌器清洁部件的另一个搅拌器的端视图；

图8为另一个示例性搅拌器一端的部分等距视图；

图9为一个实施例的搅拌器的剖面图；

图10为另一个示例性清洁部件的剖面图；

图11A至图11C为结合另一个实施例的刷辊清洁装置的清洁头的剖面图，图中以三种操作位置显示；

图12为具有可拆卸清洁系统的另一个搅拌器的侧视示意图。

具体实施方式

已经发现，用于真空吸尘器、地板清扫机及类似装置的旋转搅拌器可以将大量的各种类型的污垢和碎屑收集到该搅拌器上。例如，这些碎屑可包括人和动物的毛发、细绳、线丝、地毯纤维及其他被拉伸而缠绕在搅拌器上或其他方式附着在该搅拌器上的物质。另已发现，累积的碎屑能以各种方式降低搅拌器的性能。例如，碎屑可能会覆盖在搅拌刷毛上并削弱搅拌器搅动表面的能力。此外，搅拌器上的碎屑可以通过缠绕在轴上或通过与清洁头形成额外的摩擦而阻止搅拌器的旋转。如果不将这些碎屑移除，这些碎屑还可能积聚或迁移至该搅拌器的末端并进入轴承区域，而在轴承区域这些碎屑可能会引起粘连、消除轴承润滑、或以其他方式产生高度摩擦、过热、或其他可以损坏轴承或安装结构的不希望发生的情况。此外，在搅拌器上积聚的碎屑可能引起搅拌器内的不平衡，从而使搅拌器在旋转时，产生噪音和/或振动。

累积在搅拌器上的碎屑往往很难去除，因为这些碎屑紧紧地包裹着搅拌器并与刷毛缠结在一起。清洁装置的使用者常常必须将该装置倒置，以用诸如小刀、剪刀或其它器具等手工工具将碎屑清除。手工清除可能不卫生并耗时，而且如果使用者没有按照说明书关闭真空吸尘器，可能会使使用者触碰到正在转动的搅拌器。

本发明大体上提供了一种具有清除搅拌器上的污垢和碎屑的部件的搅拌器。该清洁部件可包括一个或多个在搅拌器机身上的表面，一个或多个清洁部件或其他装置，该其他装置设置为向该表面移动以进行啮合从而切割、磨断、剥去或以其他方式去除已缠绕在搅拌器上的碎屑。本发明的实施例可与任一种清洁装置结合使用，如直立式真空吸尘器、罐式真空吸尘器、中央真空系统、粉末或流体清除机、或清扫机等。例如，在图1所示的一个实施例中，本发明可提供一个安装于清洁头102内的搅拌器100，该搅拌器100可用于地板清扫机或真空吸尘器。该清洁头102是本领域已知的，且该清洁头102可包括如马达114的部件以通过传送带116或齿轮或其他已知机械装置驱动该搅拌器100，该清洁头102还可包括污垢容器、在地板上以固定或可变高度支撑该清洁头102的轮子、及一个或多个通向真空源的气道等。可使用搅拌器的多种装置的非限制性例子参见公开号为2006/0021184的美国专利申请，及专利号为6,502,277和7,163,568的美国专利，上述参考文献并入本发明。该马达114可驱动真空风扇或叶轮，或者也可以仅专用于驱动该搅拌器100。

如图1所示，示例性的搅拌器100可包括管状主轴104，多个搅拌装置（如所示刷毛106）从该管状主轴104上延伸。若需要，刷毛106可以拆卸，以使刷毛106磨损或损坏时可进行更换。在替代实施例中，可以使用不同数量、配置和类型的搅拌装置，并且该搅拌装置可以按任何已知方法进行安装。例如，一个或多个刷毛106可由一个或多个打浆刀（设置为单独部件或作为主轴104的一部分）、翼片、或其他搅拌器所代替。根据本发明的披露，搅拌装置的数量、配置和类型的变化对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

该示例性搅拌器100通过一个或多个轴承、轴衬或类似的装置安装于清洁头102内。搅拌器100可安装在每一端，但也可通过沿其长度设置的中间轴承或轴衬安装。在示例性实施例中，搅拌器100通过一对使搅拌器相对于清洁头102旋转的安装组件110安装至该清洁头102，该安装组件110是本领域已知的。

该示例性搅拌器100还设置有一个或多个摩擦面112，该摩擦面112从该主轴104径向伸出。该示例性搅拌器100可具有两个摩擦面112，该摩擦面112形成缠绕该主轴104的螺旋形的脊，且大约延伸至该主轴104的整个长度。该摩擦面112的螺旋状设置使摩擦面112沿着该可旋转搅拌器100的长度方向及围绕该可旋转搅拌器100的周边分散。该摩擦面112可以是独立的部件，并通过螺丝或其他连接机构，比如舌榫配件、粘合剂等与主轴104连接。可替代地，该摩擦面112可形成或浇铸成型为该主轴104的一部分，并且该摩擦面112的径向高度大于主轴104的剩余部分的径向高度，该刷毛106或其他搅拌装置从该剩余部分伸出。

