CN104323740A - 一种干湿两用吸尘器 - Google Patents

Abstract

干湿两用吸尘器的吸入通道与叶轮进气通道之间存在设置滤网的桶状滤网架，滤网架桶底有窗口，滤网架底部设置一个朝向吸入通道的，截面呈流线型的带驱动装置的挡板，挡板被驱动装置移入时，滤网架桶底窗口被挡板挡住；挡板被驱动装置移出时，滤网架桶底窗口敞开。干吸时，气流被挡板分流到挡板后的滤网周围，将垃圾留在垃圾腔，气流透过滤网进入叶轮并排出机外；湿吸时，挡板被驱动装置移去，滤网架底部窗口敞开，气流不通过滤网进入叶轮，洒向叶轮外围的污水收集槽，分离的气流直接排出机外，水滴留在污水收集槽内。

Description

一种干湿两用吸尘器

技术领域

本发明涉及一种干湿两用吸尘器，主要通过设置可变换位置（带驱动装置）的挡板用于提高干湿两用吸尘器的气流效率，尤其适用于小功率的干湿两用清洁机器人。 

背景技术

 现有的清洁机器人主要指智能吸尘器，涉及商品的智能吸尘器有多种，而作为商品的的智能拖地机目前仅可见两种，见http://www.bblqs.com/article/399.htm，还没有能拖地（洗地）、吸尘合一的清洁机器人出现，本发明人新设计了一种刷盘，见ZL201210446511.7，使得能拖地（洗地）、吸尘合一的清洁机器人出现成为可能，目前虽然有非智能的干湿两用的吸尘器，大多采用了挡板阻碍带液体的气流，使气液分离，这种结构气流的效率比较低，所以大都采用大功率的吸尘电机。对于小型化、用电池供电的小功率智能机器人来说，让它能够拖地并把脏水带走有些勉为其难。相对而言中国家庭比较喜欢拖地，吸尘器用得比较少，因此拖地机在中国应该更受欢迎。目前的拖（洗）地机（洗地吸干机）常见于商场、办公等大面积场地，能满足家用或拥挤场所的洗地机仅见一款，为力奇先进的小型洗地吸干机SC350（仿造机型不算），需要人工操作，功率为450瓦。因为机器人有关的部件包括控制器、传感器、驱动机构等相对成本较贵，而且对于清洁机器人而言，吸尘、洗地的控制机理、传感器、驱动部件基本相同，如果一台清洁机器人同时具备拖地和吸尘的功能那是锦上添花的事情，这儿指的“同时具备拖地和吸尘的功能”，指清洁机器人可以作为自动吸尘器使用，也可作为自动洗（拖）地机使用，并不是指它能同时应付干、湿的清扫环境。由于清洁机器人大都使用电池供电，电池重量重成本高，一次使用时间短，所用的吸尘电机功率不能太大，要使清洁机器人有好的清洁效果，需要考虑提高吸尘电机的使用效率。 

发明内容

本发明的目的就是为了针对干吸和洗地（湿吸）两种不同的使用场合采取不同的清洁机制，在干、湿两种情况下保证吸尘电机驱动的气流尽可能高的使用效率。 

本发明是这样设计的： 

在干湿两用吸尘器的吸入通道与叶轮进气通道之间存在设置滤网的桶状滤网架，滤网架桶底有窗口，滤网架底部设置一个朝向吸入通道的，截面呈流线型的带驱动装置的挡板，挡板被驱动装置移入时，滤网架桶底窗口被挡板挡住；挡板被驱动装置移出时，滤网架桶底窗口敞开。

干吸时，气流被挡板分流到挡板后的滤网周围，将垃圾留在垃圾腔，气流透过滤网进入叶轮并排出机外；湿吸时，挡板被驱动装置移去，滤网架底部窗口敞开，气流直接进入滤网架内，不通过滤网进入叶轮，洒向叶轮外围的污水收集槽，分离的气流直接排出机外，水滴留在污水收集槽内。 

