CN104470412A - 真空清洁装置 - Google Patents

Abstract

真空清洁装置，包括：具有在应用时被定位成邻近待清洁表面的下表面(110)的清洁头(102)。气流通道(112)被界定在清洁头(102)内，该气流通道(112)具有配置成连接至真空源的第一端和界定紧邻清洁头(102)的下表面(110)的开口(118)的第二端，通过该开口(118)真空被施加至清洁表面。至少一个振动元件(130)被定位成紧邻清洁头(102)的下表面(110)，其被安置成当清洁头被定位成邻近于清洁表面时将振动施加至清洁表面。此外，至少一个振动致动器(136)被包括用于使至少一个振动元件(130)振动。至少一个振动致动器(136)被定位在密封外壳内，该密封外壳被从穿过气流通道(112)的气流密封以从其隔离致动器(136)。

Description

真空清洁装置

本发明涉及真空清洁装置，并且特别地涉及一种用于真空清洁器的清洁头。

真空清洁器通常包括主体和连接至该主体的清洁头，该主体包含用于产生真空的装置例如电动机驱动的风扇单元。清洁头接合通常为底板的清洁表面，并且包括经由空气通道连接至真空源的吸入口。清洁头将所产生的真空施加至清洁表面并且允许包含碎屑例如灰尘和纤维的气流被从清洁表面吸引穿过吸入口到达用于储存碎屑便于以后处置的接受器。

提供不同形式的真空清洁器，包括其中清洁头被直接连接至本体的大体上立式清洁器、其中清洁头经由软管被连接至主体的圆筒式或拖动式清洁器(cylinder or pull-along cleaners)、以及手持式清洁器。

清洁头界定真空清洁系统的一部分，该部分与被清洁的材料直接接触以将真空施加至表面。经发现，单纯依靠真空源用于清洁的真空清洁器可能对被清洁的材料或物体施加过大的真空，并且从而导致碎屑从表面上被撕下的趋势，并且“抓取”表面，这可能不合意地导致吸起地毯或拖动帘状物。

清洁效率可以通过为清洁头提供通常以可旋转地安装在清洁器头的气流通道内的驱动刷或‘搅打器’杆的形式的搅动器来改进。刷杆(brushbar)包括配置于支承刚毛的可旋转的圆柱芯上的数排刚毛，该刚毛从该芯径向向外延伸。吸入口被定位在刷杆腔的底部，并且刷杆被安装在该腔内以便以小程度伸出。刷杆的目的是搅动清洁表面以扰动来自表面的碎屑并且将其置入进口气流中的悬浮物，从而改进清洁效率。

然而，搅打刷已被示出为由于旋转刷的刮削作用且由于杆的研磨冲击而对清洁表面造成损害。搅打刷还在刚毛内捕集的碎屑抵着清洁表面被旋转时提供非期望的研磨作用。这样可能导致清洁表面并且特别是地毯的劣化，该地毯的纤维因此被损害，并且导致具有可能被损害的必要防护性且美感的漆面的表面例如木质地板的清洁。

还经发现，搅打杆未有效地将碎屑搅动到真空气体流中。虽然某些表面级碎屑可能被驱走，但是搅打杆并未有效地从一块地毯的更深处驱走碎屑。

而且，这种搅打系统还因碎屑例如头发及类似物容易积聚在刷/杆系统中而引起问题，从而需要不断清洁，其本身是难以实现的，并且耗时的，归因于需要拆装真空清洁器的某些部分。头发和碎屑的积聚还导致真空系统表现出降低的效率。

这些立式清洁器的替代物是较轻的且较容易使用的、基于圆柱状物的真空清洁器，其还可以使用旋转刷/杆并且对帘状物、墙面覆盖物、地毯和硬表面而言需要不同的清洁方法。然而，这些圆柱状型式往往没有有效的旋转刷/杆，归因于它们需要将刷/杆结合至实际清洁头的设计。

作为搅打杆的替代物，已提出利用用于搅动来自清洁表面的碎屑的振动机构。DE 122011000507描述了真空清洁器喷嘴，该喷嘴包括位于喷嘴的大体上横跨喷嘴开口的气流通道内的振动板。振动板通过驱动轴来致动，该驱动轴通过由电动机旋转的偏心安装的销来操作。振动板被致动以给清洁表面赋予振动并且包括允许运载碎屑的空气流穿过该板并进入气流通道内的多个孔。装置例如DE’507的装置已不能引入生产模型真空清洁器内，归因于围绕致动机构的维护的问题，并且特别是由气流内碎屑引起的机构的积垢。此外，这类机构由于通过振动板相对于其与电动机的连接部产生的大弯曲力矩而易于故障。

因此，合意地提供一种改进的真空清洁器装置，其解决了上述问题和/或其大体上提供了改进。

根据本发明，提供了一种如随附权利要求中描述的真空清洁装置。

在本发明的一方面，提供一种真空清洁装置，其包括：清洁头，该清洁头具有在应用时被定位成邻近待清洁的表面的下表面；气流通道，该气流通道被界定在清洁头内，该气流通道具有配置成连接至真空源的第一端和界定紧邻清洁头的下表面的开口的第二端，通过该开口，真空被施加至清洁表面；至少一个振动元件，该至少一个振动元件被定位成紧邻清洁头的下表面、被安置成当清洁头被定位成邻近于清洁表面时将振动施加至清洁表面；和至少一个振动致动器，用于使至少一个振动元件振动。至少一个振动致动器被定位在密封外壳内，该密封外壳被从穿过气流通道的气流密封以从其隔离致动器。

在密封外壳内设置致动器有利地防止致动机构的积垢，这使该机构可能需要很少或无维护。

至少一个振动元件优选包括振动杆，该振动杆具有用于冲击清洁表面以为其赋予振动的下表面和连接至相应的振动致动器的上表面。振动杆的至少一部分封闭外壳。利用振动杆至少部分地封闭外壳使致动机构能够直接被连接至振动杆，而不需要复杂的联动和密封装置，同时还最少化了零件。

外壳可以由形成腔界定件(chamber defining)的至少一个壁来界定。腔具有由振动杆部分封闭的开口端。因此，腔大致上用于密封并保护致动器，腔的唯一开口由振动杆封闭。腔防止空气的通流越过机构，并且因此，即使某些空气进入了腔，这与直接将机构暴露于进口气流内相比也将引起最小的碎屑沉积。

在振动杆和腔之间优选设置密封件以密封腔并且防止碎屑的进入。虽然利用振动杆封闭腔为致动器提供了良好保护程度，但是利用密封件通过防止碎屑经由可移动的振动杆和腔之间的间隙进入而进一步增大了给予致动器的保护功效。

振动杆的近端边缘可以铰链地连接至腔的紧邻开口端的一个边缘，其中杆的远端边缘相对于该铰链是可旋转的，并且其中在振动杆的远端边缘和腔之间设置密封件。密封件优选是柔性膜，该柔性膜被配置成允许振动杆旋转，同时保持密封件在杆的远端边缘和腔之间。

振动杆和腔之间的铰链连接包括密封件，该密封件允许铰链的运动，同时保持密封件在杆和腔之间。这进一步减少了碎屑进入致动器外壳内，从而进一步降低积垢的风险。

清洁头包括：横向轴线和纵向轴线，以及前边缘和后边缘，该纵向轴线在应用中界定行进的方向，该前边缘在应用中界定清洁头的前缘。优选地，密封的外壳包括腔，该腔具有横向于前进方向所定向的前壁和后壁，所述前壁和后壁具有至少部分界定腔的长形开口的下边缘，其中振动杆被定位在该开口内。横向穿过清洁头延伸的长形开口最大化了振动杆的接触面积，同时最小化了与气流通道的干扰。

振动致动器优选包括至少一个电动机和安置成通过电动机被旋转的至少一个相应的调重构件，调重构件被安置成使得其质量中心从电动机的旋转轴线偏心以在旋转期间引起振动。这种装置有利地消除了致动器和振动杆之间的连接联动装置(connection linkage)的需求，从而降低了移动零件的数量和相关的故障率。

振动杆优选被铰链地连接至前壁和后壁中的一个，并且振动致动器被安置使得调重构件在大体上正交于铰链的旋转轴线的方向上旋转，这使杆围绕铰链振动地旋转。

调重构件优选在远离铰链的方向上旋转，以致其在距铰链最远的旋转点处向下移动且在最靠近铰链的旋转点处向上移动。这种布置最大化了通过致动器赋予杆的向下的力和运动，从而最大化了振动效率和效力，并且使致动器的大小和重量保持为最小值。

振动杆的上表面包括通道，该通道被配置成接纳至少一个振动致动器，该振动杆的形状优选是大体上圆柱形的，该通道具有相应的弧型轮廓。这使致动器能够被有效地且固定地安装至杆并且是低成本且有效的方式。