如图2A和图2B所示，该示例性搅拌器100可具有诸如刀片202的清洁部件，该刀片202与该搅拌器100平行设置并沿摩擦面112的长度方向延伸。如图2A所示，该刀片202可移动靠近摩擦面112，以接触或几乎接触该摩擦面112。在该搅拌器100旋转时，刀片202的底部刀刃204压紧并切除该底部刀刃204和摩擦面112之间的碎屑和其他物质。借此，该刀片202和摩擦面112松散碎屑或将碎屑从该搅拌器100上切除，包括被拉长缠绕在该搅拌器100周边的碎屑。在任何时候，示例性实施例中的刀片202可在沿着该搅拌器100长度方向的一个或多个位置靠近该摩擦面112。在图2A和图2B所示的实施例中，接触通常发生在任意给定的搅拌器方位的两个点上。当搅拌器100旋转时，由于摩擦面112的螺旋形状，螺旋状摩擦面112和刀片202之间的啮合点沿搅拌器100的长度方向侧向移动。因此，该旋转螺旋摩擦面112实现了一种切割模式，即在搅拌器旋转时，松动该搅拌器100整个长度方向上的碎屑。碎屑的松动使得真空吸尘器或其他收集装置更易于将碎屑从该搅拌器100上清除。

在任何时候，刀片202可以保持在如图2A所示的操作位置，或者可以选择性地启动以移入或移出该搅拌器的清洁部位。图2B中该搅拌器清洁部件处于停止活动状态，其中该刀片202自该搅拌器100缩回。可以设置任何合适的机构，以使该刀片202朝向或远离该搅拌器100移动。在本示例性实施例中，该刀片202在其相对的两端具有孔206。弹簧208安装在这些孔206中，并向壳体部件（图3A、图3B中的304）施加压力以使刀片202偏移离开该搅拌器100。该弹簧208也有利于维持刀片202沿摩擦面112长度方向的轴向平衡，该弹簧208实现该功能的方式将在下文中结合图3A和图3B进行描述。

图3A、图3B说明了处于启动状态的启动机构300的一个示例性实施例。该启动机构300包括按钮302、支撑表面304、弹簧206、及清洁头102的顶面。使用者可以对该按钮302施加一个向下的力310，比如用使用者的脚，迫使刀片202向下穿过该支撑表面304。然后，刀片202位于邻近摩擦面112的位置。弹簧206可以位于按钮302的任一侧，这样使按钮302作为中心支点，通过该支点，使刀片202和摩擦面112之间的力能够获得平衡，以防止过大的力传递到该刀片202的任何一端。

该刀片202的向下移动，会朝向支撑表面304压缩该弹簧206，因此需要一个持续的向下的力310以保持刀片202与摩擦面112相邻。若需要，可以设置锁或其他机构以使该刀片保持在这一位置，从而无需对按钮302继续施加力。当使用者停止施加力310时，弹簧206使刀片202向上移动，并远离该搅拌器100，与搅拌器刷毛106脱离接触，从而使该清洁机构停止活动。

如图3A、图3B所示，该刀片202可与刷毛106和摩擦面112相互作用。最佳地如图3B所示，该刷毛106从该搅拌器100的旋转轴延伸出第一距离（在本发明中该距离指径向高度），该摩擦面112从该搅拌器100的旋转轴延伸出第二距离。优选地，该刷毛106的径向高度大于该摩擦面112的径向高度，但并非在所有实施例中都有这种要求，例如，在一些实施例中，摩擦面112可作为具有与刷毛类似或同样的径向高度的打浆刀。

在本示例性实施例中，刷毛106比摩擦面112从主轴延伸出更远的距离，因此当刷毛106从刀片202下方通过时，会发生弯曲。刷毛106和摩擦面112之间足够的圆周空间能防止刷毛106在弯曲时被夹在摩擦面112和刀片202之间。当刀片202使刷毛106弯曲时，会使刷毛106受到某种程度的磨损，但考虑到该装置或该刷毛的预期使用寿命，这种磨损是极微小的或可以容忍的。如图3B所示，摩擦面112与刀片202啮合，这可能发生于刷毛106从刀片202下方通过之前或之后。当然，如果在刀片202被压下时，搅拌器100持续旋转，该刷毛106和摩擦面112可交替地接触刀片202。当刀片202缩回时，刀片202会离开摩擦面112和刷毛106，或者仍与刷毛保持轻微接触以继续清洁刷毛。

可以理解，通过改变刷毛106和/或刀片202的柔韧性，或通过改变刷毛106、刀片202和摩擦面112的各种尺寸规格，可以减小对该搅拌器旋转的过度磨损和阻抗。例如，刷毛106的柔韧性可通过改变其物理成分，增加刷毛从主轴104表面伸出的高度而改变。

图3A、图3B还包括插入的小图，该插入的小图以放大细节的方式示出了该示例性的刀片202。本示例性实施例中的刀片202包括2毫米厚的钢板，刀片202的底部刀刃204被碾磨以产生一个约0.5毫米厚的接触表面306。较狭窄的接触表面306可以增大由刀片202施加于该摩擦面112或位于该摩擦面112上的颗粒或物质上的表面压力。也可以将该接触表面306的前缘做成圆形以减小对刷毛106的磨损。

