CN112334051A - 表面清洁装置的辅助驱动 - Google Patents

Abstract

一般来说，本公开涉及一种用于例如真空装置的表面清洁装置的测力布置，其允许将用户提供的力转换成命令信号，以使所述表面清洁装置向前、向后加速或在期望方向上转向/转动。在实施例中，所述表面清洁装置包括喷嘴、轮、驱动所述轮的电动机和直立手柄部分。所述表面清洁装置包括测力布置，所述测力布置具有在用户力从所述直立部分传递到所述喷嘴的位置处联接的测力计。所述测力布置检测所述用户提供相对小的力并将所述力转换成测量信号。联接到所述测力计的控制器利用所述测量信号确定或“推测”期望的行进方向。

Description

表面清洁装置的辅助驱动

相关申请交叉引用

本申请要求2018年4月23日提交的第62/661,504号美国临时专利申请的权益，所述临时专利申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及例如真空吸尘器的表面清洁装置，且更具体地，涉及一种驱动辅助的表面清洁装置，其能够将用户输入转换成命令信号以在期望方向上驱动喷嘴，从而减少用户在执行清洁操作时施加的力的大小。

背景技术

例如真空清洁器的电动装置具有多个部件，每一部件从一个或多个电源(例如，一个或多个电池或主电源)接收电力。例如，真空清洁器可以包括用于在清洁头/喷嘴内产生真空的抽吸电动机。所产生的真空从要清洁的表面收集碎屑并将碎屑沉积在例如碎屑收集器或集尘杯中。真空吸尘器还可以包括用于旋转清洁头内的刷辊的电动机。刷辊的旋转搅动已粘附到要清洁的表面的碎屑，使得所产生的真空能够从表面移除碎屑。除了用于清洁的电气部件之外，真空清洁器可以包括一个或多个光源以照亮要清洁的区。

例如所谓的直立真空吸尘器的真空清洁器包括用于在清洁操作期间操作真空吸尘器的手柄部分。推、拉和操纵真空吸尘器所需的力的大小很大程度上取决于例如真空吸尘器的类型、要清洁的表面以及与要清洁的表面接合的任何清洁元件，例如刷。因此，在连续施加此类手动力且同时经由手柄部分支撑真空吸尘器重量的一部分之后，用户可能会经历例如手腕和手臂的肌肉疲劳。

附图说明

这些和其它特征和优点将通过阅读以下结合图式进行的详细描述而得到更好的理解，图中：

图1A示出根据本公开的实施例的用于表面清洁装置的辅助驱动系统的示意图。

图1B示出根据实施例的实施图1A的辅助驱动系统的示例真空清洁器装置。

图1C示出根据实施例的图1B的真空清洁器装置的另一透视图。

图2示出根据实施例的实施图1A的辅助驱动系统的表面清洁装置的示例旋转底座和手柄联接部分。

图3A示出根据本公开的实施例的在部分分解的直立真空装置中实施的图2的示例旋转底座和手柄联接部分。

图3B示出根据本公开的实施例的图3A的部分分解的直立真空装置的横截面图。

图4是符合本公开的实施例的示例测力计的示意性表示。

图5A示出符合本公开的实施例的具有可拆卸的直立部分的真空装置。

图5B示出符合本公开的实施例的图5A的真空装置的另一透视图。

图6A示出符合本公开的实施例的实施刷驱动的驱动辅助布置的示例表面清洁装置的俯视图。

图6B示出根据实施例的图6A的示例表面清洁装置的侧视图。

图7示出的框图示意性地示出符合本公开的实施例的实施刷驱动的驱动辅助布置的真空装置。

图8示出的框图示意性地示出符合本公开的实施例的实施刷驱动的驱动辅助布置的机器人真空装置。

图9A示出符合本公开的方面的示例刷辊布置。

图9B示出符合本公开的方面的另一示例刷辊布置。

图9C示出符合本公开的方面的另一示例刷辊布置。

图9D示出符合本公开的方面的又一示例刷辊布置。

具体实施方式

一般来说，本公开涉及一种用于例如真空装置的表面清洁装置的测力布置，其允许将用户提供的力转换成命令信号，以使表面清洁装置向前、向后加速和/或在期望方向上转向。在实施例中，表面清洁装置包括喷嘴、轮(和/或踏板)、驱动轮的电动机和直立手柄部分。所述表面清洁装置包括测力布置，所述测力布置具有在用户力从所述直立部分传递到所述喷嘴的位置处联接的测力计。测力布置检测用户提供相对小的力，例如相对于推/拉/操纵常规直立真空所需的力较小的力，并将所述力转换成测量信号。联接到所述测力计的控制器利用所述测量信号确定或“推测”期望的行进方向。然后，控制器生成控制信号(在本文中也被称为命令信号)以驱动电动机并使表面清洁装置在期望方向上移动或以其它方式调整清洁操作。因此，在广义上，测力布置允许表面清洁装置基于用户提供的力“感测”用户的移动并将所述移动转变成控制命令。