外壳可以被定位成向前定位且在紧邻清洁头的前缘的气流通道的外部。

振动致动器的电源优选被包含在清洁头内。在头内设置独立的电源允许头是可移除的，这在具有可更换头的拖动式真空清洁器中是特别合意的。这还减少了主体和清洁头之间延伸的电力供应电路的需求，这对拖动式清洁器是特别重要的，因为这避免了沿着软管延伸电力电缆的需求。

电源优选包括至少一个电池，并且清洁头包括与用于将至少一个电池连接至外部电源进行充电的、与外壳通信的电连接器。电池优选地被包含在清洁头内的密封外壳中，该密封外壳不必与致动器的密封外壳相同。

在本发明的另一方面，提供一种真空清洁装置，包括：清洁头，该清洁头具有在应用时被定位成邻近待清洁的表面的下表面；气流通道，该气流通道被界定在清洁头内，该气流通道具有配置成连接至真空源的第一端和界定紧邻清洁头的下表面的开口的第二端，通过该开口真空被施加至清洁表面；至少一个振动元件，该至少一个振动元件被定位成紧邻清洁头的下表面、被安置成当清洁头被定位成邻近于清洁表面时将振动施加至清洁表面；和至少一个振动致动器，用于使至少一个振动元件振动。至少一个振动元件被铰链地安装在清洁头内，并且振动致动器被安置成使振动元件围绕铰链旋转地振动。

在现有技术的振动机构中，振动板通常在垂直方向上被线性致动并且经由联动装置被连接至电动机。铰链地安装振动板和使致动器赋予力以旋转杆有利地除去了由垂直致动的装置产生的弯曲力矩，因为赋予杆的力通过铰链来支撑，而不是沿着联动构件产生弯曲力矩。

优选地，至少一个振动元件包括振动杆，该振动杆具有用于冲击清洁表面以为其赋予振动的下表面和连接至相应的至少一个振动致动器的上表面，其中振动致动器被安装在振动杆的上表面上。直接在杆上安装致动器避免了任何联动机构的需求并且使致动器能够被包含且密封在外壳内并且被自由支撑在振动杆上。

振动致动器优选包括至少一个电动机和安置成通过电动机旋转的至少一个相应的调重构件，调重构件被安置使得其质量中心从电动机的旋转轴线偏心以在旋转期间引起振动。

振动致动器可以被安置成使得调重构件在大体上正交于铰链的旋转轴线的方向上旋转。

调重构件优选在远离铰链的方向上旋转，以致其在距铰链最远的旋转点处向下移动且在最靠近铰链的旋转点处向上移动。

清洁头包括：横向轴线和纵向轴线，以及前边缘和后边缘，该纵向轴线在应用中界定行进的方向，该前边缘在应用中界定清洁头的前缘，并且振动杆优选地被安置成横向穿过清洁头。

振动杆的上表面可以包括通道，该通道被配置成接纳至少一个振动致动器。

振动元件是振动杆，所述振动杆包括长形的实心不可渗透构件。这防止运载碎屑的空气的通流到达致动器机构。

清洁头优选被配置成与底板覆盖物直接接触，并且借助于固定的真空/吸入管被连接(在立式真空清洁器的情况下)至现有的电动机/过滤器组件。

在“圆筒式”或“拖动式”或集中式[安装在建筑物的结构内]类型的真空清洁器)中，新的清洁头可以借助于柔性真空/吸入软管来连接。

所提出的清洁头的新设计可以并入(取决于成品的设计)以下特征：

一个或多个全宽度的振动杆/膜，其将振动赋予地毯纤维的最深处以促使污物/碎屑变成空气传播的且被吸入真空气流内。这些地毯振动器/搅动器的位置可以改变，归因于针对更小或更大的清洁头设计的设计约束。振动感应部件将是完全密封的，以便阻止污物和灰尘的进入，而且它们将具有非常长的使用寿命，提供将如其所期望而工作的且将不受头发或碎屑堵塞的设计。它们还将需要使用基于本发明的原理的各种新产品的使用者进行的很少的维护或无维护。

所要求保护的本发明的真空清洁装置可以被提供为售后市场的、独立式的清洁头，该清洁头被向后配置到任何现有真空清洁系统上，其中它可以因此替换现有的清洁头。

经申请人发现，包括电动振动杆/膜(利用整体可再充电的电池)在当今应用中显著改进了真空系统的清洁动力。至少一个振动杆/膜可以被定位在清洁头的真空充满区域的中心，除非设计需要更多的杆/膜以便适应较大的清洁区域，例如，在商业应用中，在这种情况下清洁头可以结合振动杆/膜的多于一个全宽组(full width bank)，并且它们可以朝向清洁头的前边缘和后边缘被定位并且也可以仅结合中心排，就第一情况中的单一排而言，从而提供具有包含多排振动器的清洁头的可能性。只要每个振动杆/膜具有围绕其的充足的真空和真空充满，则头就可以因此具有多组振动杆/膜。

清洁系统的主真空和空气增压部分利用双腔的连接软管，其中一个腔供应真空，而另一个腔供应增压的空气。在清洁系统的一个变型中，对振动膜的电的供应经由形成于柔性软管中的导管内所包含的电力电缆来保持。该软管具有两个腔，其中一个腔用于将真空源连接至清洁头，而另一个腔用于传递升压的高压空气。

该系统可以在部分闭环的装置中利用两个空气清洁器/过滤器，其需要将被运送至清洁头的高压空气是干净且无尘的。这与排入被清洁的房间/区域的空气的质量特别相关。由废气的运动产生的噪音的水平借助于使噪音降低至可接受水平的排气消声器、消音器被保持最小。

在本发明的各种实施方式中，可选择的搅动装置可以包括振动搅动而使用或除振动搅动之外而使用。这些包括：

·借助于电动机的搅动，其中电动机是电驱动的或借助于空气

驱动的，并且通过使用在不平衡状态下操作的偏心配重来施加搅动。

·借助于静电驱动的平板膜的搅动。

·借助于振荡的电磁体的搅动。

·借助于一系列串联的、圆柱状地定向的、封装的、电动机的搅动，其中每个电动机驱动在其轴上的偏心配重。

·借助于振动膜或振动搅打器或振动杆的搅动。

·借助于空气的动荡供应的搅动。

·借助于气动系统的搅动，该气动系统可以经由空气的直接供应或经由借助于用于清洁的真空产生的空气运动或通过一起使用两种方法来操作。

在一个实施方式中，振动仅结合真空被赋予至清洁表面。在另一个实施方式中，在清洁头处，振动可以连同真空和辅助空气供给的供应一起被施加。在本发明的一个变型中，该后一种方法可以按其最简形式包括：通过形成于新清洁头的设计的特定变型中的特定形状的空气进入导管，利用真空源引入引起被清洁材料的搅动的环境空气。其他变型可以包括用于实现被清洁的材料的搅动的、上述可选择的装置的范围。

利用与清洁头成一整体的可再充电的电池的电动振动致动器在目前使用中将显著改进系统的效率和易用性。

本发明的另外的特征是并入向后指向的刷或刚毛的组，它们被设置为关于被清洁的表面平面的大于90度的角，并且被定向成使得当向前推动清洁头时它们掠过宠物或人类头发的表面，但是当向后拉动头时捕捉宠物或人类的头发。然后，当清洁头再次向前推动时，头发被释放进入真空气流并除去。

为了协助在待清洁的表面上操纵，至少两个小轮子可以被结合至清洁头的抽真空面。可选择地，吸入的环境空气可以重新送往清洁头以提供升力来降低与清洁表面的摩擦。在还包括高压空气的系统中，在特殊设计的清洁头中该高压空气可以用于此目的。

操纵还可以通过使用安装于清洁头的基部的合适位置处的封装的或套接的类似球轴承的球状物来协助。

在新的完整的抽真空系统中，驱动包括产生真空的一个涡轮和产生高压空气的另一个涡轮的双涡轮装置的电动机的新设计增强了清洁过程，而不附加现有的、高功率真空清洁系统所发现的破坏性影响。

本发明还包括用于电控制气流系统的装置和振动系统，其能够在所有家用底板覆盖物和地板面漆上使用。

在本发明的又一个实施方式中，其驱动轴从电动机的两端延伸的单一数字电动机可以附接两个涡轮叶轮单元(turbine impeller unit)。电动机轴的一端可以装配有涡轮叶轮以便产生穿过清洁头系统吸入空气同时随着其穿过而滤出污物的真空。电动机轴的另一端驱动压缩机涡轮单元，其再次加压由真空系统排出的高比例的废气。在常规的抽真空系统中，该废气通常仅被过滤并且返回至房间，但是在本发明中该空气在较高压下被返回至喷气式叶片出口，这样使清洁空气深入到地毯内。该双涡轮系统因此更好地应用由真空清洁器所消耗的动力并且增强了底板覆盖物的深度清洁。

数字电机包括控制系统以控制电机转速以及打开和关闭电机。

产生了高压空气射流刀，其引导清洁的、高压空气深入地毯纤维中，由此使地毯纤维分离，且因此疏松由不断的足部往来动作而压到地毯纤维中以及压到地毯底布中的灰尘和碎片。

优选地，与如本文所描述的一个或多个振动杆组合地提供了空气射流。已发现振动杆的搅动和碎片疏松动作的组合与引导到清洁表面中的空气射流一起极大地改善了清洁头的清洁动作，并且申请人已发现其提供了相对于单独使用振动杆或空气射流的显著的改善。