除了上述描述的示例性实施例外，本发明可以包括很多实施例。例如，摩擦面112可包括凹凸不平的脊或分离的突起，该脊或突起从主轴104的纵轴上延伸出任一合适的径向距离。在一些实施例中，摩擦面112比刷毛106从该主轴104延伸出更大的径向距离。在其他实施例中，摩擦面112可仅从该主轴104伸出很短的距离。此外，该摩擦面112可包括螺旋状的脊，该螺旋状的脊并非连续覆盖于该搅拌器100的整个长度上。后者的配置可以用于，例如，使驱动带在位于沿该主轴104的中间位置的滑轮上与该主轴104相接触。

尽管图1的示例性实施例中摩擦面112作为部件连接到主轴104，而在其他实施例中，摩擦面112也可以与该主轴402一体成型。例如，图4描述了搅拌器400的一个替代实施例，其中，主轴402有具有椭圆形横截面轮廓，而非典型的圆柱形轮廓，且该椭圆形轮廓的远端设置有类似于图1所示摩擦面112的摩擦面404。在其他实施例中，其他主轴轮廓可以设置一体成型的摩擦面112。但是，和前述的实施例相比，本实施例的摩擦面404具有从该主轴表面的剩余部分延伸出更大径向距离的主轴的分散部分。本领域的普通技术人员应当理解，可设置许多其他构造的摩擦面112，以便于松散、剪割、撕裂、切割或切碎搅拌器100上的碎屑。

还可以理解，本发明的其他实施例可以使用任何适当的替代物以替代该示例性的切割刀片。例如，替代实施例中可以有许多刀片。此外，图1至图4中的刀片202与主轴104成直角，而替代实施例中的刀片可以设置为与主轴104成各种角度。本发明还包括在环绕该搅拌器周边的不同位置设置多个刀片。在一个实施例中，在该搅拌器的两个相对侧设置两个刀片，刀片的相对设置可有助于在搅拌器清洁部件启动时在搅拌器上产生两个互相抵消的力，借以减少施加于轴承和安装组件110上的合力。

应当理解，该刀片202可以包括任何弹性材料，且该刀片202不需要具有类似锋利的刀刃或简单的平面结构。刀片202可以包括多种材料，优选的是足够耐热和耐磨的材料，以产生和承受足够的摩擦，从而有效地清除缠结的物品。该刀片202也可以经挑选或改良（如通过抛光）以减少或最小化刷毛106的磨损量。本发明也可以用研磨表面作为清洁部件以代替刀片202，或将该刀片202处理或塑形以增强其磨损性。还应理解，刀片202仅是可用于本发明实施例的清洁部件的一个例子。例如，刀片202包括直径或大或小的圆条，或者该刀片202被该直径或大或小的圆条替代，该圆条移动至与摩擦面接触。

还应理解，刀片202或多个刀片及（多个）摩擦面112的几何形状能够决定摩擦面112和刀片202之间的啮合模式。在所示实施例中，刀片202和摩擦面112至少在两点相互邻近，无论该搅拌器100的方位如何，由于摩擦面112以螺旋的形式围绕主轴104的周边延伸，这阻止了刀片202失去平衡，并阻止了刀片202在摩擦面112的一侧比在另一侧更倾斜靠近搅拌器100。可替代地，如果发现在操作过程中不会引起任何问题，上述设置并非是必要的。在其他实施例中，搅拌器100可设置材料环，以控制刀片202朝向搅拌器100移动。例如，如图8所示，摩擦面材料环802可设置于该搅拌器100的每一端或中间位置（图中仅示出该搅拌器一端的一个环）。在本实施例中，刀片202靠在环802上，防止了沿该搅拌器100的轴向长度方向的任何失衡。在本实施例中，当刀片202启动时，刀片202和环802之间的持续接触可能会增加环802的磨损，因此，若发现这种问题，该环802可用更加耐热的材料构成。搅拌器100两端的环802也可以是圆锥形或尖锥形，以增加朝向该搅拌器100两端的直径，从而有助于防止污物和碎屑从远离搅拌器112两端的地方通过，从而有可能防止污染该搅拌器的安装轴承。为进一步保护轴承不被污染，可在安装搅拌器100的壳体上设置环形壁（图中未示出），以环绕每一个端环802，而且可以设置穿过该壁的槽，以使该刀片202与环802接触。

该刀片202优选地被塑造为沿该摩擦面112的整个长度与该摩擦面112接触，以防止在清洁过程中漏掉污点。例如，该刀片202可大体上是直的，而摩擦面112可具有大体上恒定的径向高度以有助于确保刀片202和摩擦面112沿着它们的整个长度接触。如上所述，刀片202可与该摩擦面112实际接触，或与摩擦面112保持很小的距离。本发明还可用任何其他的多种啮合方式替代实施，啮合方式从该清洁部件和该摩擦面之间的间断啮合点，到贯穿整个搅拌器的连续的长条。