具有符合本公开的测力布置的表面清洁装置允许用户提供相对小的力以控制表面清洁装置，且有利地最小化或以其它方式减轻清洁操作期间的肌肉疲劳。另外，表面清洁装置可以包括符合本公开的测力布置，而不必改变表面清洁装置的美观性和功能。例如，配置有测力布置的真空吸尘器可看起来没有明显存在测力布置的痕迹。因此，此类真空吸尘器可看起来是“标准”的且具有不包括可见的用户输入装置的手柄部分，例如联接到手柄或可弯曲颈部件的滑动部分，其它表面清洁装置方法会利用所述手柄部分检测用户输入。相反，真空吸尘器可以包括靠近喷嘴的力传感器布置，且在一些情况下，所述力传感器布置集成到喷嘴壳体中或以其它方式被壳体的盖部分遮挡，从而视觉上隐藏所述力传感器布置。因此，没有其它表面清洁装置为提供驱动辅助特征而带有的视觉或机械干扰，用户可以以直观、常规的方式利用真空吸尘器。

另外，具有符合本公开的测力布置的表面清洁装置可以允许选择操作模式，例如运动模式、常规模式、自定义模式等。当检测和转换用户提供的力时，用户可以参与这种模式选择以改变辅助量，例如当处于运动模式时，真空吸尘器可响应于用户力而更急剧/快速地加速和/或转向，或当处于常规模式时较缓慢加速和/或转向。可以经由app或真空吸尘器的控制或这两者来选择模式。替代地或另外，力传感器布置可以根据用户施加的力的量值来改变辅助量。

在另一示例实施例中，符合本公开的真空吸尘器利用刷驱动的驱动辅助布置，在本文中也被称为刷辊驱动系统，所述驱动辅助布置被配置成基于刷辊与要清洁的表面接触而使真空吸尘器向前、向后加速/移动且在期望方向上转向。刷辊驱动系统利用给定表面与刷辊之间的接触，例如摩擦，以在期望方向上“吸引”真空吸尘器。刷驱动的驱动辅助布置还可以检测表面类型，并延伸或收回刷辊，以基于检测到的表面类型增加或减少与表面的此类接触。在此实施例中，真空吸尘器可以包括至少第一刷辊和第二刷辊，其中每一刷辊彼此基本同轴地安置。这种刷辊布置可以用于产生/形成转矩，如下文更详细地论述，以允许用户在清洁操作期间向右或向左“转向”。为了实现转矩，可以独立地(例如，不对称地)驱动每一刷辊以使真空吸尘器向左/向右转动/转向。可以基于本文中所公开的测力布置生成向前、向后移动和转向的信号。本文中所公开的刷辊驱动系统允许表面清洁装置在不使用轮、踏板、速度编码器、齿轮等的情况下移动，这可以有利地降低制造复杂性和成本。

转而参看附图，图1A示出符合本公开的实施例的用于表面清洁装置的示例辅助驱动系统100。示例辅助驱动系统100可以安置在壳体102中，例如真空吸尘器的喷嘴或其它合适的位置。示例辅助驱动系统100包括控制器104、电动机控制电路106、测力布置108、第一电动机和第二电动机306-1、306-2，以及第一轮和第二轮308-1、308-2。注意，测力布置108在本文中也可以被称为力传感器布置108。为描述和清晰起见，图1A的实施例采用高度简化的形式。例如，符合本公开的表面清洁装置可以包括抽吸电动机、地板型检测器和可以与示例辅助驱动系统100组合使用的其它部件中的一个或多个。

控制器104包括至少一个处理装置/电路，例如数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、精简指令集计算机(RISC)处理器、x86指令集处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)。控制器104可以包括单个芯片，或多个单独的芯片/电路系统。控制器104可以使用软件(例如，在控制器/处理器104上执行的C或C++)、硬件(例如，电路系统、硬编码门级逻辑或特定用途硅)或固件(例如，在微控制器上执行的嵌入式例程)或其任何组合来实施本文中所公开的各种方法和技术。控制器104可以从测力布置接收信号，例如力测量信号，如下文更详细地论述，且可以将所述信号转换成控制信号以控制表面清洁装置的操作。

例如，电源110包括能够在合适的电压下产生电力以供控制器104和测力布置108使用的任何合适的电源。因此，电源110可以包括电力转换器(例如，DC-DC转换器)、调节器和其它电路系统，所述电路系统能够将例如来自AC电源的电力转换成供表面清洁装置的部件使用的降压的DC信号。替代地或另外，电源110可以包括用于为表面清洁装置的部件供电的一个或多个电池元件。

电动机控制电路106包括任何合适的芯片/电路系统，其可以向第一电动机和第二电动机306-1、306-2发送信号，以独立地使每一电动机分别驱动第一轮和第二轮308-1、308-2。电动机控制电路106还可以被配置成命令/控制其它电动机，例如驱动刷辊/搅拌器和表面清洁装置的其它部件的那些电动机。

测力布置108包括能够测量张力或压缩力并输出成比例的电信号的至少一个力传感器。在实施例中，测力布置108包括至少一个测力计，例如图4所示的测力计。然而，其它类型的力/张力传感器在本公开的范围内。如下文更详细地论述，测力布置108可以包括测力计，其被安置成靠近直立的手柄部分(在一些应用中也称为棒)与表面清洁装置的喷嘴/主体连接且将用户提供的力传送到所述喷嘴/主体的位置。