在另一个实施方式中，可以提供灰尘分离单元，该灰尘分离单元包括利用在这种布局中所固有的高压/低压而被布置在网格图案中的多个有槽的管，以允许灰尘和碎片从气流中沉积出来，而不需要气旋系统所需的高气流速度。

在另一个实施方式中，可以利用衰减器系统提供噪声降低装置以降低由真空产生和/或高压产生导致的噪声，和/或以降低由旁路气流导致的噪声，以便在噪声离开真空清洁器的主体之前降低噪声水平。

参照上文，已指出用于搅动被清洁的材料的电力装置可以经由在清洁头处的直流电力供应，例如来自容纳在头中的电池，或者其可以由电池提供，或者由电源提供，其中任何一个电力源远离头定位。在这后两种情况下，连接电力源与用于搅动以及用于任何其他目的的装置的电缆则可以直接在常规的真空/空气管的内部确定路径，或者经由形成于特别设计的真空管和/或压力管中的管道确定路径。

然后，电力供应的开关控制可以经由直接开关，或者，如果电池被用于清洁头中，则电力供应的开关控制可以利用音波方法或者基于电磁信号控制的那些方法(例如，基于无线电频率的那些方法)经由直接开关或通过远程开关，其中在电源处的接收设备可通过由用户操作的发射器被打开和关闭，该发射器将编码的控制信号发送到接收器，该接收器解码并且作用于位于电源处的这些信号。另一种方法利用纤维光纤电缆，其以与对于电力供应所描述了的通过电缆的相同的方式确定路径，其中控制信号可被下发到电缆以切换数字控制电路。另一种方法涉及下发到电缆或光缆的控制信号的多路传输和解码。

远程控制尤其可用于允许用户在例如电话铃或关闭设备的一些其它原因变得必须的情况下关掉设备。然而，为了确保安全，已指出，在真空和/或高压空气主源被远程关掉的情况下，重要的是确保对这种主源的电力供应不能再次被远程地转换回开，而是需要用户返回主源以将其再次转换回开。

另一种可用的安全特征是合并用于确保以下的装置：在用户生病或崩溃的情况下，如果用户没有以使清洁头继续停留的方式握住清洁头，则清洁头和任何相关的辅助电源均被关闭。这可以以许多不同的方式实施；一种方式是要求两个开关被操作以打开设备，而一个“保持在接通位置，未锁定”开关确保其继续停留，于是，如果后者开关被释放，则电源被关闭。可选地，接通过程可涉及已描述的方法，其中两个开关必须保持打开(heldon)，以启动装置，但其中仅仅一个开关需要在接通位置中，但是不需要被保持在这种接通位置中。这将帮助用户意识到安全因素，但对于一般操作将代表较少涉及到的使用方法，并且如果不必使用该系统的幼儿在附近，则这是有用的。

另一个安全特征是将定时控制合并到系统中以便其在首次打开之后在预先可设定的时间过去之后自动关闭。

另一个安全特征是将记录消息合并到装置中以便在两个开关的任一个被打开到接通位置时，消息通知用户需要按照某些安全指南。

用于“打开”开关的翻转覆盖物将使得当儿童在其附近时系统的操作稍微更安全，其中，为了容易关闭，“关闭”开关没有被覆盖。

在另一个实施方式中，清洁头可以合并至少一个照明源，例如，发光二极管，以照亮被清洁的区域，以帮助用户确保灰尘和碎片有效地移除。清洁头还可将图像发送系统合并到真空系统的清洁头的设计中。例如，这可以基于微型的照片或视频、可以捕获被清洁的区域的图像的照相机或显微照相机的使用。这尤其可用于确定由于不可接近性而难以看见的表面上或表面中的灰尘和碎片的程度。还可用于确定例如褥子中的尘螨的程度。如果收费工作涉及真空清洁，视觉记录方法的使用可提供用于确保工作人员有效进行其真空工作的装置。用于提供这些设施的方式可涉及小型照相机技术，以及移动电话技术。那么，被结合到清洁系统中的微处理器系统中的软件可被用于识别和记录可以用来被清洁的各种表面，以便打击器杆可以例如在硬表面被辨别时被关闭并且在软表面被辨别时被打开。

清洁头还可以合并手动操作的开关或者结合的自动传感系统和开关，其中传感系统在硬表面诸如木质地板或叠层地板或油毯或类似物和软表面诸如地毯及类似物之间进行区分。这将允许在这样的硬表面被观察到或检测到时关掉振动杆和振动膜，并且在这样的软表面被观察到或检测到时开启振动杆和振动膜。

传感的一种方法可利用发出声音信号并且还传感器反射的装置。因此，这提供了用于在相对好的声音反射物的表面诸如木地板的硬表面和相对差的声音反射物的表面比如地毯的软表面之间区分的装置。

传感的另一种方法可涉及发送出和接受回从硬表面和软表面反射的光。在这种情况下，选择是传感不同水平的光强度但是在光辐射例如包含一系列颜色的那些光辐射的变化频率下。那么，硬材料和软材料的全范围的预先记录可被包含到基于微处理器的技术中以便在真空清洁系统中自动控制搅动的使用。材料的这样的全范围的记录可以是在“如所购买的”设备中供应的设备包装的部分，或者在清洁系统被使用时用于记录的设施可被提供为“如所购买的”设备的特征。在任何一种情况下，最新的地板表面的升级可被提供在互联网之上，提供在语音电话网络之上，或经由记忆棒、或光盘提供，或者经由其他记忆装置提供。地板覆盖物或真空清洁器的零售商可以提供这些设施。

基于以上5中已经提到的照相机技术的使用的又一个方法可涉及被抽真空的表面的视觉记录，以便图像识别软件可随后被用于在硬表面和软表面之间进行区分，且因此可被用于分别关掉或开启搅动机构。再一次，关于特定的地板覆盖物的视觉信息可被预先编程到合并到清洁头中的基于微处理器的设备中，如以上8中所描述的。

涉及识别被清洁的表面的以上系统中的任何一个将必须是，为了有效地关掉和开启搅动机构，将系统构造为存在到电子控制电路的即时反馈。

在本发明的另一个方面中，提供了真空清洁组件，该真空清洁组件包括具有在使用中邻近要被清洁的表面定位的下表面的清洁头；气流通道，其被界定在清洁头内，具有被配置为连接到真空源的第一端，以及界定接近清洁头的下表面的开口的第二端，真空通过该开口施加到清洁表面；至少一个振动元件，其接近清洁头的下表面定位，该至少一个振动元件被布置为当清洁头邻近其定位时施加振动到清洁表面；至少一个振动致动器，其用于引起该至少一个振动元件振动；以及至少一个气流喷嘴，其具有接近下表面定位的远端，被配置为连接到加压空气供应并且被布置为将加压空气射流供应到清洁表面。

气流喷嘴优选地位于清洁头的气流通道内并且将加压空气射流在与携带碎片的空气的流入流进入由真空源产生的气流通道相反的方向上引导到清洁表面。

气流喷嘴的出口优选地包括横向延伸穿过清洁头的宽度的长形凹槽。喷嘴优选地包括前壁和后壁，该前壁和后壁限定空气通道并且在向下方向上朝向喷嘴的出口向内形成逐渐变细。

加压空气源优选地包括第一涡轮组件，该第一涡轮组件与气流流体连接并且被配置为向内通过清洁头经由气流通道产生抽吸空气。携带碎片的气流传到在清洁头和第一涡轮中间的碎片容器，在其中碎片从气流中除去。第二涡轮被布置为接收第一涡轮的出口气流。优选地，过滤器位于第一涡轮和第二涡轮的中间以除去任何剩下的碎片。第二涡轮被配置为接收来自第一涡轮的预先加压的气流并且产生和排出高压气流，该高压出口气流被引导到清洁头的气流喷嘴。

为了更加详细第描述本发明，现在对附图做出参考，在附图中：

图1显示了根据本发明的实施方式的真空清洁。

图2显示了本发明的一个变化形式的基本特征的二维示意图；

图3显示了本发明的一个变化形式的基本特征的三维示意图；

图4显示了本发明的一个变化形式的基本特征的一种构造的二维示意图；

图5显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图6显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图7显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的二维图；

图8显示了在本发明的应用中使用的清洁头的部件的二维示意图；

图9显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图10显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图11显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的二维图；

图12显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图13显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图14显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的二维图；

图15显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图16显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的剖面形式的三维图；

图17显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图18显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的功能部件中的一些的三维图；

图19显示了在本发明的应用中使用的在运行时的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图20显示了在本发明的应用中使用的在运行时的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图21显示了在本发明的应用中使用的清洁头的变化形式的部件的三维图；