啮合方式可能影响装置操作的多个方面，包括碎屑清除的彻底性和清洁部件对搅拌器旋转产生的阻抗。在某些情况下，稀疏的啮合方式可以充分地清除碎屑而不会过度地阻碍搅拌器的旋转。在另外一些情况下，优选地，该清洁部件或多个清洁部件可向摩擦面施加较大的压力以清除紧密缠绕的碎屑。在一些实施例中，啮合的方式仅覆盖搅拌器长度的一部分，比如碎屑可能累积的部位，或清洁部件的长度可以小于搅拌器的长度，但该清洁部件可以沿该搅拌器的长度方向移动并在需要清除碎屑的部位将其压紧。而且，可以沿该搅拌器长度设置多个清洁部件，该清洁部件可以单独操作以清洁该搅拌器的选定部位。在该清洁部件对该搅拌器的旋转产生较大阻力的实施例中，可以选择驱动马达以保证当该清洁部件啮合时该搅拌器能够持续旋转。根据本发明的披露，上述和其他实施例对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

摩擦面112和清洁部件的相对方位可产生多种物理作用。例如，图1到图2B的示例性实施例中的螺旋形摩擦面112与刀片202的相互作用可在搅拌器100上产生推力负荷。该推力负荷可以在其中一个纵向方向上对搅拌器100施力，从而可能会减少端部的承受该推力负荷的轴承寿命。尽管这样的推力负荷的大小可能是无关紧要且可以忽略的，然而在一些实施例中，本发明可包括解决如推力负荷之类物理作用的设置，其中一个这样实施例中的摩擦面112与图1中的摩擦面112相似，但其中，该摩擦面112在摩擦面112的中点反转其螺旋形缠绕方向，这种设置产生了两种相反的推力负荷，并因此中和了所有在搅拌器上产生的侧向力。可替代地，承受该推力负荷的位于搅拌器端部的轴承可简单地选择为能在所需的搅拌器寿命周期内承受该负荷。

如图3A至图3B所示，刀片202可线性移动以啮合该摩擦面，但并非所有实施例都有这种要求。例如，在图7的可替代的示例性实施例中，刀片702安装在枢轴708上，该枢轴708使刀片702在该枢轴上转入或转出与摩擦面112的啮合。若需要停止刀片702活动，可以将刀片702转出（箭头706）以与搅拌器脱离啮合。若需要，可设置弹簧（图中未示出）使刀片702偏移以接近或远离搅拌器，并且若需要，也可以使用其他部件。在其他示例性的实施例中，刀片可设置为避免与刷毛接触。例如，刀片可以被齿轮机构驱动上下移动，该齿轮机构可定时围绕搅拌器旋转，以升高该刀片进而清洁该搅拌器刷毛，然后降低该刀片以靠近该摩擦面。可替代地，该刀片可以塑造为与该搅拌器相反方向旋转的螺旋式部件。还应该理解，在其他实施例中，可以使用任何其他合适的机构或方法，使刀片或其他清洁部件选择性地被启动和停止活动。例如，开关启动的电螺线管可被通电并向该刀片202（或与该刀片操作连接的联动装置或其他机构）施力，以移动该刀片202与摩擦面112啮合。

图5描述了具有搅拌器清洁部件的搅拌器100的另一个示例性实施例，在本实施例中，该清洁部件包括刀片502，该刀片设置为横穿该搅拌器100的长度同时大体上与相应的摩擦面112相邻。该刀片502的操作类似于车床，从搅拌器100的整个长度上清除碎屑。本实施例中的该刀片502设置为邻近主轴104，且大体上位于与该主轴104的纵轴垂直的方向。因此，该刀片502位于大体平行于搅拌器100旋转方向的方位，并倾向于穿过刷毛或穿过形成每个刷毛的单个纤维。因此，预计本实施例不会对刷毛106产生过度的磨损。该刀片502设置为可横穿该搅拌器100并清除主轴104长度方向上的碎屑。例如，刀片502可以安装在邻近且平行于该搅拌器100的轨道504上。

图6A和图6B对图5的实施例进行了更为详细的描述。如图6A所示，当搅拌器100旋转时，刀片502通过切割摩擦面112上的碎屑，而将碎屑从搅拌器100上清除。当摩擦面112旋转经过刀片502时，如图6B所示，刀片502穿过刷毛106且不接触主轴104。

图6A和图6B也示出了，刀片502可以安装在刀片组件650上。该刀片组件650可以包括对定位和操作刀片502有用的任何部件。例如，刀片组件650可以包括滑块660、刀片夹670以及弹簧680。该滑块660将该刀片组件650安装在轨道504上。刀片夹670夹持该刀片502（该刀片可移动、可更换），并可以通过枢轴销662使刀片502和滑块660枢转连接。弹簧680位于滑块660和刀片夹670之间以提供弹性偏压力，使刀片夹670相对于滑块660枢转。滑块660和刀片夹670之间的角度可随弹簧680的伸展或压缩而增加或减小。因此，弹簧680可使刀片502偏移靠近摩擦面112，但是，如果刀片502遇到无法切断或不能一次性切断的障碍物时，使刀片502移动远离搅拌器100（通过压缩弹簧680）。尽管弹簧680被显示为压缩弹簧，该弹簧680也可以位于拉伸状态（即该弹簧被拉伸，而非被压缩，以使刀片502离开搅拌器100）。