吸尘方式时与普通吸尘器的气流运行方式一致，没有受到额外的阻挡，但在洗地方式工作时，由于没有通过滤网，气流效率明显提高。 

驱动装置可为转杆、推杆、拨杆、拉绳中的一个。 

附图说明      

图1（a、b）为本发明的一种挡板位置变换示意图（叶轮横向设置），其中a为洗地工作状态、b为吸尘工作状态。

图2滤网架底部窗口下挡板位置变换立体示意图。 

图3为挡板大于滤网架底部状况下的挡板位置变化示意图。 

图4~7为挡板的一些可用的转换机构示意图（左侧为变换后（洗地工作方式），右侧为变换前（吸尘工作方式））。 

图8为污水收集槽的俯视图。 

图9为叶轮竖向设置的干湿两用吸尘器结构剖面（a）及污水收集槽（b）示意图。 

实施例

在吸尘器的滤网架(6)底部设置一个朝向吸入通道(1)的，截面呈流线型的带驱动装置的挡板(4)。 

吸尘器的吸入通道1与叶轮进气通道2之间存在设置滤网5的桶状滤网架6，滤网架6桶底有窗口7，滤网架6底部设置一个朝向吸入通道1的，截面呈流线型的带驱动装置的挡板4，所谓截面呈流线型指挡板4朝向吸入通道方向呈锥形曲线等风阻较小的流线型，比如挡板4下为一锥形整流罩8。挡板4被驱动装置移入时，滤网架6桶底窗口7被挡板挡住，进入吸尘工作模式；挡板4被驱动装置移出时，滤网架6桶底窗口7敞开，进入拖地工作模式。 

在洗（拖）地时如图1（a），挡板4被驱动装置移到一边，滤网架6没有被挡板4挡住，夹杂着水滴的气流在进入吸入通道1后，穿过滤网架底部窗口、通过叶轮进气通道2直接进入吸尘电机驱动的叶轮9，被离心式叶轮9洒向叶轮9外围的污水收集槽10，较重的液体被留在污水收集槽10，气流则通过气流排出通道12排出机外。所谓洗（拖）地指吸尘器还带有自动喷水(清洗液)装置，主要包括清水箱18、水泵19、出水管道和出水口20，而干湿两用吸尘器一般无喷水装置，能用于吸干地面的水渍，本发明无论有无自动喷水装置均适用。 

在吸尘时如图1（b），挡板4被驱动装置移动挡住滤网架6底部窗口7，气流进入吸入通道后，通过挡板4下的锥形整流罩8分流到滤网5周围，透过滤网5时垃圾留在垃圾腔21，较干净气流进入叶轮进气通道2，通过吸尘电机驱动的叶轮9，再通过气流排出通道12排出机外，与普通吸尘器的气流运行方式一致，没有受到额外的阻挡，但在洗地方式工作时，由于没有通过滤网5，气流效率明显提高。锥形整流罩8并非是必需品，但有整流罩8的机器风阻相对较小。 

挡板4除了驱动挡板变换位置的部分，其余部分的投影与与滤网架6桶底的投影形状一样，大小差不多，也可适当大一些，如图3，以保证在长久使用后，挡板4由于驱动装置磨损或疲劳性变形引起的下垂，使得其与滤网架6底部密封性能变差，可以让驱动轴多转过一点，如图3（II、III），或多移过一点，以保证更好的密封性，或者由于滤网架底部有脏物，阻碍了挡板变换位置到位时较大的挡板也能提供良好的气动性能。为了防止挡板在变换位置前后被卡，可在滤网架6的桶底设置轨道性质的转换框架13，如图2，转换框架13侧面可设置限制挡板4转换位置的限位挡板42，挡板4上可设置适合转换框架13的挡板沟槽41，挡板沟槽41在挡板4变换位置前完全在转换框架13内，挡板4变换位置后局部还在转换框架13内（变换位置前、后是相对而言的，也可以将两个位置反过来说变换后、变换前，美观起见，将吸尘方式中的挡板位置定义为变换前，洗地工作方式定义为变换后）。为了更好地保证密封性，还可在转换框架13对着滤网架的那一面设置一些有弹性的凸起的弹簧片或橡胶垫，橡胶垫也可设置在挡板4上。 

驱动装置可为转杆3、推杆3-2、拨杆3-3、拉绳3-4中的一个（当然也可用其它驱动方式）。可为手动，也可电动。手动就是将转杆3、推杆3-2、拨杆3-3、拉绳3-4驱动装置直接或转换（比如通过锥齿轮）弯转或延伸至机器的顶端或底部或周围（外壳），用手来回转动或推动或拨动；电动就是通过电机（可加减速机构）输出的主动轴驱动。比如可通过电机驱动丝杠，推杆以螺母的方式移动，或电机与推杆以齿轮、齿条的方式驱动；电机可直接驱动拨杆的转轴或电机通过驱动凸轮拨动拨杆，这些属于机械上常用的以电机转动转换呈往复或者直线运动的方式不一一列举。 