图22示出本发明的应用中所使用的清洁头的变型的部件的三维图；

图23示出本发明的应用中所使用的裂隙工具系统的设计的变型的部件的三维图；

图24示出本发明的应用中所使用的裂隙工具系统的设计的变型的部件的三维图；

图25示出根据本发明的实施方式的气流示意图；和

图26示出根据本发明的具有空气喷射部的清洁头。

参照图1，真空清洁器的清洁头102包括：主体104，该主体包括前缘106和后边缘18，清洁头的纵向轴线被界定成从清洁头102的前向后且横向轴线被界定成穿过正交于纵向轴线的清洁头102。清洁头包括与清洁表面接合的下表面110。整体地，清洁头102包括由内壁114界定的气流通道112，该气流通道在其上端116处被流动连接至真空源且在其下端处界定吸入口118。真空经由气流通道112被施加至清洁表面，并且运载碎屑的空气经由开口118被运载至通道112内。

振动腔120被提供在流动通道112的外部的清洁头102的前边缘处。然而，在可选择的实施方式中，通道120还可以被提供在流动通道112内。腔120由前壁122、后壁124和上壁126界定，前壁和后壁的下边缘界定开口128。通道120是长形的并且优选地穿过清洁头102的全宽度横向延伸，通道的端部被闭合并且由清洁头102的侧壁界定。

振动杆130被定位在开口128内并且通过铰链132被可旋转地安装至后壁124。振动杆是长形的并且横向延伸腔120的全长度。振动杆130部分地具有弯曲的或杯状的轮廓，该轮廓在其上表面中界定通道134，该通道134定位并容纳电机136。电机136是圆柱状的并且被连接至偏心重量元件138。通道134和电机136被定位成朝向杆130的前部远端边缘以优化杆130的振动。质量的中心向电机的旋转轴线偏心的调重件138的旋转产生了被直接传递至振动杆130的振动，振动杆130进而经由其下表面将该振动赋予清洁表面。电机136调重件138在大体上正交于铰链的旋转轴线的方向上旋转。调重构件138在远离铰链的方向上旋转，以致其在距铰链最远的旋转点处向下移动且在最靠近铰链132的旋转点处向上移动。优选地，包括电机136和调重件138的多个致动器沿着杆130的长度以间隔位置被定位。

硅密封件140被连接至杆130的自由远端并且被连接成邻近腔120的前壁122并且沿着杆130和腔120的整个宽度延伸。柔性密封件140密封杆130和腔120之间的间隙，同时允许杆无阻碍振动。密封件140是具有波纹管式构造的硅酮膜。柔性硅酮密封件还沿着铰链132设置。

在图1所示的装置中，第二腔121被定位在气流通道112的向后侧上，其具有大体上与前腔120相同的构造，包括相应的密封振动杆组件。在可选择的实施方式中，通道的一个或更多个可以可选择的或另外地被提供在气流通道112内，腔的密封性质确保了防止进入振动致动机构内的碎屑沉积在其碎屑路径中的位置。

图2示出示意性的、二维图，可见，空气连同从被清洁的表面除去的随附真空碎屑一起在进入作为真空源的涡轮机之前进入清洁头，然后进入过滤器。从该涡轮机过滤的空气接下来进入另一个过滤器，并且一经离开就经由旁通阀被部分地排放至大气。这是为了保持围绕系统传送的空气的质量并且为了保持环境大气中气味水平为最小值。一种类型的合适的过滤材料的是活性炭。

剩余的空气接下来进入压缩涡轮机(compressor turbine)，该压缩涡轮机要么在与驱动真空涡轮机相同的轴上被驱动，如所示，要么经由适当的齿轮机构与该轴共同驱动。从该涡轮机压缩的、过滤的空气接下来返回至清洁头，然后该空气从该清洁头离开到被清洁的表面上，从而同时用于协助传播例如被清洁的材料例如地毯的纤维，并且用于产生在材料中和周围的空气中产生扰乱。该搅动的空气因此获取了将被真空气流运走的污物和碎屑。

参照图3，其表示真空清洁系统1的示意性的、三维视图，清洁头2提供用于施加借助于真空涡轮机3产生的真空的装置，并且将真空经由真空管VT传递至被清洁的表面4，同时还将直接的空气源经由压缩管CT从压缩涡轮机5供应至该表面。系统中气流的方向通过箭头来指示。

表面4的结构部件例如地毯的纤维的搅动借助于被结合至系统的清洁头2的一系列可选择的机构来实现。它们在后面将被详细描述，并且利用各种振动方法来实现被清洁的材料的搅动。

系统中真空和压力的控制是这样的，存在对从表面4被移除的污物和碎屑的净拉力，并且通过利用压缩涡轮机5来增大清洁头2处的空气供应。如所示，涡轮机3和5利用适当的机构和齿轮经由公共轴S或经由一个电机借助于电机M来驱动。

被引入的额外的空气的主要功能是为了扰乱存在于被清洁的材料中的灰尘和碎屑，并且第二功能是为了保持部分闭合回路的清洁系统内的空气质量。系统中的空气循环需要保持新鲜，并且通过用从被清洁的区域吹扫的冷环境空气替换某些加热的废气来保持在合适温度，并且这通过旁通阀6的结合来协助，该旁通阀6使可控的百分比的空气流至环境大气。25％的值被建议为旁通的空气的合理比例。重要的是要确保该排除的空气不再次进入系统，因此，为了确保这一目的通过系统的适当设计来提供装置。

如果实验示出其是必要的，可以经由另外的辅助的输入阀提供单独的可控制的供应的过滤的清洁的冷却的新鲜的空气，这可能需要另外的冷却。为了确保系统安全，指出的是卸压阀应被包含在其内。

另外参考图3，空气清洁过滤器F1和F2从系统中除去污垢和残骸并且被设计以便容易被清空，并且然后当必要时用过滤材料再装载。这些过滤器的有用特征是系统包括用于指示其需要清空和再装载的工具。这可以通过布置(当补充必要时)待被打开的指示灯例如发光二极管或二极管组件、或通过布置待被使用的蜂鸣声或其他指示方法来实现。真空感测和测量设备可以被利用以指示此状态，其中传感器感测真空度已经落在可预先设定的水平之下。

过滤器组件F1代表用于从离开清洁头2的空气中除去污垢和残骸的主要工具，然而过滤器F2在空气从真空涡轮3进入压缩机涡轮5之前提供第二阶段的过滤。

用于应用真空源的工具2被用于从被清洁的纤维内除去所有的负载污垢的高压空气，留下由从压缩机辅助供应的空气产生的喷射涡流并且此外，这样的真空源被需要以通过被搅动的纤维从环境空气供应中吸进另外的百分比的空气，以便来自压缩机的高压空气不将任何污垢和残骸向外推动到包围清洁头的区域中。

因此，头需要被设计以便例如地毯的纤维中的空气的扰动在集中的区域中发生，使真空被应用于此区域之外以及在与被清洁的表面进行接触的头的一部分的界限之内。

经由旁通阀6从真空涡轮中排出空气意指压缩机需要被设计，以便其可以满足系统中的这样的空气损失，并且因此供应足以维持从清洁头到被清洁的材料内的需要的空气流动的空气。因此，在其已经经过阀6组件之后，系统需要来自压缩机涡轮的高压空气在比来自主要的真空涡轮的真空侧的废气的那种远远更高的压力下被供应。在应该有由系统不能迅速供应高压空气引起的任何困难的情况下，作为附件实施或被整合成主系统的一部分的压载罐连同合适的另外的自动阀和阀控制将辅助确保维持空气流动。

因此，还另外参考图3，电子电机控制单元ECU控制供应到电机M的电流，所述电机M驱动真空涡轮和压缩机涡轮，分别地3和5，并且旁通阀控制单元VCU控制供应到旁通阀6的电流。指出的是ECU和VCU在此示意图中被示出为箱子，但实际上是主电子控制单元的一部分。

为了提供用于适当地控制系统以便其可以被用于清洁软表面和硬表面的工具，当分别遇到软表面(例如地毯的那种)或硬表面(例如木地板的那种)时，工具必须用于打开和关闭清洁头2中的振动器机构(在图中未示出)。本发明的此方面稍后被详细描述。

参考代表图3中示出的系统的示意性二维平面图的图4和5，这些示出用于待被清洁的表面中的两种类型的系统中的空气流动的方向。

因此，参考图4，这示出操作用于清洁硬表面比如木地板、油毯、以及类似物的情形，其中高压空气对于清洁目的不是必要的。可以看出的是，双位闸门阀V1处于其再循环位置中。阀V1的此位置是通过清洁头2中的装置检测到其在硬表面比如木地板(即，不是地毯)的那种上的结果、或是在使用者已经观察到硬表面将被清洁之后通过真空系统的使用者的放置在其“硬表面”设置中的开关的结果。

因此，这两种模式的检测(一个自动和一个人工)确保阀1的致动器对其供能以便阀V1移动到“再循环”位置，其中引起空气在压缩机涡轮内再循环并且在高压下不行进至清洁头2；使中等压力的空气离开真空涡轮3，经由旁通阀6被完全排出到大气中以便允许真空涡轮耗尽其“拉进的”空气。