该刀片502可以通过任何合适的方法或手段沿着搅拌器100移动。例如，在一个实施例中，使用者可以手动地将刀片组件650沿着轨道504前后滑动。可替代地，电动马达可使该刀片组件650沿轨道504移动。为达到此目的，该轨道504可包括，例如螺纹，该螺纹与穿过该滑块660的相应的螺纹孔相啮合以使该滑块660前后移动。可替代地，安装了刀片组件650的轨道504的一部分可沿搅拌器100纵向移动。根据本发明的披露，本领域的普通技术人员将会理解用于使该刀片沿搅拌器移动的其他合适的方法和机构。

还可以理解，可以对图5至图6B所示实施例进行任何其他合适的修改。例如，可以用多个刀片取代该刀片502，而且该（多个）刀片可与该主轴104形成另外的角度或多种角度。此外，任何能够夹持该刀片502以与该搅拌器100接触的弹性材料或机构也可以代替该弹簧680。进一步地，在其他实施例中，该刀片组件650可配置为使该刀片502与主轴104在两个摩擦面112之间的一个或多个位置上接触，以尽可能地进一步增强其清洁性能。根据本发明的披露，本发明所披露的实施例的上述和其他变化对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

可采用任何合适的方式使图5至图6B示出的搅拌器清洁部件启动及停止活动。例如，该搅拌器清洁部件可简单地通过停止沿该搅拌器100来回移动而停留在某个位置而停止活动。在一个替代实施例中，刀片502可以设置为枢转远离该搅拌器100以防止该刀片接触摩擦面112和/或刷毛106。在另一个实施例中，刀片组件650可以滑到搅拌器100的末端以外的位置从而使该搅拌器清洁部件停止活动。在又一个实施例中，该搅拌器清洁部件可以选择性地连接到该清洁头102。例如，当需要清洁该搅拌器时，使用者可以将该轨道504和刀片组件650扣在该清洁头102上，并且在清洁完成后将它们拆下。其他变化对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

如上所述，本发明所描述的搅拌器清洁部件可由手动操作，或使用马达或其他机械或电动装置操作。例如，图3A和图3B中所描述的用来操作该清洁部件的按钮可以由电操作的螺线管或其他自动操作的或由使用者手动操作（如按下开关启动螺线管，或通过任何方法的组合）的其他机械的或机电系统来替代。更进一步地，本发明的实施例可以包括许多方法，以用于选择何时启动该搅拌器清洁部件。在一个实施例中，无论何时需要清洁，使用者手动启动该清洁部件。在另外的实施例中，根据预设的时间表或基于任何类型的反馈或前馈控制系统，该清洁功能部件可以自动启动。例如，微处理器可接收关于搅拌器旋转的阻力的数据，而该搅拌器旋转的阻力由搅拌器上聚集的碎屑所引起，当这种阻力被认为超过预设阈值时操作该清洁部件。再一些实施例中，可能在该搅拌器运转达到预设时长后，以信号的形式通知使用者启动该清洁部件，或者按照预设的次数自动执行该清洁操作。根据本发明的披露，控制系统的其他变化对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

在使用者手动操作该清洁部件的实施例中，使用任何适当的界面和/或控制模块使使用者启动该清洁部件。例如，可以使用电动或机械按钮、操纵杆或开关，并且这些控制装置可设置在该清洁装置的任何地方。例如，控制按钮可设置在直立式真空吸尘器的把手上或与地板接合的清洁头上。当然，根据本发明的披露，前述实施例的多种变化对本领域的普通技术人员是来说显而易见的，而且这些实施例均包含在在本发明的范围内。

参见图9，图中示出了一个示例性实施例的搅拌器900的剖面图。该搅拌器900包括摩擦面912、多排的刷毛906，该摩擦面912及该刷毛906围绕该搅拌器主轴904以螺旋状排列（如图1所示的那样）。图9所示的搅拌器900设置为按顺时针方向旋转，但也可以按逆时针方向旋转。在本实施例中，摩擦面912位于刷毛906向前约为40度，如图中角A1所示。图9还示出了刷毛的径向高度（距离R1）和摩擦面的径向高度（距离R2），以及主轴904的半径（R3）。已发现，R1与R2之间的差异能够影响刷毛的磨损，这种磨损是由刷毛与刀片202或其他清洁部件接触引起的，因为该清洁部件必须穿过该距离以接触该摩擦面912。因此，例如，若刷毛的径向高度（R1）显著大于该摩擦面的径向高度（R2），则当刀片202被下压以啮合摩擦面912时，刀片202将接触到刷毛906的更多部分。在一个实施例中，（R1-R3）/（R2-R3）的比率值至少约为0.4，或约为0.5是理想的。

