CN103829881A - 用于清洁器具的清洁头 - Google Patents

Abstract

一种清洁头，包括主体和锁定装置，所述主体可旋转地联接到颈部；所述锁定装置操作以当清洁头被定位在表面上时允许所述主体相对于颈部的旋转，并且当清洁头抬离表面时，阻止主体相对于颈部的旋转。因此，当清洁头被抬离清洁表面时，锁定装置阻止清洁头不希望的旋转。

Description

用于清洁器具的清洁头

技术领域

本发明涉及一种用于清洁器具的清洁头，特别是用于真空清洁器具的情况下。

背景技术

一般的表面处理器具，特别是筒式真空吸尘器，通常设置有可在清洁表面上前后移动的清洁头。有时候，这样的清洁头将具有由驱动组件驱动的搅拌器或“刷条”。例如，在纺织覆盖的地面表面上，刷条工作以搅动地面表面，以促使从地毯的绒毛中释放灰尘颗粒，因此相比较不具有刷条的“被动的”清洁头，普遍提高污垢拾取性能。

在大多数情况下，驱动组件包括电动机和皮带，将动力从电动机传递给刷条。通常情况下，传动带将接合于刷条的一端，而电动机将被安装到所述清洁头的一侧，以使传动带可以笔直延伸到刷条。由于电动机的安装位置偏离中心，这会产生失去平衡的扭矩，趋使清洁头相对于颈部旋转，当清洁头在使用过程中从地面抬起时，当使用更重电机时这种影响变得特别显著。使用过程中，当用户尝试将清洁头“抬升和放置”在地面上，例如在表面重复该步骤或在连续楼梯和楼梯间改变清洁头时，清洁头的这种“下垂”会成为用户的一种烦恼。为了弥补这一点，用户可能会尝试和更迅速的“抬升和放置”清洁头，这将导致向清洁头施加更大的冲击载荷，从而增加清洁头损坏的可能性。

发明内容

基于上述背景，本发明提供一种清洁头，包括主体和锁定装置，所述主体可旋转地联接到颈部，所述锁定装置可操作以当清洁头被抬离表面时阻止主体相对于颈部的旋转，并且当清洁头被定位在清洁表面上时，允许所述主体相对于颈部的旋转。

借助于锁定装置，用户可以抬起清洁头而不会有在一些现有清洁头遇到的清洁头“下垂”。受益于此，本发明的清洁头增加了用户的质感并且易于使用。另一好处是，它避免了现有清洁头在用户的努力保持清洁头在地面上正确方向的过程中所承受的高冲击。

锁定装置可包括可在第一位置和第二位置间移动的致动器，当清洁头被定位在清洁表面时，致动器驻留在所述第一位置，当清洁头被抬离清洁表面时，其会移动到第二位置。

当清洁头被抬离清洁表面时，所述锁定装置可操作以将主体锁定在相对于颈部的多个角度位置中。因此，当清洁头被抬离地面时，颈部可以与所述主体呈小角度，但仍然被锁定，不能转动。

在实施例中，颈部包括棘齿结构，其中所述锁定装置包括可移动的棘爪，其可以啮合和脱开棘齿构造。

棘爪可以通过各种手段来驱动，例如，它可以通过机电致动器诸如丝杠机构来驱动。然而，在具有成本效益且机械优雅实施例中，棘爪安装在臂的第一端，所述臂在第一端和第二端之间连接枢轴，所述臂的第二端包括一突出部，所述突出部在清洁头处于抬升位置时从主体的下表面突出。所述臂的第二端可被适当地加重，使得它受偏压而从主体的下表面突出。替代地，或附加地，臂可以由偏压构件例如弹簧装置偏压。弹簧可并入到支撑臂枢转的枢轴，提供了节省空间的偏压装置。

虽然锁定装置用于当清洁头被抬离至“离地”的位置时，阻止清洁头的主体相对于颈部转动，可能用户会有意或无意地迫使主体旋转，这可能会损坏清洁头。为了防止这种情况，在清洁头可包括超越装置，使得在锁定位置时，当预定的扭矩被施加到主体时该超越装置可操作以允许主体相对颈部旋转。