参考图5，这示出操作用于清洁软表面比如地毯、以及类似物的情形，其中，驱动阀V1的致动器将使阀V1移动到一位置内，在所述位置中离开真空涡轮3的中等压力的空气在通过过滤器F2的过滤之后被转移到高压涡轮5内用于再压缩，并且然后被发送到清洁头2的空气喷射中。阀V1的此位置是通过清洁头2中的装置检测到其在软表面(例如地毯)的那种上的结果、或是在使用者已经观察到软表面将被清洁之后通过真空系统的使用者的放置在其“软表面”设置中的开关的结果。

指出的是，在真空清洁头2的变体不涉及使用高压空气但的确使用通过待被稍后描述的多种工具实施的搅动的情况下，阀V1处于使得压缩机涡轮5正好使空气再循环同时清洁头中的搅动机构对于硬表面是关闭的或对于软表面是打开的位置中。

用于清洁头的多种设计的主要应用是替换被用于常规真空系统的现有的清洁头，但(若需要)它们同样可以与独立式系统一起使用。

对于涉及搅动连同真空化以及供应的加压空气的真空系统的其他基本的变体，阀V1处于使得压缩机涡轮5向清洁头2提供高压空气的位置中。

由于已经通过示意图描述本发明的基本原则，现在将特别参考示基于本发明的多种原则的用于实现清洁的特定方法和装置的图。

因此，参考图6中示出的三维视图，真空清洁头系统7利用电力驱动的或通过其他手段比如高压空气源或真空源驱动并且可拆装地或永久地固定于矩形形状的打击器杆(vibratable beater bar)9的电机8。电机8具有安装在其驱动轴10上的偏心锤11。气缸C1和C2被可拆装地或永久地固定于打击器杆9上，并且活塞布置P1和P2各自分别位于气缸C1和C2内，使得这些活塞布置的顶部被分别可拆装地或永久地固定于支撑元件S1和S2。在电机8的电机壳体之内旋转的偏心锤11的行动，使得引起打击器杆9上下振荡，然而此行动被活塞和气缸组件P1、P2、C1、以及C2阻尼，其中阻尼可以借助于在气缸C1和C2中压缩和解压缩的空气、或借助于在C1和C2之内的压缩弹簧、或借助于在C1和C2之内的液压机构。因此，打击器杆9的振荡扰动被真空化的材料例如地毯的织物，从而辅助经由管VT7应用的真空的行动以从地毯中除去污垢和残骸。

为了在真空源附近提供足够的密封，短边缘SE1和长边缘LE1的平坦的下表面形成清洁头的基部，所述基部具有弯曲的主体B7，所述主体B7具有通常半圆形形状的横截面。在图中为了清楚的原因，主体B7的竖直取向的左手侧壁被示出为除去的，但指出的是，清洁头的两个侧壁都是关闭的。还指出的是，虽然清洁头系统7的主体B7被示出具有半圆形的横截面形状，这不被意图是用于本发明的任何变体的限制性形状，并且任何变体的形状将通过用于特定的清洁头的特定应用并且通过美学和制造的容易度以及生产期望的可出售的产品必需的任何相关的成本的大小规定。

参考图7中示出的三维视图，参考图6已经描述的真空清洁系统7被再次示出，但从左手侧观察，以便系统的多个部分可以被更容易地看见。因为此图中的各部分已经参考图5描述，其不再被描述。

参考图8中示出的二维视图，已经参考图6和7描述的真空清洁系统7被再次示出，但处于从左手侧观察的侧视图中。因为此图的各部分已经参考图6和7描述，其不再被描述。

参考图9中示出的二维视图，已经参考图6、7、以及8描述的真空清洁系统7被再次示出，但从前部观察。因为此图的各部分已经参考图6、7、以及8描述，其不再被描述。

参考图10中示出的三维视图，已经参考图6、7、8、以及9描述的真空清洁系统7被再次示出，但在图中为了清楚的目的，具有比图5中示出的那种更少的内部细节。此外，被识别为IVT的部分代表真空管VT7的内侧。因为此图的其他部分已经参考图6、7、8、以及9描述，其不再被描述。

参考图11中示出的三维视图，真空清洁系统20包含利用用于搅动被清洁的材料的方法的基于静电式扬声器的操作原则的部件，其中振动通过使用静电膜或隔膜21在环境大气中产生，所述静电膜或隔膜21被夹在上穿孔板和下穿孔板之间，其中每个板具有形成于其中的一系列的孔，产生所谓的格子板组件。在此类静电式扬声器中，特定频率和强度的电音频信号在所谓的隔膜中产生振动并且因此通过格子孔将这些振动转移到在格子板的上方和下方的环境大气中，从而产生被供应至扬声器系统的原始声音的代表。

这样相同的原则被用于清洁头20，其中在格子板组件GP中，下板LP具有形成于其中的一系列的孔H，然而上板UP也具有孔，并且从图11的左上方的放大图中可以看出的是，声学腔ACH具有弓状的腔顶，所述腔顶沿着格子板组件GP的整个长度延伸，其中声学腔ACH使由静电膜或隔膜21的振荡引起的振动通过孔H重定向并且因此到在这些孔H的下方和周围的区域中。因此，这些振动被转移到被清洁的材料例如地毯的结构部件中，从而搅动被真空化的地毯的纤维，以便扰动位于其内的污垢和残骸，以便污垢和残骸进入真空空气流中。

系统的多个其他部分是支撑结构22、23、24、以及25，并且为了在真空源附近提供足够的密封，短边缘SE2和长边缘LE2的平坦的下表面以类似于用于已经参考图6、7、8、9以及10描述的清洁头7的那种的方式形成清洁头的基部，所述基部具有弯曲的主体B20，所述主体B20具有通常半圆形形状的横截面。在图中为了清楚的原因，主体B20的竖直取向的左手侧壁被示出为除去的，但指出的是，清洁头的两个侧壁都是关闭的。

为了安全的目的，应当需要重视与电击隔绝并且防止火灾危险。静电积累也需要被研究并且因此被限制。

振动的此含义的一个方面是其可以令人信服地涉及使用音乐以及类似物作为用于产生振动的声源，同时当然也提供用于使用者的利益的音乐，条件是环境噪音的水平不太大。实验将确定待被使用的声音的最合适的频率和强度。

此搅动方法特别适合于清洁精细织物和精细材料。还可能的是，某些频率的声音可以杀死尘螨，但也真实的说，某些频率的声音可能对使用者有害，因此需要注意选择利用的声音的频率和强度。

参考图12中示出的二维视图，已经参考图11描述的真空清洁系统20被再次描述，但为从左手侧观察的侧视图。为了在图中确立清楚的目的，左手侧边缘LE2的一部分已经被除去，以便格子板组件GP的组成部分可以被更容易地看见。因此，参考图11的左边的放大图，可以看见膜21被夹在上格子板UP和下格子板LR之间。因为此图的其他部分已经参考图10描述，其不再被描述。

指出的是，必要的电源供应器和相关的控制电路的连接手段在图中未被示出，但此电源供应器和相关的控制电路将位于远离清洁头20的外壳中、或其中的部分或全部将位于清洁头外壳内。

参考图13中示出的三维视图，已经参考图11和12描述的真空清洁系统20被再次描述，但在图中为了清楚的目的，使清洁头的左手侧的壁的一部分被除去。因为此图的其他部分已经参考图11和12描述，其不再被描述。

参看图14中示出的三维视图，真空清洁头系统30利用包含两个电磁组件31和32的电磁系统以使打击器杆33振荡，这扰动被清洁的材料中的污垢和灰尘，从而将其发送到经由真空管VT30供应的真空空气流内。电磁组件31和32的内螺线管34和35被可拆装地或永久地固定于矩形形状的打击器杆33，并且组件31和32的外壳分别借助于内支撑结构36、37和38、39可拆装地或永久地固定于清洁头系统30的外壳B30的内侧。因此，振荡螺线管34和35的行动振动打击器杆33并且因此扰动位于被清洁的材料中的污垢和残骸，并且将其发送到真空空气流内。

如已经参考早前的图描述，为了在真空源的附近提供足够的密封，短边缘SE3和长边缘LE3的平坦的下表面形成清洁头的基部，所述基部具有弯曲的主体B30，所述主体B30具有通常半圆形形状的横截面。类似地，在图中为了清楚的原因，主体B30的竖直取向的左手侧壁被示出为除去的，但指出的是，清洁头的两个侧壁都是关闭的。标识符号IVT指的是真空管VT30的内侧。

参考图15中示出的二维视图，已经参考图14描述的真空清洁系统30被再次描述，但处于从左手侧观察的侧视图中。因为此图的其他部分已经参考图14描述，其不再被描述，但还可以看出的是，图的左下方示出用于将振动赋予被清洁的材料的替代方法，其中打击器杆33被包含在封套内，所述封套包括被保持在支架构件38L左边和38R右边之间的上柔性膜和下柔性膜，即分别地UM和LM。封套借助于这些支撑构件被密封并且在其前端和后端也被密封。