因此，具有符合本公开的测力布置的表面清洁装置有利地提供了相对透明的感测方法，由此可以检测正常使用，尤其是来自用户的操作表面清洁装置的法向力，并将所述法向力用于控制辅助操作，而用户不必与专门的输入装置相互作用。简单地说，本文中所公开的力传感器布置明显简化了用户访问以及对复杂特征(例如，辅助驾驶)的充分利用，而无需专业训练或有意识的努力。

图1B和1C共同示出根据实施例的在示例真空装置120内实施的辅助驱动系统100。如图所示，真空装置120包括底座部分122、轮123和直立部分124。直立部分124包括手柄125，所述手柄的形状可以被用户126舒适地抓握。底座122可以包括用于接收污物和碎屑的喷嘴以及用于存储接收到的污物和碎屑的集尘杯。图1B和1C所示的特定配置并不意图是限制性的，且其它实施方案在本公开的范围内。

底座122包括测力布置108，且被配置成感测直立部分124的移动并将其转换成力测量信号。真空装置120的底座122或其它部分可以包括用于接收力测量信号的控制器104。作为响应，控制器104提供信号以在与用户126施加的力一致的方向上驱动轮123，和/或提供信号以驱动刷辊，使真空装置120在与用户提供的力一致的方向上移动。例如，输入信号还可以用于在多个刷辊速度和方向之间转换，以在底座/喷嘴上产生力矩矢量，如下文更详细地论述。这种刷驱动的驱动辅助方法允许真空装置120基于用户提供的相对少的力而转向/转动，例如通过用户在抓握手柄125时“扭转”其手腕而转向/转动。

在任何情况下，控制器104可以“推测”用户期望的移动，并且以机动方式在多个方向上驱动真空装置120，包括向前(远离用户126)、向后(朝向用户126)、向左和向右。替代地，或除移动命令之外，控制器104可以执行至少一个操作改变，包括修改喷嘴与要清洁的表面的相互作用(例如，改变高度以适应不同的地板类型)，调整清洁元件地板接合，调整刷辊速度和/或方向，调整抽吸功率、铰接刷毛条带和/或调整底板几何形状。

在实施例中，由控制器104检测到的用户输入可以用于检测要执行的期望动作。例如，用户输入可以基于用户执行手腕快速动作或其它预定示意动作而指示期望特定擦洗动作。在一个特定实例中，用户可以提供相对快的来回运动，且作为响应，控制器104可以生成产生前述操作变化中的一个或多个的信号。真空装置120可以被配置成识别多个所谓的现实世界示意动作，例如擦洗运动，且可以经训练以相应地调整清洁操作。例如，用户输入可以由控制器104标识为预定示意动作，且响应于标识预定示意动作，真空装置120可以升高/降低清洁元件以在要清洁的特定感兴趣区域上执行“擦洗”。例如，清洁元件可以包括附接件或工具，且所述工具可以响应于检测到预定示意动作而自动部署。

在一个特定示例实施例中，随时间推移可以习得用户在操作真空装置120时采用的“风格”且将其用于训练真空装置120。例如，真空装置120可以‘习得’用户喜欢特定的模式，例如运动模式、普通模式等，且可以基于习得的偏好而改变辅助驱动和/或操作变化的响应性。

转而参看图2-3B，另外参考图1A-1C，示出根据本公开的实施例的联接到表面清洁装置的旋转底座和手柄联接部分的测力布置200。测力布置200包括手柄/直立联接部分231、旋转底座部分232以及第一测力计和第二测力计233-1和233-2。在实施例中，第一测力计和第二测力计233-1和233-2可以电联接到壳体区段234内的控制器104(图1)，但控制器104可以根据期望配置而安置在不同位置处。

手柄联接部分231限定沿手柄联接部分231的纵向轴线242延伸的空腔240。空腔的第一末端244-1被配置成至少部分地接收且联接到手柄，例如手柄125(图1B)。空腔244-2的第二末端至少部分地由旋转底座232限定。

旋转底座232从手柄联接部分231延伸且至少部分地限定空腔240。旋转底座232包括主体，所述主体限定相对于纵向轴线242基本横向延伸的至少一个突起(或轴)，例如突起238，且优选地限定彼此相对地延伸的至少两个突起。旋转底座232的突起可以是基本同轴的，且因此可以共同形成单轴。突起被配置成延伸到测力计233-1、233-2的空腔中，以用于力感测目的，如下文进一步详细论述。

如图所示，第一测力计和第二测力计233-1、233-2紧固地附接到喷嘴304(参见图3A)且允许旋转底座部分232基于用户输入在多个方向上移动。在要清洁的表面235附近紧固地附接到喷嘴304的第一测力计和第二测力计233-1和233-2确保进行的测量彼此间平行或基本平行，这有利地减小了质量对那些测量的影响。这种位置特别适合于此类测量，因为感测轴线445保持与地板平面自然地定向。此外，负载从用户126传送到喷嘴304中的点是与旋转底座部分232的接合点。两个测力计233-1、233-2可以放置在此接合点/支点处，如图所示。平行于地板且经由突起238在轴线236(图2)上对准使得每一测力计233-1、233-2对在向前/向后方向D1/D2上施加的力特别敏感。