图10说明了可用于本发明实施例的刀片1000的另一个实施例。该示例性刀片1000由钢板制成，且刀片1000的长度和与其一起使用的刷辊（brushroll）和/或摩擦面的长度大约相同。在一个示例性实施例中，该刀片1000的厚度T1约为3毫米（mm）。该刀片的前侧1002（即搅拌器旋转时摩擦面移动靠近的那一侧）具有前倒角1004，该前倒角1004相对于与该前侧1002垂直的线延伸出约70度的角A2（或相对于该前侧1002的平面或相对于该刀片1000的中心线约20度）。该前倒角1004被切掉约为1.5mm的深度T2。此外，该刀片的后侧1006（与前侧1002相对的一侧）可具有倒角1008，该倒角1008相对于与该后侧1006垂直的线形成约70度的角A3（或相对于该后侧1006的平面或相对于该刀片1000的中心线约20度）。该后倒角1008可具有的深度以留出宽度T3约为1.0mm的大体上平坦的接触表面1010。根据示例性的3mm的刀片1000，该后倒角1008的深度约为0.5mm，从而获得1.0mm的接触表面1010。该刀片的高度（即从接触表面1010到远端的距离）可随预期用途、刷毛的高度及摩擦面的高度等而不同，已发现在某些情况下，30mm左右的高度是合适的。此外，倒角1004、1008在其与前侧1002和后侧1006和/或接触表面1010相遇的边缘，可以为圆形以助于减少对刷毛的磨损。尽管前述刀片是合适的，在无需过度实验的情况下，其他刀片设计对业内人士来说是显而易见的。例如，可以使用其他尺寸或形状轮廓的刀片，或刀片可相对于该搅拌器旋转的方向反转。

图11A至图11C示出了本发明的另一个示例性实施例的刷辊或搅拌器清洁装置的剖面图。图中示意性地示出了真空吸尘器清洁头1100。该清洁头1100可以包括中央或罐式真空吸尘器的动力头、或直立式真空吸尘器的喷嘴基座、或任何其他真空清洁装置。该清洁头包括安装在搅拌器腔1104内的搅拌器1102。气道1106从搅拌器腔1104延伸至真空源（图中未示出），这是本领域公知的。该搅拌器腔1104具有面朝下的开口1108以用于接收进来的污物和碎屑。一个或多个肋板1110可延伸跨过该开口1108以防止大的物体如布块和电线通过该开口1108进入。这些肋板典型地由塑料制成，并与该清洁头1100的外壳部件一体成型，或用钢丝做成并安装于清洁头1100外壳部件内。

如附图所示，该搅拌器1102包括摩擦面1112和刷毛1114，与前文所述的或其他结构中的一样。刷毛1114可延伸穿过该开口1108以搅动下面的表面。刷毛1114可横跨该肋板1110，或肋板1110可简单地穿过形成每个刷毛1114的纤维。摩擦面1112的径向高度可等于或大于该搅拌器1102的旋转轴到肋板1110的距离。在这种情况下，可能必须移动该肋板1110或修饰其轮廓，以避免与摩擦面1112接触，或在摩擦面1112上刻槽以避免接触到肋板1110（或两种方法同时采用）。在其他实施例中，摩擦面1112可能没有足够的径向高度接触到肋板1110。

可能需要在摩擦面1112与肋板1110之间保持一定的距离，比如2mm左右。此外，刷毛1114可能需要穿过该开口1108底边延伸约2.5mm或更长，以提供更好的清洁性能。若使用厚度约1.5mm的钢质肋板，可以设置约10mm长的刷毛1116，以及相对于柱形搅拌器主轴1118约4mm高的摩擦面。但是，其他变形当然也是可能的，而且本段所描述的示例性尺寸不应理解为对本发明的限制，除非所附权利要求书中具体列举了这些尺寸的数值。

图11A至图11C所示的示例性实施例还描述了具有刀片1120形式的清洁部件。刀片1120安装在槽状轨道1122内。该轨道1122由垂直方向向后旋转成一角度，以有助于减少清洁头1100的总高度。如图2A、图2B所示实施例中的弹簧可以用于将该刀片1120弹性安装于轨道1122内。如图11A所示，当不使用刀片1120时，刀片1120便缩回至轨道1122内，这样刀片1120就不会接触到刷毛1114或摩擦面1112。脚踏板1124用于当希望清洁该搅拌器1102时供使用者压下。该脚踏板1124安装于枢轴1126上并包括摇杆臂1128。连杆臂1130在枢轴1132处与摇杆臂1128连接，该枢轴1132偏离摇杆臂枢轴1126。因此，当压下该脚踏板1124时，连杆臂1130朝向清洁头1100的后部被拉回。连杆臂1130的另一端通过另一个枢轴1134安装在曲柄臂1136上。该曲柄臂1136包括，例如枢转安装在一个或多个轴衬1138上的轴，这样连杆臂1130围绕该曲柄臂1136枢转移动。该曲柄臂1136包括一个或多个延伸至刀片1120的末端的板弹簧1140（该末端是指距离搅拌器1102最远的一端）。该板弹簧1140随曲柄臂1136一起旋转，在它们旋转时，将刀片1120压下以与摩擦面1112接触，如图11B所示。