超越装置由棘齿和棘爪之间的协作提供，棘齿包括成角度的接触面，其与棘爪的成角度接触面互补，互补的成角度接触面使得当预定的扭矩被施加到清洁头时棘爪脱开棘齿。

本发明可特别应用于清洁器具的清洁头，当清洁头被抬起离开地面时其倾向于旋转或“下垂”。例如，它可以是清洁头包括由驱动组件驱动的搅拌器的情况，所述驱动组件定位为邻近清洁头的一侧。在这种配置中，清洁头的质心将远离清洁头的纵向中心线，这将导致当清洁头被抬起时清洁头的主体角度移动。本发明可以防止清洁头相对于颈部的这种角运动，并因此提高了清洁头的可用性。

驱动组件可包括任何合适的装置来驱动搅拌器。例如，驱动组件可包括电动机，空气涡轮，甚至是液压驱动器。同样，来自电机的驱动可传送到搅拌器，例如通过皮带或齿轮，虽然一般优选的是带，由于其低重量和低成本。

附图说明

为了使本发明可以更容易地理解，本发明的实施例现在将通过举例的方式描述，并参照附图，其中：

图1是根据本发明的清洁头的立体图；

图2是图1中清洁头的分解视图，其示出了锁紧装置；

图3是沿图1中的A-A线的清洁头的截面图，显示了锁定装置在第一解锁位置；

图4是像图3一样的截面图，但它示出锁定位置在第二锁定位置；和

图5是在所述锁定装置的区域中一部分图4的放大图。

具体实施方式

首先参考图1和2，清洁头2包括主体4和颈部6，其被配置以附接到合适的真空清洁器具(未示出)。颈部6的，用于使之能实现连接的具体结构，不是本发明的中心，因此将不作进一步描述。

颈部6的前部8在可旋转接头10处被联接到主体4，使颈部6可以围绕所述主体的纵向轴线“Y”角度移动。颈部4的后部12绕横向轴线“X”可枢转地联接到颈部的前部8，所述横向轴线“X”垂直于主体的纵向轴线“Y”。

当颈部6被连接到适当清洁器具的软管或棒上，枢转中的后部颈部12允许用户在一角度范围内相对于所述主体4倾斜棒，同时接头10允许棒相对主体转动。以这种方式，用户可以在周围的地面表面上“转向”清洁头2。该转向运动由轮装置14帮助完成，所述轮装置14包括一对碟形或部分球形轮子，它们大致沿着横向轴线“X”对准并相对于竖直方向倾斜。清洁头的这些细节不是本发明的焦点，所以进一步的细节将不被提供。因此，应当理解，本发明可以用于具有不同风格颈部的清洁头。

清洁头的主体4包括下壳体部分20，和分别标为22和24的第一和第二上壳体部分。为了清晰，这些部件都在图2中分离示出。

下壳体部分20和上壳体部分22和24限定清洁头2的主体4的外表面并且容纳清洁头2的内部部件。总的来说，清洁头2的内部部件有：可旋转的搅拌器26，被配置以旋转搅拌器26的驱动组件28，以及锁定装置30，该锁定装置30被配置以当清洁头2被抬离待清洁表面时防止主体4相对于颈部6转动，其结构和功能将在后面详细描述。

壳体部分22，24向清洁头2提供前缘32，第一和第二大致平行的侧面34，36和与前缘32平行的后缘38。前缘带有条带材料形式的相对软的保险杠40，例如丝绒或甚至橡胶，当清洁头在待清洁表面周围被推动时它为清洁头2提供对撞击的一定程度保护。壳体部分22，24的轮廓很大程度上取决于所需要容纳的搅拌器26和驱动组件28，并且与之相应地成形。

下壳体部件20具有限定底板42的底面，其在使用中朝向待清洁表面。底板42因此作为清洁头2和地面表面之间的界面，并因此被成形为提供光滑的滑动表面。一组辊子或轮子43被提供，其与轮装置14一起确保底板42与硬表面间隔开预定的距离。然而，当表面是纤维状，如地毯，轮子43陷入地面，使得底板42直接在表面上滑动。这样的布置在WO2012／117231进行了描述，将其全部内容并入本文作为参考。应当指出的是，待清洁表面没有在图1和图2中明确地示出，而它在使用中相对于清洁头2的位置通常表示为图3和图4中的“F”。