传感器233-1和233-2的这种布置可以被称为对称传感器布置。在实施例中，第一测力计和第二测力计233-1和233-2的输出以力测量值的形式提供到控制器104。控制器104然后可以接收输出，并且在由用户126提供力时取每一测力计输出的平均值以确定是否检测到向前/向后移动。同样，每一测力计的输出值之间的差可以用于估计值，所述值表示导致向右或向左的转向移动的转动力矩，如下文进一步详细论述。

因此，且根据实施例，可以由测力布置200测量用户在直立部分124(图1B)上且更具体地在手柄125上提供的力和/或力矩。因此，在操作中，测力布置200允许用户126至少部分地基于向前/向后运动和/或转动运动而引导真空装置120横过要清洁的地板/表面。

图4示出适用于图2的测力布置200的测力计433的示例示意图。如图所示，测力计433包括联接到传感器板404的负载传感器402、框架(或壳体)410、滑动接合构件420、开口447和弹簧装置443。开口447被配置成接收旋转轴238的至少部分。

在实施例中，负载传感器402包括应变计，但其它力/力矩测量装置在本公开的范围内。弹簧装置443向旋转轴238提供偏置力，所述偏置力使滑动接合构件420保持抵靠旋转轴238。因此，滑动接合构件420可以基于弹簧装置443进行弹簧负载。框架410允许旋转轴238例如沿测力轴线445水平移动，但另外阻止旋转轴238竖直移动。如图所示，由弹簧装置443提供的力使负载传感器433保持在中性状态(例如，通过施加基本恒定的力)，由此力传感器402输出预定范围内的测量值，且优选地在基本预定范围的中心，以使可以沿感测轴线445在两个方向上感测力。

因此，控制器104可以接收两个独立的力测量值以确定期望/目标移动方向。具体地，第一测力计和第二测力计233-1、233-2可以用于基于旋转轴的移动来测量力/力矩。如上文所论述，第一测力计和第二测力计233-1、233-2中的每一个可以包括弹簧偏置(或弹簧负载)滑动接合构件420，其在中性状态下施加预定大小的力。因此，旋转轴的移动导致来自第一测力计和第二测力计233-1、233-2的第一测量信号和第二测量信号分别偏离/偏移在中性状态下提供的预定大小的力，且因此允许控制器104标识期望/目标方向。

更详细地说，由第一测力计和第二测力计233-1、233-2输出的测得力/力矩信号可以随后由控制器104接收，且用于推测或以其它方式标识期望的行进方向。例如，考虑其中用户126施加力以使真空装置120沿方向D1(参见图1C)直线向前行进的情境。在此情境下，来自第一测力计和第二测力计233-1、233-2的第一测量信号和第二测量信号分别可以指示在相同方向(即，方向D1)上施加的基本大小相等的力。同样在此情境下，来自第一测力计和第二测力计233-1、233-2的第一信号和第二信号指示小于稳态或中性力值的测得力值。测得力的这种减小响应于直立部分124推动旋转轴远离力传感器402而发生。

在用户施加力以使真空装置120沿方向D2直线向后行进的情境下，情况则相反。在此情境下，旋转轴朝向第一测力计和第二测力计233-1、233-2中的每一个的传感器402行进，随后使所述传感器分别输出第一信号和第二信号，其指示大于预定的中性力值的测得力值。

在任何此类情况下，控制器104可以推测/标识目标方向是沿D1直线向前的或沿D2直线向后的，且响应于标识所述目标方向可以生成移动命令。然后可以向电动机控制电路106提供移动命令到，例如以使所述电动机控制电路驱动轮，并通过延伸使真空装置120向前或向后(视情况而定)。

现在考虑其中用户126向直立部分124施加扭力以使真空装置120转向或以其它方式改变方向的情境。在此情境下，第一测力计和第二测力计233-1、233-2输出相对于预定的中性力的量值基本相等的测量值。然而，力矩的方向导致测力计之一输出大于预定的中性力值的力值，且另一测力计输出小于预定的中性力值的力值。因此，控制器104可以基于指示测得力的相对方向性的第一测力计和第二测力计233-1、233-2的输出信号标识是否期望转向不同方向，例如基于分别输出大于或小于预定的中性力的相应测量值的第一测力计和第二测力计233-1、233-2，反之亦然。

另外，可以基于哪个测力计输出大于预定的中性力值的测得力来确定转向/转动的特定目标方向。例如，朝向方向D3(参见图1C)转向可能会导致第二测力计233-2输出大于预定中性状态值的测得力值。另一方面，在此实例中，第一测力计233-1输出小于预定中性状态值的测得力值。因此，控制器104可以基于第二测力计233-2测量大于预定中性状态力的力以及第二测力计233-2测量小于预定中性状态值的力来确定用户126希望朝向方向D3转向或转动，例如向左。在用户希望将真空装置120重新定向到不同方向的情况下，控制器104可以接收如上文所论述的力矩测量值，且通过使电动机控制电路106驱动相关联的轮使得真空装置120的喷嘴原地枢转来辅助用户。这种枢转可以通过控制器104向电动机控制电路106发送命令以驱动一个轮而不影响另一个轮，从而导致枢转移动。