挡板4与一转杆3相连，转杆3转动前滤网架6桶底窗口7敞开，朝向吸入通道1，转杆3转动后挡板4挡住并封闭滤网架6。转杆3可如下列四种形式： 

（1）转杆3置于滤网架外部滤网外缘下延，如图4（a、b）。

转杆3驱动装置由电机、减速机构、主动轴、螺杆组成，电机通过减速机构驱动主动轴，主动轴以牙插入（或者其它类似螺丝起子与螺丝接触）的方式驱动通过螺纹旋置于叶轮进气通道2底座上或滤网架桶底的螺杆的一端，螺杆的另一端与挡板4设置在一起（比如通过键连接）。以固定螺母方式让转杆3升降转动，上升时挡板4挡住滤网架桶底，下降同时，挡板4转过一个角度，敞开滤网架下窗口，如图1，这种驱动方式的好处是挡板能够收紧与桶底之间的空隙（桶底远离转杆的一端还可略微向下倾斜或挡板远离转杆的一端可略微向上倾斜）。 

如果叶轮通道下方有转换框架13，转杆可以不以螺杆的方式存在（不需要小范围升降），它就是一根与挡板固定在一起的转动轴（如轴端铣平的驱动轴），转杆3转动前滤网架6桶底窗口7敞开，朝向吸入通道1，转杆3转动后挡板4挡住并封闭滤网架6。 

驱动电机一般设置于挡板4上方，当然也可设置于挡板4下方，但是水滴往下容易渗入电机及驱动机构。 

（2）转杆3置于滤网架6内部，如图4（c、d）。 

（3）转杆3置于滤网架外部滤网外侧的延长杆上，如图5（a、b），也可将此方式认为是延长杆外端拨动的拨杆（中间转杆处只是转动轴）。 

（4）转杆3平行于滤网架6底部所在平面，如图5（c、d），驱动挡板以“翻盖”的方式转动。挡板4不一定是平板，也可以就是整流罩8形状。 

挡板4与一推杆3-2相连，推杆3-2推动前滤网架6桶底窗口7敞开，朝向吸入通道1，推杆3-2推动后挡板4挡住并封闭滤网架6，如图6（a、b）。 

挡板4与一拨杆3-3相连，拨杆3-3拨动前滤网架6桶底窗口7敞开，朝向吸入通道1，拨杆3-3拨动后挡板4挡住并封闭滤网架6，如图6（c、d）。 

挡板4与一拉绳3-4相连，拉绳3-4拉动前滤网架6桶底窗口7敞开，朝向吸入通道1，拉绳3-4拉动后挡板4挡住并封闭滤网架6，如图7（a、b）。拉绳一般用钢丝绳，用不锈钢制作或经过防锈处理，也可用经过防腐处理（比如上腊）的不易断裂的尼龙丝绳或带，用拉绳的好处是结构紧凑，缺点是部件较多。挡板4的外围有用于限制拉绳的槽，为了防止绳在挡板或驱动轴外围打滑，可将绳的局部通过嵌或拴等方式固定在挡板或驱动轴（或轮）上，为了控制移动的角度，一般还需设置一被动轴（轮）。 

在污水收集槽10下方可设置污水箱11，污水收集槽10的污水流入污水箱11内（污水箱11如果不设置，污水收集槽10同时就是污水箱）。被叶轮同时喷出的气流则可通过单独的气流排出通道12派出机体外，排出的方式有两种，一种直接排出，还有一种是排出到机体底部（吹向吸口）。排出通道12上也可设置第二过滤网15过滤脏的气流，污水收集槽10朝向叶轮9的方向可设置防溅的网状物16（比如海绵），或者槽壁上设置螺旋或斜向下的沟槽17，让水滴汇集不被气流带走。污水收集槽11可如图1、8(I、II、III)的方式多节梯形（多节设置的好处是便于取出清洗，安装也比较方便）设置，由内而外、由高到低倾斜，便于污水流出；或者也可是整体的一套环形槽，如图8（IV），叶轮及叶轮驱动电机、污水收集槽11可依次从上而下提取，污水收集槽11底板呈由高到低倾斜，出水口位于最低处。污水收集槽11可上大下小或下大上小（槽壁截面向上倾斜或向下倾斜），或者是直桶或鼓状桶。一体的污水收集槽11设置方式可如zl201410308561.8（一种洗地吸干机）说明书中描述的，因本发明注重描述挡板4转换部分，污水收集槽11不作重点。本发明的结构也可转过一定角度使用，如图9就是叶轮竖向设置的干湿两用吸尘器结构示意图，相对于叶轮横向设置的，竖向设置可以让整机结构更低矮，但吸入通道1需要弯转，一定程度降低了气流的效率。叶轮竖向设置的干湿两用吸尘器所用的污水收集槽11与横向设置的有所区别，如图9（b），也可如zl201410308576.4（一种墙壁清洗装置）说明书中描述的。 