因为通过振荡螺线管轴34和35将振动赋予打击器杆33，因此，膜提供用于在被清洁的材料的表面上产生压缩空气和解压缩空气的波的手段。

由于已经描述用于将振动实施到被清洁的表面的多种方法，提供涉及方法中的一种的更多的细节。

因此，参考图16中示出的三维视图，真空清洁头系统40利用一系列的三个同轴的封装的气缸振动电机M1、M2、以及M3(在此图中未识别，但在以下的图17中识别)，所述气缸振动电机M1、M2、以及M3类似于已经参考图6到10(包括首尾)描述的类型但使其轴在相对于那些图中示出的轴10的方向成直角的方向上彼此成直线。电机M1、M2、以及M3被包含在封装的外护套ENC(详见图16)内并且将振动赋予矩形形状的打击器杆41。电机是所谓的振动电机，并且属于用于在多种工业应用中将振动赋予材料和物体的类型。

另外参考图16，内结构构件42和43各自支撑打击器杆41附接到的活塞和气缸布置，即分别地P40、C40和P41、C41。打击器杆41可以可拆装地附接到C40和C41或被形成为C40、C41对的结构的一部分。活塞P40和P41被分别可拆装地或永久地固定于支撑结构42和43。

如已经参考早前的图描述，为了在真空源的附近提供足够的密封，短边缘SE4和长边缘LE4的平坦的下表面形成清洁头的基部，所述基部具有弯曲的主体B40，所述主体B40具有通常半圆形形状的横截面。类似地，在图中为了清楚的原因，主体B40的竖直取向的左手侧壁被示出为除去的，但指出的是，清洁头的两个侧壁都是关闭的。

指出的是，参考图16，尽管在图中示出了三个电机，但电机的数目和尺寸取决于真空清洁头B40的尺寸、由电机应用的真空度、以及被清洁的表面的性质。

另外参考图16，可以看出的是，代表清洁头B40的左手部分的放大的在左上方的放大图示出位于借助于框架45支撑的柔性膜44的界限内的打击器杆41。打击器杆41和膜44的组合可以在一系列的模制工艺中制造，其中膜例如从橡胶状的柔性聚合物制成的膜在其平坦的侧面的周围的位置处和在每个侧面向下的半途的位置处被附接到打击器杆41的周界。相同的工艺可以涉及附接到框架45、或框架45可以通过其他手段随后被附接。然后，框架可以借助于结构构件42和43被支撑，其中活塞和气缸布置P40、C40和P41、C41被连接框架45与构件42和43的支撑构件替换。然后，振动电机M1、M2、以及M3可以被附接到如已经解释的打击器杆并且因此将振动赋予打击器杆。指出的是，用于驱动振动电机的手段在图中未被示出，但其可以是经由独立式可充电的电池单元、或借助于辅助的电源供应器。

另外参考图16，用于振动打击器杆41的还另外的替代的布置在右下方的插图和在右上方的放大图中示出。此处，可以看出的是，借助于电力供应(在图中未示出)驱动并且属于被称为线性共振致动器的类型并且被用于将振动赋予物体例如用于振动包含需要被摇动的材料的托盘的线性振动电机46在形状上是圆柱形的并且位于在打击器杆41的顶表面中形成的圆柱形形状的凹地47之内。类似的线性振动电机46被插入到在打击器杆41中形成的另一个凹地中，以便两个电机可以将振动赋予打击器杆。因此，这些振动电机替换圆柱形形状的电机M1、M2、以及M3，然而打击器杆继续借助于活塞和气缸布置P40、C40和P41、C41被支撑。然而，指出的是，相反地振动电机46还可以在涉及柔性膜的应用中替换圆柱形形状的电机M1、M2、以及M3，所述柔性膜在图的左上方示出并且以已经参考膜布置描述的方式应用。还指出的是，电机比如电机46可以以“一个在另一个之上”的构造被临时地或永久地彼此固定，以便增加由其赋予的力。

因此，以已经描述的清洁头系统起作用的相同的方式，打击器杆41对被真空化的材料的往复振荡扰动位于其中的污垢和残骸，并且将污垢和残骸发送到真空空气流内。因此，可以看出的是在打击器杆41的任一侧的矩形形状的区域对在其下的表面是打开的，以便真空可以被应用到此表面，并且以便当棒在相对于清洁头40的平坦的基部的平面成直角的方向上振动时棒可以与表面进行接触。

还指出的是，参考图16，真空管VT40可以被连接到辅助的真空源的柔性软管、或刚性管，从而替换原始的头。指出的是，虽然管VT40被示出固定于主体B40，理想地，管经由转动连接器(swivellable connector)被连接到主体，所述转动连接器将允许清洁头40被推动到地势低的物体比如椅子以及类似物之下。这样使用的转动连接器同样适用于使用所有先前的清洁头系统，并且适用于现在待被描述的那些。

参考图17中示出的三维视图，已经参考图16描述的真空清洁系统40被再次描述，但呈剖面的形式，以便系统的各部分可以被更容易地看见。现在可以看见三个封装的电机M1、M2、以及M3并且因为此图的各部分已经参考图16描述，其不再被描述。指出的是，虽然已经参考图16描述的包括部分44和45的柔性膜布置还在图17中示出，其被假设为被用于代替如已经描述的一般的打击器杆布置。还指出的是，某些部分已经从这些图中省略以便确保清楚地理解它们。

参考图18中示出的三维视图，真空清洁头系统50使用气刀(air blade)AB50以高压将空气传递到被清洁的表面，其中高压空气经由压缩机管CT50且经由合适的柔性或刚性管从压缩机(图中未示出)传递。气刀AB50分别具有左倾斜侧壁LW和右倾斜侧壁RW，且这些壁具有形成在其中的一系列孔H1(仅左侧的一个孔在图中示出)，孔H1借助于圆柱形的管T1(仅连接孔H1的左侧的管被示出与相对的壁LW中的孔[图中未示出]连接)连接到相对的孔。该一系列的孔(如H1)和管(如T1)允许在清洁头的周围部分中的真空围绕气刀AB50是均衡的。如果这些孔和管不存在，则真空将不均匀地分布在被清洁的材料的表面上。参考图18指出的是，为了附图中简明的目的，左侧的侧壁已被移除，且在操作的清洁头中，两个端壁将是闭合的。

在操作中，真空源经由真空管VT50施加到被清洁的表面，真空管VT50的横截面轮廓与压缩机管CT50的横截面轮廓部分地同心。合适的转动连接器(图中未示出)用于将部分地同心的管装置连接到由已经描述的独立式真空系统(self-contained vacuum system)使用的柔性或刚性管。

清洁头系统50的本体B50的设计使得其在高压空气和真空被施加的区域的任一侧上的隔间内容纳两个左侧和右侧可振动的打击器杆51L和51R。左侧隔间被示出分别具有左侧壁L5和右侧壁R5，其中右侧隔间相似。对于左侧隔间，两个打击器杆借助于示出为致动器AC5的辅助致动设备来驱动，其中打击器杆51L被驱动，且驱动设备可借助于脉冲空气供应、电磁操作螺线管、旋转凸轮或可向打击器杆赋予往复运动的任何机构来操作。打击器杆从而在相对于被清洁的表面成直角的方向上以上上下下的方式来驱动。振荡打击器杆51L和51R的动作从而防止灰尘和碎片残留在被清洁的材料中，且将灰尘和碎片送到真空空气流中，真空空气流经由真空管VT50将灰尘和碎片带走。清洁头的基部B5的长侧边缘和短侧边缘形成如已经参考较早的附图描述的真空源和围绕高压空气源的密封件。空气流在该系统中的方向通过箭头来表示。

作为使用打击器杆的可选择方式，膜可附接到用于实现往复运动的设备。

参考图19中示出的三维视图，再次示出已经参考图18描述的真空清洁头系统50，使得可以容易地看到气刀系统的不同部分。从而，H1、H2、H3和H4用于分别经由管T1、T2、T3和T4(图中未示出T2、T3和T4)分布真空而使气刀AB50周围的真空均衡。因为在该图中示出的其他部分已经参考图18进行了描述，所以不再次描述它们。

参考图20中示出的三维视图，再次示出已经参考图18和19描述的真空清洁头系统50，使得可以看到空气在系统中流动的方向。因为在该图中示出的其他部分已经参考图18进行了描述，所以不再次描述它们。

参考图21中示出的三维视图，真空清洁头系统60使用气刀AB60以与已经参考图18、19和20描述的相同的方式将空气以高压空气传递到被清洁的表面，但是具有在空气递送端部处变成更窄的开口的气刀，使得更集中的空气射流施加到被清洁的表面。从而，该设计将提供用于清洁表面的更有效的装置，其中清洁借助于高压空气射流来辅助。应注意，气刀的尖端距被清洁的表面的实际距离将服从于为确定最有效的距离而实施的实验的结果。因为在该图中示出的部分类似于已经参考图18、19和20描述的部分且具有相似的功能，所以不再次描述它们。