另外，控制器104可以利用来自第一测力计和第二测力计233-1、233-2的测得力值的量值，以另外命令电动机控制电路106向前或向后移动/加速真空装置120，同时也在目标方向上转向/转动。例如，在上文提供的先前实例中，用户126朝向方向D3转向，即向左转向。在相同的情况下，用户还可提供力以向前推动真空装置120。因此，控制器104可以利用例如相对于预定中性力的测得力的量值以在执行转向移动的同时还改变真空装置的移动速度。

图5A和5B示出符合本公开的真空装置120B的另一示例实施例。真空装置120B可以被配置成基本类似于图1B和1C的真空装置120A的配置，所述真空装置120A的描述同样适用于真空装置120B，且为简洁起见将不再重复。然而，真空装置120B包括可拆卸的直立部分504。因此，用户126可以从底座502拆卸/解联直立部分504。然后，直立部分504可以可选地由用户126用于远程控制底座部分502。然后，底座部分502可以操作为机器人真空装置，以基于远程输入执行自动、半自动和/或手动清洁。远程输入可以由直立部分504的移动提供，例如用户模拟清洁运动或执行其它预定示意动作。在实施例中，直立部分504可以实施为在题为“具有机器人真空控制布置的手持式真空(HAND-HELD VACUUM WITH ROBOTIC VACUUMCONTROL ARRANGEMENT)”(代理案号为EPO147P)的共同未决申请中公开且描述的手持式表面清洁装置，所述申请以全文引用的方式并入本文中。在此实施例中，可拆卸部分可以仅仅是手柄505，且本公开并不意图在此方面受到限制。

尽管上文所论述的方面和实施例包括具有轮和用于驱动所述轮的相关联电路系统/电动机的真空装置，但本公开在此方面不受限制。例如，图6A和6B示出示例真空装置600，其具有可以单独使用的刷辊驱动方案，即无需轮/轨道来驱动/推进真空装置。以此方式专门利用刷辊可以减少部件的数量，例如不需要齿轮、轮/轨道、齿轮箱、速度编码器、双向停机布置等，这可能会有利地降低制造复杂性和成本。

真空装置600可以实施为直立真空装置，例如真空装置120A(图1B-1C)和/或真空装置120B(图5A-5B)。真空装置600还可以实施为机器人真空吸尘器，所述机器人真空吸尘器包括支持自动(或半自动)清洁操作/模式的电路系统和软件/固件。优选地，机器人真空吸尘器600可以在多种模式下操作，所述模式包括如上文关于图1A-3B所论述的具有驱动辅助功能的直立模式、如上文关于图5A和5B所论述的远程控制模式，和/或完全或部分自动的机器人真空吸尘器，例如具有自动导航电路系统。

如图所示，真空装置600包括壳体602和多个刷辊，例如第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2。第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2基本彼此同轴地安置。真空装置600进一步包括真空电动机610、气旋构件612、电池618和集尘杯614。真空装置600可以进一步包括控制器104(参见图1A)，其可借助于电动机控制电路106向第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2中的每一个提供信号以独立地控制每一刷辊。因此，控制器104可以使真空装置600经由第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2的不同接合而在要清洁的表面上向前、向后加速且转向以提供摩擦/牵引和转动移动。这种不同的布置还可被称为刷驱动的驱动辅助布置。壳体602可以进一步加重以增加与要清洁的表面的接触和摩擦。

在实施例中，第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2可以间隔开，以在其间提供间隙608。间隙608可以用于有利地防止毛发/碎屑与刷辊缠在一起。间隙608可以与真空端口(或脏空气入口)和集尘杯对准，使得毛发/碎屑连续地从两个刷辊604-1、604-2释放到空气流中，从而消除移除刷辊以清除毛发的必要性。

第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2可以固定或从底座602移除。第一刷辊和第二刷辊604-1、604-2可以独立于彼此驱动，与利用单个刷辊或中心驱动方案的其它方法相反。每一刷辊上的轮廓和特征可以被配置成使得毛发/碎屑得到管理且导向中心中的间隙。刷辊可以利用橡胶刀片、隐蔽的刷毛和/或刷辊自身的形状/轮廓(例如，圆锥形形状或其它几何形状)。图9A-9C示出用于将毛发从辊移开的刷辊配置的额外示例实施例。

转而参看图7，其示出符合本公开的具有刷驱动的驱动辅助布置的真空装置700的实施例。如图所示，出于清楚而非限制性目的，以高度简化的形式示出真空装置700。真空装置700包括喷嘴720，控制器704，第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2，第一电动机和第二电动机706-1、706-2，可选的地板型传感器724，以及可选的第一轮和第二轮708-1、708-2。