使用板弹簧1140或其他具有弹性或压缩性的部件以传递用户操作型刀片启动机构的运动（本实施例中，为脚踏板1124），有助于防止使用者给刀片1120和摩擦面1112施加过度的压力。这种过度的压力会增加不必要的磨损，增大搅拌器驱动组件上的力矩，甚至损害零部件。如图11C所示，若使用者在某一特定点之外的位置压下脚踏板1124，则板弹簧1140会发生弯曲，从而可以防止给刀片1120施加过度的压力。一旦刀片1120位于理想的最远的位置，本特殊实施例中的板弹簧1140还可以抵靠槽的端部，这样，任何施加给脚踏板1124的额外的力将被施加给位于槽1140端部的刀片轨道1122的一部分，而非施加给刀片1120。使用诸如板弹簧1140这样的弹性部件，还能使刀片1120在遇到其不能从搅拌器1102上切割或撕碎的物体时缩回到轨道1122内。板弹簧1140或其他弹性部件还有助于使使用者不受可能在刀片1120接触刷毛1114和摩擦面1112时所产生的振动的影响。在所示实施例中，板弹簧1140的材质可包括典型的弹簧钢、塑料或其他材料。可调整板弹簧1140的几何形状和材料，以获得期望的超载保护和其他益处，这是本领域的普通技术人员可以理解的。

前述示例性实施例仅提供了弹性部件用于将用户施加的操作力传递给刀片的一个例子。在其他实施例中，该弹性部件可以包含其他类型的弹簧，如螺旋弹簧、气压或液压缸、弹性体诸如开孔或闭孔泡沫块、橡胶等。此外，该弹性部件可在压缩状态下操作，例如悬臂部件（如图所示），或在拉伸状态下操作。例如，连杆臂1130可包括在拉伸状态下操作的螺旋弹簧。还应理解，其他类型的联动装置也可用于将来自使用者（或来自自动启动部件，如螺线管）的力传递到该刀片。

再次参见图1，驱动该搅拌器100的示例性马达114包括直流（DC）或交流（AC）马达。在使用电动马达114的情况下，可能需要配置超载机构118，如微型电路或其他固态、电子或机电装置，以使该马达114在遇到故障情况时停止工作，比如当该搅拌器捕获一个大的物体，导致该马达电流超过预设的安全操作等级时。这些装置是本领域公知的。在使用诸如本文所描述的搅拌器清洁器时，清洁机构可以在该搅拌器上产生力矩，使通过马达的电流增大。因此，可能需要对该超载机构118加以编程或配置，这样，无论何时操作该搅拌器清洁机构，该超载机构可停止工作或使用更高的临界断开值。例如，该搅拌器清洁器可与微型开关312（图3A）接触，该微型开关312与该超载机构118电性连接。该微型开关312一旦被启动，就会重新编程该超载机构118，以允许更大的电流阈值，使该超载机构118停止，或采取其他方式阻止该超载机构118在该搅拌器清洁操作期间关闭该马达114。

例如，用于真空吸尘器搅拌器的一个典型超载机构可具有使用负荷电阻监控该马达的工作电流的微控制器。在当前电流达到如3.15安培（amps）的脱扣电流时，该微控制器将会切断到该马达的电路。选择该电流以阻止该马达由于在高于预期力矩值下持续运行一段时间后产生较高的热量而造成的损害。在典型的应用中，这种损害可能快速发生，比如当有障碍物阻碍该搅拌器时；或者渐渐发生，如当该搅拌器在浓密的地毯上持续工作一段时间时。在该搅拌器进行清洁时，已发现普通的马达将经受超过3.15安培多达0.65安培的电流值。为适应这一情况，可以对该微控制器进行编程，以使超限电流用于在相对较短时间内清洁刷辊。已发现，在短短的10秒内，能够将大约2.12克左右的毛发从刷辊上清除。由于该清洁持续时间非常短，可以相信，在清洁期间，该马达可以在必要的电流下安全操作，而不会实质性增加对该马达或其他零部件的磨损或损害。本领域的普通技术人员会易于理解如何形成逻辑电路以完成上述操作断路器的例子，该断路器在正常操作期间以一个阈值等级操作而在搅拌器清洁操作期间以另一个阈值等级操作。在各种清洁器中使用的断路器的例子包括那些引用并入本发明的专利号为4,370,777、6,042,656和6,351,872的美国专利中的实例。

此外，一些真空吸尘器可以使用超载保护装置，当检测到超载时，该超载保护装置将马达从搅拌器上机械地分开。例如，可以使用需要一定阈值力矩的离合器把搅拌器从马达上分离。在一次试验中发现，超载机构可能需要约830毫牛顿·米（mNm）的力矩以进行分离。本发明的实施例被认为可在约为190mNm的力矩值下操作，该力矩值甚至对于与机械离合器超载部件联合使用时的操作也是足够低的。该搅拌器离合器的实例在引用并入本发明的专利号为4,317,253、4,702,122、和7,228,593的美国专利，及公开号为2008/0105510的美国专利申请中示出。

如上所述，在一个示例性实施例中，可将搅拌器清洁装置设置为独立部件，在需要进行清洁时，将该搅拌器清洁装置与该清洁头连接，在不使用时将该搅拌器清洁装置卸掉。该清洁装置的例子如图12所示，此处，清洁头1200上设置搅拌器1202，且该搅拌器1202具有摩擦面1204和刷毛1206。该搅拌器1202可旋转地安装于具有下入口1210的腔1208内。该腔1208还包括用于装入盖1214或搅拌器清洁装置1216的上开口1212。任何类型的连接装置如卡扣、螺丝或相似的部件都可以用来将盖1214和搅拌器清洁装置1216固定在合适的位置。该盖1214可包括下表面1218，该下表面1218的轮廓匹配该腔的内壁1220，以有助于减少空气湍流。