进一步的改进还可在叶轮外围的污水收集槽内设置一个可升降的开口大、底部小的内壁光滑（符合空气动力学设计的）环形挡板（挡住污水收集槽），在干吸时降下，能进一步提高干吸时的气流效率（不经过毛糙的防溅网或凹槽阻碍、气流出口更加顺滑）。升降机构（外围的几根柱子中的一根）为常用的齿轮齿条或带自锁功能的丝杠螺母等方式。 

干湿两用吸尘器的叶轮驱动电机需进行防水处理，比如电机散热有单独的通道、驱动轴与电机之间有密封环。 

驱动装置驱动挡板4变换位置是否到位在自动方式下可通过设置一个（一端）或两个（装在两端）位置检测开关，位置检测开关可以是微动开关、光导对管或磁感应开关，或在挡板上设置颜色，通过颜色反射检测位置；或者不使用开关，驱动电机使用步进电机、伺服电机，或通过普通直流电机设置码盘的方式检测电机转过的角度。如果手动就可通过限位柱子（挡板或卡槽）一类的东西约束转（移）动的距离。 

针对吸尘器的刷盘14在干、湿不同的环境下使用，所用的刷盘14或滚刷（指目前清洁机器人如roomba类的滚刷）可使用复合刷（每条刷毛、刷（刮）片或刷条混合设置），或单一刷，干吸时用刷毛，洗地时用刷（刮）片或刷条，对于单一刷，要求刷子便于更换，对于ZL201210446511.7描述的刷盘来说，可用整体更换刷盘的方式，这就要求刷盘14易于拆装，可在刷盘14驱动轴的下端设置螺纹，将刷盘整体通过螺母以旋转的方式拆装，螺母可采用便于安装时旋转的方向因与刷盘工作时旋转的方向一致；也可通过易于手拧的螺母（比如梅花螺母）将刷盘固定在驱动轴上，为防止刷盘在驱动轴上打滑，与驱动接触的地方可设置凹槽（驱动轴上有凸出的牙与之配合）；刷盘与驱动轴之间也可通过卡扣与卡簧固定，常用的轮子与驱动轴之间诸如此类的方式不一一列举，现在的洗地机盘刷与驱动轴之间的连接方式均可用。也可不换刷盘14，将条状刷毛、刷条、刷片采用嵌入方式设置在刷盘上的曲线状盘辐上，更换时拉出旧的，把新的重新嵌入即可。 

桶状滤网架6只是一种形象称呼，并不是一定要将滤网架6（滤网）设置成桶的形状，比如长方形平板状的滤网架（滤网）也可称为平置的长方形桶。叶轮水平设置、垂直设置会对吸尘器其他部件的方向性用词发生变化，这种变化对部件的实际的使用影响不大（污水收集槽除外），方向性用词只是为了描述，不能看作是对本发明的限制。 

由于挡板4所用驱动装置的方式有很多种，本发明所列举了一些，不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以对驱动装置及挡板4做出替换、 简单组合等多种变形，这些均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种干湿两用吸尘器，其特征是在吸尘器的滤网架(6)底部设置一个朝向吸入通道(1)的，截面呈流线型的带驱动装置的挡板(4)。

2.根据权利要求1所述的干湿两用吸尘器，其特征是吸入通道(1)与叶轮进气通道(2)之间存在设置滤网(5)的桶状滤网架(6)，滤网架(6)桶底有窗口(7)，挡板(4)设置于桶状滤网架(6)的桶底位置。

3.根据权利要求2所述的干湿两用吸尘器，其特征是所述的滤网架(6)桶底设置转换框架(13)。

4.根据权利要求3所述的干湿两用吸尘器，其特征是所述的挡板(4)上设置适合转换框架(13)的挡板沟槽(41)，挡板沟槽(41)在挡板(4)变换位置前完全在转换框架（13）内，挡板(4)变换位置后挡板沟槽(41)局部还在转换框架(13)内。

5.根据权利要求1所述的干湿两用吸尘器，其特征是所述的挡板驱动装置为转杆(3)、推杆(3-2)、拨杆(3-3)、拉绳(3-4)中的一个。

6.根据权利要求4所述的干湿两用吸尘器，其特征是所述的转杆(3)驱动装置由电机、减速机构、主动轴、螺杆组成，电机通过减速机构驱动主动轴，主动轴驱动通过螺纹旋置于叶轮进气通道(2)底座上的螺杆的一端，螺杆的另一端与挡板(4)设置在一起。