在前缘32附近，下壳体部分20限定大致矩形的孔或“抽吸开口”44，携带脏物的流体流可通过该开口被吸入到清洁头2中，且该开口允许搅拌器26接合相邻的表面。在该例子中，搅拌器26包括细长体部46，其上附接有击打条带或刷毛48，用来拍打相邻的地面表面，从而使得脏物被从中释放。这种形式的搅拌器通常被称为刷条，或者击打条。虽然在本实施例中，搅拌器26采取可转动的细长杆的形式，也可以使用其他类型的搅拌器。例如，一对如在US2012／0144621中描述的旋转盘式搅拌器也将实现等效的功能，该申请的全部内容通过引用并入本文。

搅拌器26被容纳在搅拌腔50中，搅拌腔50部分由下壳体件部件20限定且部分由第一上壳体部分22限定。上壳体部分22可以由透明材料形成，其允许用户直观地检查搅拌腔50的内部，从而检查搅拌器26的操作状态。合适的材料优选为塑料，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚碳酸酯(PC)，或其适当的组合。搅拌腔50在吸入开口44的正上方，这使得搅拌器26的击打条48稍稍延伸穿过吸入开口44。

为了驱动搅拌器26，它的一端(从图2所示的清洁头的前方观察在左手端)被安装到驱动组件28。搅拌器26的另一端被安装到套筒52，所述套筒位于下壳体部分20的与驱动组件28相对的端部处。套筒52提供了用于搅拌器26的座，并提供了一开口，用户可通过它移除搅拌器26，例如，用户可能想要移除刷棒，以除去缠绕在其周围的毛发或线。帽53通过四分之一转安装可拆卸地安装到套筒52，使用户可以容易地除去帽53，而无需使用复杂的工具。

转到搅拌器26的驱动端，驱动组件28包括传动装置54，其从电动机55传递动力到接合搅拌器26端部的驱动爪56。该传动装置包括带(未示出)，所述带联接在电动机55和驱动爪56之间。注意，该带被容纳在驱动组件的带外壳58内，因此没有在图2中明确示出。带传动系统一般由于简单，耐用性和成本效益而是优选的，但应当理解的是，其它的传动装置是可能的，诸如齿轮传动装置或液压传动装置。

电动机55可操作以驱动搅拌器26。通过设置在电动机55内端的电连接件60，电源被提供到电动机55，电连接件60被配置为以本领域已知的方式通过颈部6上的连接器62而连接到真空吸尘器的电源。电动机55的操作并不构成本发明的一部分，因此将不进行更详细的说明。

应该理解，电动机55位于邻近主体4的纵向轴线Y一侧的位置，即电动机55远离主体的轴线。在这个特定实施例中，当从前方观察清洁头时，电动机55被“偏离中心”地安装到颈部6的左手侧。电动机56的偏离中心位置会施加扭矩到主体4，使得倾向于绕旋转接头10与纵向轴线“Y”沿逆时针方向成角度地移动主体4。因此，在清洁头2从地面表面被抬起的情况下，清洁头自然会倾向于“下垂”到左手侧，这在清洁头2被放回地面表面时会导致问题，因为清洁头2的侧面将先碰撞地面表面，而不是清洁头2的底板42(先碰撞到地面)。在主体已经旋转90度，使得所述横向轴线“A”是垂直于地面的情况下，用户可能会发现难于在地面表面上正确地定向清洁头2。

为了缓解这个问题，锁定装置30可操作以防止当清洁头2从清洁表面抬起时主体4相对颈部6转动。在这个具体实施例中，锁定装置30包括绕颈部的一部分限定的棘齿结构70，和致动器73，用于响应所述清洁头2在地面和离开地面的位置间的移动而可释放地啮合棘齿结构。