参考图22中示出的三维视图，真空清洁头系统70利用了将空气射流引向被清洁的表面的原理，但是通过使用经由内真空管71施加的真空源以经由形成在本体B70中的前凹槽端口72和后凹槽端口73吸入周围的空气(空气方向由箭头示出)，同时还使用居中施加的真空源来吸入已通过由凹槽72和73形成的空气射流从被清洁的材料去除的分布的灰尘和碎片来实现该原理。应指出，尽管该清洁方法可能不如基于打击被清洁的材料的先前参考前文附图描述的那些方法有效，然而，该清洁方法提供了用于实现清洁的更简化的装置，因为不需要高压空气的另外的供应，且不需要用于将振动赋予到被清洁的材料中的机构。因此，真空清洁系统70可以如前文已经描述的系统，用于替换现有装置上的现有的真空清洁头。根据需要，参考图22描述的系统当然可以包含用于实现振动的装置。

系统70也可以和已经参考图2至5(包括图2和图5在内)描述的独立式真空源一起使用，其中高压空气源关闭；其中这代表用于所述独立式系统的另一应用。

还参考图22，应指出，可以形成部分74和75以及部分77和78，使得每对的端部最靠近被清洁的表面，变得更靠近在一起，从而是逐渐变细的，且因此分别经由孔76和79将更直接且集中的空气射流施加到材料。此外，实验将确定两个凹槽72和73的最佳尺寸和形状。

参考图23中示出的三维视图，再次示出已经参考图22描述的真空清洁头系统70，但是从不同的方向观察的，以便更好地示出系统的部分。因为在该图中示出的其他部分已经参考图22进行了描述，所以不再次描述它们。

参考图24中示出的三维视图，真空裂隙工具系统(vacuuming crevicetool system)80包括外真空管81和内高压空气管82(由虚线示出轮廓)，该内高压空气管82将高压空气经由喷嘴83递送到被清洁的表面。

真空源从被清洁的材料移除已由高压空气去除的灰尘和碎片，且灰尘和碎片经由喷嘴84被吸入到管81中。喷嘴83和84被示出具有椭圆形横截面，但是最合适的实际横截面将通过实验且通过系统的特定应用来确定。

每个管81和82的另一端部的横截面是圆柱形的以便更有利地允许系统的该端部连接到真空源和高压空气，其中具有内螺纹(图中未示出)的可螺纹连接的连接器85可拧到合适设计的连接器上，且使得外管81的端部86和内管82的端部87可分别连接到其合适的真空源和高压空气源。

应指出，连接器85不意图代表实际的连接装置，而是仅用于示出意图。

还应指出，内管82可借助于结构支撑构件定位并保持在外管81内，且可选择地，管81和82可模制成一整件，或通过将件接合在一起而制成。

参考图25中示出的三维视图，真空裂隙工具系统90类似于已经参考图24描述的裂隙工具80，且具有外真空管91和内高压空气管92(由虚线示出轮廓)，该内高压空气管92将高压空气经由喷嘴93递送到被清洁的表面。

真空源从被清洁的材料移除已由高压空气去除的灰尘和碎片，且灰尘和碎片经由喷嘴94被吸入到管91中。喷嘴93和94被示出具有椭圆形横截面，但是最合适的实际横截面将通过实验且通过系统的特定应用来确定。

还参考图25，可看到，另外的模块95位于系统90的真空端，且模块95可以是以与包括管91和92的双重管系统整体模制的且另外的操作部分被添加到的部分的形式，或模块95可以是全部分开的可连接的部分，其包含其自己的子部分。模块95还可以是可附接可分开的单元的形式，其中该单元可以用一只手来保持，同时另一只手保持主要裂隙工具头。又一个可选择方式是提供用于继续以一只手保持两个单元的装置，但是具有用于调整可附接单元和主裂隙工具之间的分离的便利性，从而为真空的不同类型提供所需。

在任一以上情况下，模块95的功能部分执行振荡打击器杆96的振动操作，该振荡打击器杆96具有矩形横截面，且具有允许高压空气和真空源施加到被清洁的表面的矩形孔。应指出，尽管打击器杆96具有矩形开孔的横截面，但是杆和孔可以是将振动有效地赋予到被清洁的材料的任何合适的尺寸和形状。

振动杆96借助于被容纳在上部区域97U和下部区域97L(图中未示出97L)内的振动源来操作。这些源可以是已参考前文附图描述的那些源中的任一种，且区域97U和97L的形状和尺寸将是为了容纳所需的操作部件所需要的形状和尺寸。用于驱动振动源的电力通过被容纳在模块95的区域98和99内的电池来提供。

参考图24和25，应指出，示出的裂隙工具系统80和90的设计不意图代表用于实现本发明的原理的唯一方式，且其他设计将包含更美观的形状和更功能化的零件。

参考图25，示出了包括清洁头302的系统，该清洁头302包括沿其导向边缘定位的表面检测传感器304。致动振动杆306如以上定义的位于清洁头302的前边缘和后边缘处。碎片经由在空气射流喷嘴开口310的任一侧的流动路径进入清洁头。引导碎片的空气从清洁头302经由流动路径312通过真空管道314流动到主碎片过滤器和收集组件316，在该收集组件316中，碎片沉淀并存放。过滤空气从收集组件流到第一涡轮318的入口。通常地，来自真空涡轮的空气被通至大气。然而，在本发明的该系统中，来自第一涡轮318的排出空气经由中压空气管道322和第二级过滤器324被送到第二涡轮320。具有连续的25％排出率的连续的旁通排气件326被设置在过滤器324和第二涡轮320之间。空气经由具有致动器330的中压到高压门阀328流动到第二涡轮。另外的高压门阀332被提供用于闭合将循环空气从其出口经由封闭环流动路径334通过封闭环管道336传送到涡轮320的封闭的闭环。高压管道338从第二涡轮引向清洁头302，将高压空气从第二涡轮引导通过高压流动路径340。

参考图26，清洁头402具有前进方向404。清洁头包括如以上描述的一个或多个振动杆404。高压空气经由流动路径406进入清洁头402，其中空气射流经由喷嘴408指向清洁表面。在空气射流将高压空气引到地毯中时，真空通过地毯经由携带来自地毯414的碎片412的流动路径410吸入周围的空气。携带碎片的气流然后经由出口416离开用于主碎片组件的头部。

参考前文，应指出，对于涉及将管直接地保持在手中的应用，各种真空管例如VT7和类似的管的外部形状是有用的，使得其可以用手容易地抓握。此外，设计该清洁头的该部分，使得其可以可移除地附接到本体部分，将允许该部分围绕其纵向轴线旋转并且暂时地锁定到位，以适合于由左手或右手握持。可选择地，通过仔细地设计安装在管上的手套的类型，具有给定外部轮廓的任何管可以制成适合左手或右手，以向使用者提供可调整的更方便的抓握。

此外，吸收振动的操作件或操作手套可以用于减少系统的功能部分对用户的振动影响的任一程度。类似地，系统可设计成使得在必须的且期望的地方通过合适的吸收材料和技术的使用来吸收振动。

参考前文，还应指出，用于以剃刀和按摩器和类似方式产生振动的方法可适合于被合并到已经描述的清洁头的设计中，且引入的打击器/搅动器可由塑料或橡胶或其他合适的材料制成，且用于迎合不同的地面覆盖物的一种方法可使用弹性的但是相对软的材料，且以该设计和方法，硬表面将不被打击/搅动动作破坏。关于此的另外的可选择项可以是使用压缩弹簧，以便衰减这些硬表面上的打击效果，其中保持足够的力可用以有效地打击/搅动软表面。

参考前文，还应指出，可提供用于当不同的表面遭遇清洁装置时手动地或自动地调整打击/搅动的程度和打击/搅动力的程度的装置。该装置还可以包括用于调整由用于产生振动的设备产生的振动的频率和幅值的装置。

参考前文，还应指出，参考真空描述的原理可适合于提供用于刮去和撕裂壁和天花板、来自壁或天花板的罩、以及用于通过真空移除被刮掉的材料的装置。

参考前文，还应指出，已经描述的真空清洁系统的不同部分可包括被组装到主清洁头本体中的功能部分。

在前文中描述的打击器杆中的任一个可用铰接的翼片(flap)替换，铰接的翼片借助于本文描述的振动机构中的任一种来操作。

系统的设计应该是例如最小化振动向仪器的使用者的传递。

仪器可包含用于施加液体射流的装置，其中液体可以是水或另一种合适的安全清洁材料。仪器还可以包含用于施加相同材料的喷射的装置。以相似的方式，除臭装置可被包含到清洁头的设计中，和/或独立式真空涡轮和压缩机涡轮系统的设计中。在任一这些情况下，仪器需要是弹性地且安全的、耐受这些材料。