第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2相对于彼此基本上同轴地安置，并且可以分别由第一电动机和第二电动机706-1、706-2独立地驱动。可以用与实施控制器104(参见图1A)的方式类似的方式实施控制器704，且另外，控制器704可以实施如先前论述的测力特征以接收用户输入并将其转换成控制命令。在任何情况下，控制器704可以基于由符合本公开的测力布置解译的或来自其它合适的用户输入的控制命令而独立地控制第一刷辊和第二刷辊706-1、706-2中的每一个的速度和旋转方向。

可以借助于实例更好地理解刷驱动的辅助驱动布置的一些方面。考虑其中用户希望真空装置700在清洁操作期间向左转向/转动的情境。在此情境下，控制器704可以向第一电动机706-1发送第一信号以使所述电动机增大转速或以其它方式保持当前转速。然后，控制器704可以在基本相同的情况下向第二电动机706-2发送第二信号，以使所述电动机降低转速。然后，第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2之间产生的差值转速使真空装置700“抽吸”或以其它方式使其基于与要清洁的表面的摩擦接触而产生转矩。因此，这种转矩使真空装置700朝向方向V1转向/转动。真空装置700可以通过发送相反的信号来产生朝向相反方向V2的转矩，使得第二刷辊704-2由信号驱动以产生比第一刷辊704-1的转速更高的转速。注意，真空装置700可以包括额外的电动机，以在转矩期间可选地驱动第一轮和第二轮708-1、708-2，从而在用户希望在清洁操作期间改变方向时进一步帮助用户。

在实施例中，地板型传感器724可以确定地板类型(例如，木质、地毯、地砖)。适于用作地板型传感器724的一个示例传感器包括接近度传感器。然后，地板型传感器724可以输出表示检测到的地板类型的信号。控制器104可以从地板型传感器724接收输出信号并改变真空装置700的操作。例如，如果检测到的地板类型是木质的或以其它方式基本平坦的，则控制器104可以停用刷辊驱动辅助。在此情况下，木质地板类型提供的摩擦程度可能不足以利用刷辊驱动辅助。另一方面，控制器104可以经由机械起落布置(未示出)使第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2朝向要清洁的表面延伸，以使第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2与所述表面接合。因此，基于检测到的地板类型，控制器104可以相对于要清洁的表面升高或降低喷嘴720和/或第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2，以减少或增加与所述表面的摩擦接触。

在另一实例中，当执行刷辊驱动辅助时，控制器104可以检测地毯并降低第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2的转速，因为刷辊与地毯纤维之间的摩擦力可能明显大于刷辊与例如垫型表面类型的其它表面类型之间的摩擦力。替代地或另外，控制器104可以经由机械起落布置升高第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2以减少与要清洁的表面的摩擦接触。

因此，符合本公开的表面清洁装置可以在各种各样类型的地板上执行清洁操作，并调整第一刷辊和第二刷辊704-1、704-2与要清洁的表面之间的摩擦接触，以在多种不同地板类型之间转换时确保相对一致的刷辊辅助移动和用户体验。

图8示出符合本公开的实施例的用刷辊辅助驱动系统实施的示例机器人真空吸尘器800。为描述和清晰起见，以高度简化的形式示出机器人真空吸尘器800。机器人真空吸尘器800包括壳体810，第一刷辊和第二刷辊804-1、804-2，控制器804，第一电动机和第二电动机806-1、806-2，可选的地板型传感器824和可选的枢轴轮808。机器人真空吸尘器800包括基本上类似于真空装置700的配置，并且为此，上文论述的真空装置700的教示同样适用于机器人真空吸尘器800，且为简洁起见将不再重复。然而，图8的实施例包括第一刷辊和第二刷辊804-1、804-2，其以所谓的“全宽”配置基本延伸横过壳体810的直径。另外，第一刷辊和第二刷辊804-1、804-2基本延伸横过壳体810的中心。

图9A-9D示出根据本公开的方面的刷辊配置的额外示例实施例。刷辊配置900A-900D可以用于本文中所公开的实施例中，包括例如图1B-1C的真空装置、图6A-6B和图8的机器人真空装置。

转而参看图9A，示出符合本公开的实施例的刷辊配置900A。在此实施例中，第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2包括大体圆锥形形状，且被配置成将毛发和碎屑导向每个刷辊的锥形末端，且最终导到安置在所述末端之间的过渡到脏空气入口129的间隙。

图9B示出符合本公开的实施例的刷辊配置900B。如图所示，刷辊配置900B包括具有大体圆锥形形状的第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2。在图9B的实施例中，第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2包括重叠配置，由此第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2包括基本平行于彼此延伸的纵向中心线。这产生在第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2之间延伸的相对均匀的间隙。另外，表示每个刷辊的纵向中心线的虚线还指示与要清洁的表面接触的点。

图9C示出符合本公开的实施例的另一示例刷辊配置900C。如图所示，与刷辊配置900B类似，第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2对准，但没有在其间延伸的间隙。因此，第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2的刷毛/突起以齿轮状方式彼此相互作用，以收集毛发和碎屑并将其驱动朝向脏空气入口129。指示第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2中的每一个的纵向中心线的虚线指示与要清洁的表面接触的点。