具体地，棘齿结构70被限定在颈部6的端部71处，在颈部6连接到清洁头2的主体4的区域中。棘齿结构70包括多个齿72，绕所述管状颈部端部71圆周的至少一部分形成，并且优选绕约90度的弧。在本实施例中，共提供5个齿。虽然带齿的棘齿结构70可绕颈部端部71的整个圆周被提供，但是在该实施例中，棘齿结构70仅设置在圆周的有限部分中，因为它足以执行其功能。在这个特定实施例中，棘齿结构跨四分之一的颈部圆周延伸。因为在棘齿结构70中有多个齿72，当清洁头被抬离清洁表面时所述致动器可操作以将主体锁定于相对于颈部的多个角度位置中。

致动器73为臂74的形式，臂74具有第一端75和第二端76，并且其在支承点77处被可旋转地支撑在枢轴78上。在本实施例中，支承点77在臂74的大致中点处。枢轴78由致动器安装板90提供，所述致动器安装板用于在所述主体4内支撑致动臂74。安装板90可插入定位在主体4中的盒状壳体92的开口凹部中，并通过适当的螺钉94固定在其上，所述螺钉与安装板90上所限定的凸台96啮合。

所述臂的第一端75包括棘爪80，其可操作以与所述棘齿结构70啮合，臂76的第二端76包括从清洁头2的底板42突出的突出构件或“触发器”82。更具体地，触发器82可以突出通过在安装板90中的孔98，并且设有安装在轴83b上的辊子83，使得触发器82能够在地面上平滑移动。致动器73可在第一位置和第二位置之间移动，取决于清洁头2是否处于着地或离地的状态。通过举例的方式，图3示出清洁头2处于清洁表面F上，和图4示出清洁头抬离清洁表面F。

在图3中，致动器73处于其第一位置(在地面上)，其中，地面F使得触发器82缩回到清洁头2的主体4中，以使棘爪80从棘齿结构70脱开。在这个位置上，因此，主体4可自由地相对颈部6转动，以使得用户能够在表面F上移动清洁头2。

当清洁头被抬离待清洁表面时，致动器73可操作以锁定主体4，使得它不能相对颈部6运动。如图4所示，致动器73已经顺时针枢转，以使触发器82穿过安装板90上的孔98下降，由此使棘爪80啮合棘齿结构从而锁定主体4至颈部6。注意，致动器73通过偏压装置被偏压到所述第一位置，在本实施例中该偏压装置采用位于所述枢轴78处的扭簧84的形式。尽管致动器73由于触发器82的质量而被自然地偏压到所述第一位置，但优选的是致动器被主动偏压，以使所述致动器在全部情况下都趋向于第一位置，例如，如果清洁头4在使用过程中颠倒。借助于锁定装置30，用户可以抬起清洁头2而没有出现有清洁头往往表现的“下垂”。受益于此，本发明的清洁头增加了用户对品质的感知和便于用户使用。另一益处在于，其避免了由于用户在地面上努力正确地对清洁头定向而可能出现的高冲击载荷。已知的是，为了有效避免清洁头“下垂”，用户可能在清洁头可能出现旋转之前，将清洁头抬离地面，但是随后将其快而重地向下运动。这导致清洁头经受高冲击载荷，其增加了损坏的危险。

当然可以想象，用户可以有意或无意地试图对抗锁定装置30的作用而强行旋转主体4。为防止在这种情况下的损坏，锁定装置30被配置为“超越模式(override)”或“故障安全”。为此目的，并具体参看图5，棘齿构造70以放大图示出，包括多个齿72，其从由颈端71限定的基圆100突出。每个齿72包括上升齿面102和下降齿面104，所述上升齿面102位于齿72的作用抵靠棘爪80的侧面。如图所示，每个齿72的所述上升齿面102相对于所述上升齿面102与基圆相接触的点处的法线成角度。在图5中，基圆的法向平面被以标记为“N”的虚线示出，法线与所述上升齿面102的夹角示为夹角θ。类似地，棘爪也包括成角度的接触面。