可以从独立式源例如缸或其他容器供应高压空气，该独立式源安全地容纳高压空气且将高压空气递送到被清洁的表面。

可以从位于清洁头的外部或内部的压缩机供应高压空气。

所描述的系统中的任一个可包含特别为较早的且用于交通工具清洁或在其他有限的空间使用而设计的局部轻量的装置。

将真空源和高压空气引向被清洁表面的喷嘴可以是其相对于距被清洁的表面的距离以及其可在其上操作的范围两者是可调整的。

参考前文，应指出，在油罐车(road tanker)的罐内部的液体可能以相同的方式发生移动和由此的危险的振荡，在油罐车中，该振荡通过使用罐内部的挡板来控制，这种振荡可通过利用设定成运动的液体的振荡而变成有益于在利用真空发明的原理的清洁头系统中使用，从而赋予在保持液体的容器中的振动。

参考前文，还应指出，当打击器杆在没有关联的膜的情况下使用时，杆可以与被清洁的材料接触，或不与其接触。当打击器杆和振动膜一起使用时，由于通过膜的周围大气的振动干扰的程度比当打击器杆单独使用时通过打击器杆的周围大气的振动干扰的程度高，膜不可能变成与被清洁的表面接触。

这种情况的另外的实践实例当例如并非完全对称的且容纳液体的蛋形容器通过替换其使得其与在其定位的表面的接触点附近晃动而变得振荡时发生。没有对称的容器从而引起容器向后和向前晃动，而不是在特定方向上滚动，滚动将是容器是球形的情况。当应用本发明的原理时，这可用于实现振动。

参考该振荡，应指出，由当应力施加到其时呈现减少的粘度的触变材料示出的原理也可以从而应用于本发明的应用中。

还应指出，当电流或电压施加到其或任何力或场施加到其改变其粘度的材料也可由此用于本发明的应用中。

参考前文，还应指出，在特定类型的气体被要求用于处理表面或材料的某些应用中，本发明的原理可通过使用这些气体的独立式供应来应用。这些气体可以是例如对于一种类型的应用而言是惰性的，或对于其他的而言是活性的或高度活性和腐蚀性的。惰性气体可以例如确保在抽真空期间不发生氧化或任何其他不期望的化学变化。

尽管前文说明书致力于专注于被认为是对本发明特别重要的那些特征，但是应理解，本申请人要求对涉及本文之前引入的和/或在附图中示出的任何专利性特征或特征的组合进行保护，不管有无对其特别强调。

Claims (28)

1.一种真空清洁装置，包括：

清洁头，其具有下表面，所述下表面在使用时邻近待清洁的表面定位；

界定在所述清洁头内的气流通道，所述气流通道具有第一端和第二端，所述第一端配置成连接到真空源，所述第二端界定紧邻所述清洁头的所述下表面的开口，真空穿过所述开口施加到清洁表面；

至少一个振动元件，其紧邻所述清洁头的所述下表面定位，布置成当所述清洁头邻近其定位时将振动施加到所述清洁表面；以及

至少一个振动致动器，其用于引起所述至少一个振动元件振动；

其中所述至少一个振动致动器定位在密封的外壳内，所述密封的外壳与穿过所述气流通道的气流密封开以使所述致动器与其隔离。

2.根据权利要求1所述的真空清洁装置，其中所述至少一个振动元件包括振动杆，所述振动杆具有下表面和上表面，所述振动杆的下表面用于冲击所述清洁表面以将振动赋予到所述清洁表面，所述振动杆的上表面连接到对应的振动致动器，其中所述振动杆的至少一部分闭合所述外壳。

3.根据权利要求2所述的真空清洁装置，包括形成界定所述外壳的腔的至少一个壁，所述腔具有至少部分地由所述振动杆闭合的开口端。

4.根据权利要求3所述的真空清洁装置，其中密封件设置在所述振动杆和所述腔之间以密封所述腔并阻止碎片的进入。

5.根据权利要求3或4所述的真空清洁装置，其中所述振动杆的近端边缘紧邻所述开口端铰链地连接到所述腔的一个边缘，所述杆的远端边缘相对于所述铰链是可旋转的，且其中密封件设置在所述振动杆的远端边缘和所述腔之间，配置成允许所述振动杆的旋转同时保持所述杆的所述远端边缘和所述腔之间的密封。

6.根据权利要求4或5所述的真空清洁装置，其中所述密封件是柔性膜。

7.根据权利要求5所述的真空清洁装置，其中所述振动杆和所述腔之间的铰链连接包括允许所述铰链的运动同时保持所述杆和所述腔之间的密封的密封件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的真空清洁装置，其中所述清洁头包括横向轴线和纵向轴线以及前边缘和后边缘，所述纵向轴线在使用中界定行进的方向，所述前边缘在使用中界定所述清洁头的导向边缘，且其中所述密封的外壳包括腔，所述密封的外壳的腔具有横向于行进的方向定向的前壁和后壁，所述前壁和后壁具有至少部分地界定所述腔的开口的下边缘，其中所述振动杆定位在所述开口内。

9.根据权利要求8所述的真空清洁装置，其中所述振动致动器包括至少一个电机和布置成通过所述电机旋转的至少一个对应的调重构件，所述调重构件布置成使得其质心从所述电机的旋转轴线偏心以引起在旋转期间振动。

10.根据权利要求9所述的真空清洁装置，其中所述振动杆铰链地连接到所述前壁和所述后壁中的一个，且所述振动致动器布置成使得所述调重构件在大体上正交于所述铰链的旋转轴线的方向上旋转。

11.根据权利要求10所述的真空清洁装置，其中所述调重构件在远离所述铰链的方向上旋转，使得所述调重构件在最远离所述铰链的旋转点处向下移动且在最靠近所述铰链的旋转点处向上移动。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的真空清洁装置，其中所述振动杆的上表面包括配置成接纳所述至少一个振动致动器的通道。

13.根据任一前述权利要求所述的真空清洁器，其中所述外壳紧邻所述清洁头的导向边缘定位在所述气流通道的前方和外部。

14.根据任一前述权利要求所述的真空清洁装置，其中用于所述振动致动器的电源被容纳在所述清洁头的外壳内。

15.根据任一前述权利要求所述的真空清洁装置，其中用于所述振动致动器的电源被容纳在密封的外壳内且与所述振动致动器电通信。

16.根据权利要求23所述的真空清洁装置，其中所述电源包括至少一个电池，且所述清洁头包括与所述外壳连通的电连接器以用于将所述至少一个电池连接到外部电源以便充电。

17.一种真空清洁装置，包括：

清洁头，其具有下表面，所述下表面在使用时邻近待清洁的表面定位；

界定在所述清洁头内的气流通道，所述气流通道具有第一端和第二端，所述第一端配置成连接到真空源，所述第二端界定紧邻所述清洁头的所述下表面的开口，真空穿过所述开口施加到清洁表面；

至少一个振动元件，其紧邻所述清洁头的所述下表面定位，布置成当所述清洁头邻近其定位时将振动施加到所述清洁表面；以及

至少一个振动致动器，其用于引起所述至少一个振动元件振动；

其中所述至少一个振动元件铰链地安装在所述清洁头内，且所述振动致动器布置成引起所述振动元件围绕所述铰链旋转地振动。

18.根据权利要求17所述的真空清洁装置，其中所述至少一个振动元件包括振动杆，所述振动杆具有下表面和上表面，所述振动杆的下表面用于冲击所述清洁表面以将振动赋予到所述清洁表面，所述振动杆的上表面连接到对应的至少一个振动致动器。

19.根据权利要求18所述的真空清洁装置，其中所述振动致动器安装在所述振动杆的所述上表面上。

20.根据权利要求19所述的真空清洁装置，其中所述致动器被容纳且密封在所述外壳内，且自由地支撑在所述振动杆上。

21.根据权利要求19或20所述的真空清洁装置，其中所述振动致动器包括至少一个电机和布置成通过所述电机旋转的至少一个对应的调重构件，所述调重构件布置成使得其质心从所述电机的旋转轴线偏心以引起在旋转期间振动。

22.根据权利要求21所述的真空清洁装置，其中所述振动致动器布置成使得所述调重构件在大体上正交于所述铰链的旋转轴线的方向上旋转。

23.根据权利要求22所述的真空清洁装置，其中所述调重构件在远离所述铰链的方向上旋转，使得所述调重构件在最远离所述铰链的旋转点处向下移动且在最靠近所述铰链的旋转点处向上移动。

24.根据权利要求17至23中任一项所述的真空清洁装置，其中所述清洁头包括横向轴线和纵向轴线以及前边缘和后边缘，所述纵向轴线在使用中界定行进的方向，所述前边缘在使用中界定所述清洁头的导向边缘，且其中所述振动杆横穿所述清洁头横向地布置。

25.根据权利要求17至24中任一项所述的真空清洁装置，其中所述振动杆的上表面包括配置成接纳所述至少一个振动致动器的通道。

26.根据任一前述权利要求所述的真空清洁装置，其中所述振动元件是包括长形实心不可渗透构件的振动杆。

27.一种真空清洁器，其包括根据任一前述权利要求所述的真空清洁装置。

28.一种真空清洁装置，实质上如之前参考附图描述的和/或如在附图中示出的。