图9D示出符合本公开的实施例的又一示例刷辊配置900D。如图所示，第一刷辊和第二刷辊904-1、904-2包括大体圆锥形形状和形成螺旋状或螺钉状图案的刷毛。另外，间隙在第一刷辊与第二刷辊904-1、904-2之间延伸。

根据本公开的一方面，公开了一种表面清洁装置。所述表面清洁装置包括：底座，其包括用于接收污物和碎屑的喷嘴；联接到所述底座的直立部分，其包括要由用户抓握的手柄；力传感器布置，其包括联接到所述底座的至少第一测力计和第二测力计，所述第一测力计和所述第二测力计在所述表面清洁装置的操作期间接收用户输入，并分别输出第一测量信号和第二测量信号；以及控制器，其用于基于所述第一测量信号和所述第二测量信号标识所述用户施加的力，所述控制器进一步基于标识的力确定所述表面清洁装置的目标行进方向。

根据本公开的另一方面，公开了一种表面清洁装置。所述表面清洁装置包括：旋转底座，其包括被配置成接收污物和碎屑的喷嘴，所述旋转底座具有从其延伸的第一突起和第二突起，所述第一突起和所述第二突起相对于彼此基本平行地延伸；联接到所述旋转底座的直立部分，所述直立部分包括要由用户抓握的手柄；以及力传感器布置，其包括至少第一测力计和第二测力计以及传感器，所述第一测力计和所述第二测力计中的每一个具有用于接收所述第一突起或所述第二突起的开口，所述传感器响应于所述用户向所述手柄施加力而输出表示由所述第一突起或所述第二突起向所述传感器施加的力的大小的力测量值。

根据本公开的另一方面，公开了一种表面清洁装置。所述表面清洁装置包括：壳体，其包括安置在其中以产生抽吸的电动机和用于存储污物和碎屑的集尘杯；安置在所述壳体中的脏空气入口，其用于经由所述产生的抽吸接收污物和碎屑；至少第一刷辊和第二刷辊，其安置在所述脏空气入口附近以在要清洁的表面上搅动所述污物和碎屑；至少第一电动机和第二电动机，用于分别驱动所述第一刷辊和所述第二刷辊；以及控制器，用于使所述第一电动机以第一转速驱动所述第一刷辊且使所述第二电动机以第二转速驱动所述第二刷辊，所述第一转速不同于所述第二转速以使所述表面清洁装置旋转或改变行进方向。

根据公开的另一方面，公开了一种表面清洁装置。所述表面清洁装置包括：壳体，其包括安置在其中以产生抽吸的电动机和用于存储污物和碎屑的集尘杯；安置在所述壳体中的脏空气入口，其用于经由所述产生的抽吸接收污物和碎屑；至少第一刷辊和第二刷辊，其安置在所述脏空气入口附近以在要清洁的表面上搅动所述污物和碎屑；至少第一电动机和第二电动机，用于分别驱动所述第一刷辊和所述第二刷辊；以及控制器，用于使所述第一电动机以第一转速驱动所述第一刷辊且使所述第二电动机以第二转速驱动所述第二刷辊，所述第一转速不同于所述第二转速以使所述表面清洁装置旋转或改变行进方向。

表面清洁装置可以进一步包括表面类型检测器，用于检测要清洁的表面的表面类型，并且其中控制器进一步基于检测到的表面类型将第一刷辊和第二刷辊朝向要清洁的表面延伸或将第一刷辊和第二刷辊从要清洁的表面收回。表面清洁装置可以进一步具有相对于彼此基本同轴地延伸的第一刷辊和第二刷辊。第一刷辊和第二刷辊可以具有大体圆锥形形状。表面清洁装置可实施为机器人真空装置。

尽管本文中已经描述本公开的原理，但所属领域的技术人员将理解，此描述仅作为举例而做出，且并不作为对本公开的范围的限制。除本文中所示出且描述的示范性实施例之外，其它实施例也涵盖在本公开的范围内。所属领域的普通技术人员之一做出的修改和替代被认为在本公开的范围内，本公开的范围仅由所附权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种表面清洁装置，包括：

底座，其包括用于接收污物和碎屑的喷嘴；

联接到所述底座的直立部分，其包括要由用户抓握的手柄；

力传感器布置，其包括联接到所述底座的至少第一测力计和第二测力计，所述第一测力计和所述第二测力计在所述表面清洁装置的操作期间接收用户输入，并分别输出第一测量信号和第二测量信号；以及

控制器，其用于基于所述第一测量信号和所述第二测量信号标识所述用户施加的力，所述控制器进一步基于标识的力确定所述表面清洁装置的目标行进方向。

2.根据权利要求1所述的表面清洁装置，进一步包括：

至少第一轮和第二轮；

至少一个电动机，其用于驱动所述第一轮和所述第二轮；并且

其中，响应于所述控制器标识目标方向，所述控制器进一步被配置成向所述至少一个电动机发送控制信号以使所述第一轮和/或所述第二轮旋转，使得所述表面清洁装置枢转或朝向确定的目标方向转动。