借助于角度互补的齿72的接触面102和致动器73的棘爪80，当主体4被以预定力相对于颈6扭转时，棘爪80将跳出与棘齿结构70的啮合。这确保了清洁头2的任何部件都不会在粗放操作中无意损坏。确切的角度θ取决于超越棘爪80和齿72之间锁定所需的期望力，但这也会受到臂74和齿72的材料的影响。例如，对于棘爪80和齿72之间的给定角度，具有较低摩擦系数的材料会比具有较高的摩擦系数材料更容易倾向于“跳”脱。然而，目前优选的是，该角度θ的范围是从4°到10°，这对于聚碳酸酯的部件提供了约为0.9Nm至1.6Nm(牛米)的“释放扭矩”。重要的是，应当理解，该机构仅当清洁头被抬离地面时才提供锁定力，而在地面上的情况下，清洁头可以自由转动，并且不受任何附加的旋转阻力。

上面描述的实施例中，由于定位为远离清洁头2的纵向轴线Y的电机55的重量，其质量中心定位为邻近清洁头2的一侧。然而，本领域技术人员将理解的是，锁定装置30在不包括电动机，但仍具有定位为远离清洁头中心线／纵向轴线的质量中心的清洁头中也将发挥作用。

虽然上述实施例已经被描述为具有电动机驱动的搅拌器26，本发明还涵盖了驱动组件不是电驱动的情况。例如，包括由空气涡轮机驱动的搅拌器的清洁头是已知的，其通过清洁头吸入开口吸入的脏空气驱动，或通过吸入到专用的涡轮机入口的洁净空气驱动，并且本发明应该被认为包括这些方案。

在本实施例中，锁定装置30是纯粹的机械系统。然而，本发明也可以通过其他手段体现，例如合适的机电系统。在替代实施例(未示出)中，机电线性致动器可被布置以驱动棘爪或销来啮合和脱开棘齿结构。线性致动器的控制可以由定位在主体上的微型快动开关和触发机构来提供，所述触发机构在清洁头在地面和离地条件之间转换时致动快动开关。

Claims (13)

1.一种清洁头，包括主体和锁定装置，所述主体可旋转地联接到颈部，所述锁定装置用于当清洁头被定位在表面上时允许所述主体相对于颈部的旋转，并且当清洁头被抬升离开表面时阻止所述主体相对于颈部的旋转。

2.如权利要求1所述的清洁头，其中，所述锁定装置包括致动器，其能够在第一位置和第二位置间运动，当清洁头被定位在表面上时，致动器处于第一位置，当清洁头被抬升离开表面时，其处于第二位置。

3.如权利要求1或2所述的清洁头，其中，当清洁头被抬离表面时，所述锁定装置可操作以将主体锁定在相对于颈部的多个角位置中的一个中。

4.如前述权利要求中任一项所述的清洁头，其中，所述颈部包括棘齿结构，且其中所述锁定装置包括棘爪，所述棘爪可以移动以啮合和脱开棘齿结构。

5.如权利要求4所述的清洁头，其中，所述棘爪被承载在臂的第一端，所述臂可枢转地安装在所述第一端和第二端之间。

6.如权利要求5所述的清洁头，其中，所述臂的第二端包括突出部，当清洁头处于抬升位置时，所述突出部从主体的下表面突出。

7.如权利要求1至6中任一项所述的清洁头，其中，所述锁定装置包括超越装置，使得在所述锁定位置时，当预定的扭矩被施加到主体时超越装置能够操作以允许主体相对于颈部转动。

8.如当权利要求7从属于权利要求4至6时所述的清洁头，其中，所述超越装置由棘齿和棘爪之间的协作提供，棘齿包括成角度的接触面，该成角度的接触面与棘爪的成角度接触面互补，由此当预定的扭矩被施加到清洁头时，互补的成角度的接触面使得棘爪脱开棘齿。

9.如前述权利要求中任一项所述的清洁头，其中，所述清洁头具有质心，其定位为邻近清洁头的纵向中心线的一侧。

10.如前述权利要求中任一项所述的清洁头，包括搅拌器和用于驱动搅拌器的驱动组件。

11.如权利要求10所述的清洁头，其中，所述驱动组件是电动机或空气涡轮机。

12.如权利要求10或11所述的清洁头，其中，所述驱动组件在清洁头内偏离中心地定位。

13.一种用于表面处理器具的清洁头，如上文所述并参照附图或如附图所示。

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