当需要清洁该搅拌器1202时，可把该搅拌器清洁装置1216安装入该开口1212内。该搅拌器清洁装置1216可以包括任何结构，如上述本发明所描述的各种示例性实施例中的那些结构。在该所示出的示例性实施例中，该搅拌器清洁装置1216包括在壳体1224中滑动的刀片1222。该刀片1222包括两个端部弹簧1226，如图2A、图2B所示（由于此图为端视图，所以仅一端可见），端部弹簧1226位于刀片1222的端部，以有助于分散该刀片1222在该搅拌器的长度方向上施加的力。该刀片1222通过按钮1230进行操作，该按钮1230可位于该刀片1222的纵向中心（即相对于与该搅拌器1202的旋转轴平行的方向上的长度的中心）。该按钮1230通过启动弹簧1232将操作力施加于该刀片1222的顶端。该按钮1230包括上边缘1234，该上边缘1234在启动弹簧1232完全被压缩前与该壳体1224的顶部接触，因此该启动弹簧1232可防止使用者向该刀片1222施加过度的力。

当然，前述实施例仅是可拆卸清洁装置的一个例子，根据本发明的披露，其他用于可拆卸清洁装置的配置和设置对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。例如，在另一个实施例中，该清洁装置1216可安装在腔入口1210上。这可以通过倒置该清洁装置1216轻易实现，在刀片1222设置开口（cutout）以容纳该入口1210内的任何肋板1236，以及设置夹子或其他紧固件以把该清洁装置1216安装于该入口1210内。

应当认识和理解，以上描述的实施例并非为了限制所附权利要求对本发明的阐述。在不背离本发明的精神和权利要求书的范围内可对这些实施例作出各种修改。例如，在替代实施例中，可通过反转该摩擦面和该刀片的位置对该搅拌器清洁部件进行修改。还应理解，这些实施例可以与真空吸尘器或其他带有可旋转清洁组件的清洁装置一起使用，比如不使用真空来帮助去除污垢和碎屑的清扫机。还应理解，对垃圾回收、电流测量、力矩等诸如此类的特殊数值的披露在不同条件下可能会发生变化，这些数值作为非限制性例子提供。这些实施例和其他修改均包含在所附权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种用于清洁装置的清洁头，包括：

吸入喷嘴(1108)；

搅拌器腔(1104、1208)，与该吸入喷嘴(1108)相邻并流体连通；

搅拌器，该搅拌器包括：

主轴(1118)，该主轴(1118)具有第一端、第二端、和在该第一端和第二端之间延伸的纵轴，所述主轴可旋转地安装于所述搅拌器腔内；

一个或多个搅拌装置，该搅拌装置从该主轴(1118)伸出至第一径向高度，在所述第一径向高度处，所述搅拌装置在所述主轴(1118)旋转时延伸穿过所述吸入喷嘴(1108)；

一个或多个摩擦面(1112、1204)，该摩擦面(1112、1204)从该主轴(1118)伸出至第二径向高度；

马达(114)，该马达(114)被构造为向该搅拌器施加力矩，从而使该搅拌器绕旋转轴旋转；

刀片，其被定位为与所述搅拌器的至少一部分相邻；

启动机构，其被设置为使该刀片在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，该刀片不啮合该一个或多个摩擦面(1112、1204)，在该第二位置，该刀片啮合该一个或多个摩擦面(1112、1204)以将碎屑从该搅拌器上清除，同时该马达(114)使该搅拌器绕旋转轴旋转；以及

弹性机构，该弹性机构能保持所述刀片与所述搅拌器接触，所述弹性机构被所述启动机构操作并且还被布置为在所述启动机构将所述刀片移动至所述第二位置时使所述刀片弹性地偏移至抵靠所述一个或多个摩擦面；

其中，所述刀片沿着所述纵轴延伸预设长度，该刀片具有沿着该预设长度连续地延伸的大体上为线性的接触表面。

2.如权利要求1所述的清洁头，其中

所述弹性机构包括至少一个板弹簧。

3.如权利要求1所述的清洁头，其还包括：

刀片夹，所述刀片夹被构造为能扣在所述清洁头上，从而使得所述刀片夹和所述弹性机构能从所述清洁头上移除。

4.如权利要求1所述的清洁头，其中：

所述启动机构还包括踏板(1124)，该踏板枢转地安装在所述清洁头上，并移动所述弹性机构从而将所述刀片移动至所述第二位置。

5.如权利要求4所述的清洁头，其还包括：

连杆臂(1130)，该连杆臂操作地连接到所述踏板(1124)和所述弹性机构，其中所述踏板(1124)的压下使得所述弹性机构将所述刀片移动至所述第二位置。

6.如权利要求1所述的清洁头，其中：

所述启动机构包括适于将所述刀片压入所述第二位置的按钮，并且还包括适于在所述按钮不被压下时将一个或多个清洁部件移动至所述第一位置的另外的弹性机构。

7.如权利要求1所述的清洁头，其中：

所述刀片被布置为在所述刀片的相对的两端具有孔(206)，所述弹性机构布置在该孔中。

8.如权利要求1所述的清洁头，其中，所述弹性机构包括至少一个螺旋弹簧。