3.根据权利要求1所述的表面清洁装置，进一步包括：

至少第一刷辊和第二刷辊；

至少一个电动机，其用于驱动所述第一刷辊和所述第二刷辊；并且

其中，响应于所述控制器标识所述目标方向，所述控制器进一步被配置成向所述至少一个电动机发送控制信号以驱动所述第一刷辊和/或所述第二刷辊，且使所述表面清洁装置基于所述第一刷辊和/或所述第二刷辊与要清洁的表面之间的摩擦而朝向所述确定的目标方向移动。

4.根据权利要求3所述的表面清洁装置，其中所述第一刷辊和所述第二刷辊彼此基本同轴地安置。

5.根据权利要求3所述的表面清洁装置，其中所述控制信号使所述至少一个电动机以相对于所述第二刷辊的转速更高的转速驱动所述第一刷辊。

6.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述第一测力计和所述第二测力计在中性状态下具有施加到其上的预定大小的力，并且其中所述控制器基于以下项标识所述用户施加的力：指示测得的力高于所述预定大小的力的所述第一测量信号或所述第二测量信号，以及指示测得的力值低于所述预定大小的力的所述第一测量信号和所述第二测量信号中的另一个。

7.根据权利要求6所述的表面清洁装置，其中所述第一测力计和所述第二测力计包括用于提供预定力的弹簧负载的滑动接合构件。

8.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述底座包括旋转轴，所述旋转轴联接到所述第一测力计和所述第二测力计，且将所述用户经由所述手柄操作所述表面清洁装置的力传递到所述第一测力计和所述第二测力计以用于测量目的。

9.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述控制器进一步被配置成基于所述第一测量信号和所述第二测量信号检测所述用户施加的力以在向前或向后方向上移动所述表面清洁装置。

10.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述直立部分可移除地联接到所述底座，使得所述用户可以将所述直立部分与所述底座解联。

11.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中响应于所述直立部分与所述底座解联，所述控制器使所述表面清洁装置转换到自动清洁模式。

12.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述底座和/或所述底座附近的盖使所述第一测力计和所述第二测力计在所述用户的视野中隐藏。

13.根据权利要求1所述的表面清洁装置，其中所述第一测力计和所述第二测力计的测力轴线相对于彼此基本平行且与要清洁的表面基本平行地延伸。

14.一种表面清洁装置，包括：

旋转底座，其包括被配置成接收污物和碎屑的喷嘴，所述旋转底座具有从其延伸的第一突起和第二突起，所述第一突起和所述第二突起相对于彼此基本平行地延伸；

联接到所述旋转底座的直立部分，所述直立部分包括要由用户抓握的手柄；以及

力传感器布置，其包括至少第一测力计和第二测力计以及传感器，所述第一测力计和所述第二测力计中的每一个具有用于接收所述第一突起或所述第二突起的开口，所述传感器响应于所述用户向所述手柄施加力而输出表示由所述第一突起或所述第二突起向所述传感器施加的力的大小的力测量值。

15.根据权利要求14所述的表面清洁装置，其中所述第一测力计和所述第二测力计中的每一个被配置成经由弹簧负载的滑动构件向每个相关联的传感器提供处于中性状态的基本恒定大小的力，所述弹簧负载的滑动构件压靠相关联的突起。

16.根据权利要求14所述的表面清洁装置，进一步包括控制器，所述控制器基于所述第一测力计和所述第二测力计的输出来标识用户施加的力，所述控制器被配置成生成控制信号以改变所述表面清洁装置的行进方向。

17.根据权利要求16所述的表面清洁装置，进一步包括：

至少第一轮和第二轮，其用于在要清洁的表面上移动所述表面清洁装置；

喷嘴，其联接到所述第一轮和所述第二轮，且包括至少第一刷辊和第二刷辊以将污物和碎屑卷入脏空气入口；

至少一个电动机，其用于驱动所述第一轮和所述第二轮和/或所述第一刷辊和所述第二刷辊；并且

其中，响应于所述控制器标识力，所述控制器进一步确定目标方向，并向所述至少一个电动机发送控制信号以使所述第一轮和所述第二轮相对于彼此以不同的速度旋转，和/或向所述至少一个电动机发送控制信号以使所述第一刷辊和所述第二刷辊相对于彼此以不同的速度旋转，使得所述表面清洁装置基于所述刷辊与所述要清洁的表面之间的摩擦而朝向所述目标方向行进。

18.根据权利要求17所述的表面清洁装置，其中所述控制器进一步被配置成使所述至少一个电动机向前或向后加速所述表面清洁装置。

19.根据权利要求17所述的表面清洁装置，其中所述控制器进一步被配置成使所述至少一个电动机以与从所述第一测力计和所述第二测力计接收的所述力测量值的量值成比例的速率向前或向后加速所述表面清洁装置。

20.根据权利要求17所述的表面清洁装置，其中所述控制信号使所述至少一个电动机以相对于所述第二刷辊的转速更高的转速驱动所述第一刷辊，以使所述表面清洁装置枢转或朝向所述目标方向转动。

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