CN114451807A - 清扫组件、清洁设备以及用于清洁设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洁设备以及用于清洁设备的方法。具体公开了一种清洁设备，其包括：壳体，所述壳体包括面向待清扫的表面的开口；清扫刷，所述清扫刷具有连接部，所述清扫刷由所述连接部安装在所述壳体内，并且能够通过接收驱动力围绕旋转轴线旋转，从而执行清扫操作；以及邻近所述清扫刷的端部设置的齿形结构，所述齿形结构提供在所述壳体和所述清扫刷之间并且包括多个齿，所述多个齿从所述壳体和所述清扫刷中的一者向着所述壳体和所述清扫刷中的另一者延伸。本发明的清洁设备至少能够防止或至少减少异物进入间隙并在必要时及时触发保护措施提醒用户处理来避免壳体和清扫刷在连接部位处发生熔化故障。

Description

清扫组件、清洁设备以及用于清洁设备的方法

技术领域

本发明涉及实施自动化清洁的技术领域，尤其涉及一种清洁设备、一种用于清洁设备的清扫组件、以及一种用于清洁设备的方法。

背景技术

自动清洁设备是可以自动地执行清洁操作的设备。以手持式吸尘器为例，该设备包括位于末端的清扫组件，清扫组件至少包括清扫刷和安装该清扫刷的壳体。清扫刷在壳体中高速旋转并与待清扫表面接触，从而分离附着于待清洁表面的异物。分离的异物被清扫刷拾取或被抽吸装置吸入壳体，最后被引入异物收集装置。

一些异物，例如毛发等，会缠绕在清扫刷上，从而形成额外的摩擦力而阻碍清扫刷旋转。此外，由于清扫刷可旋转地安装在静止的壳体中，所以在清扫刷和壳体的连接部位必然存在间隙。例如毛发的异物还可能被卷入上述间隙。如果未能及时清理这些异物，这些异物将积聚在上述间隙中，导致清扫刷和壳体的连接部位的旋转摩擦力增大。在清扫刷的高速旋转作用下，该增大的摩擦力将会持续产生大量热量并显著提高壳体和清扫刷在连接部位的温度，甚至超过材料的熔点(清扫刷和壳体一般由塑胶材料制成)，致使壳体和清扫刷在连接部位处的材料熔化变形，进而使塑胶和毛发等异物熔接在一起, 由此导致清洁设备发生故障。

现有技术存在一些措施来防止异物进入并积聚在清扫刷和壳体的连接部位形成的间隙中。例如，在CN 10861495A中公开的滚筒刷单元通过设置阻挡结构来试图阻止异物向旋转轴侧移动进而防止异物进入旋转轴与壳体连接部分之间。此外，CN 205903229 U公开了提供防缠绕结构，该防缠绕结构在清扫组件处于工作状态时填补连接部位处的缝隙，从而阻挡异物通过缝隙进入刷体的驱动部件中。

然而，现有技术中的措施仍然难以非常有效的防止异物进入间隙。而且，即便是仅在间隙中存在少量异物，在持续的旋转作用下，摩擦力也能够产生大量热量。而该少量异物难以通过现有的技术探查到并及时触发保护措施提醒用户进行清理，导致进入间隙的异物越来越多。当触发保护时为时已晚，连接部位的塑胶材料往往已被熔化从而发生故障。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于清洁设备的清扫组件、一种清洁设备、以及一种用于清洁设备的方法，以改进现有技术的不足。特别是，本发明至少实现了：防止或至少减少异物进入间隙并在必要时及时触发保护措施提醒用户处理来避免壳体和清扫刷在连接部位处发生熔化故障。

根据本发明的一方面，提供一种用于清洁设备的清扫组件，其包括：

壳体，所述壳体包括面向待清扫的表面的开口；

清扫刷，所述清扫刷具有连接部，所述清扫刷由所述连接部安装在所述壳体内，并且能够通过接收驱动力围绕旋转轴线旋转，从而执行清扫操作；以及

邻近所述清扫刷的端部设置的齿形结构，所述齿形结构提供在所述壳体和所述清扫刷之间并且包括多个齿，所述多个齿从所述壳体和所述清扫刷中的一者向着所述壳体和所述清扫刷中的另一者延伸。

根据本发明的另一方面，提供一种包括上述清扫组件的清洁设备。

根据本发明的又一方面，提供一种用于清洁设备的方法，所述清洁设备包括清扫组件，所述清扫组件包括壳体和安装在所述壳体内的清扫刷，所述清扫刷能够通过接收驱动源提供的驱动力在所述壳体内旋转，从而执行清扫操作，

所述方法包括：

在所述壳体和所述清扫刷之间提供齿形结构，以在执行清扫操作时捕获异物，其中，所述齿形结构包括多个齿，所述多个齿从所述壳体和所述清扫刷中的一者向着所述壳体和所述清扫刷中的另一者延伸；

响应于所捕获的异物的增多，所述清扫刷的旋转阻力增大；

在所述旋转阻力增大到超过预定阈值后触发提供驱动力的驱动源的过载保护以停止所述清扫刷的旋转；以及

响应于所述清扫刷的旋转的停止，产生指示信号以提醒用户清理所捕获的异物。所述指示信号可通过声音，视觉和/或者触觉等传达给用户。

根据下文结合附图以及具体实施方式的描述，本发明进一步的目的、性能和优点将变得清楚。所有提到的特征能够单独或彼此任意组合且无论是单独还是组合均是有利的。

附图说明

现在将参考如下附图以示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的清扫组件的立体图；

图2示意性地示出了根据本发明的清扫组件的仰视图，其特别示出了清扫组件的开口和清扫刷；

图3示意性地示出了根据本发明的清扫组件的沿清扫刷的旋转轴线的截面图，其特别示出了清扫组件安装到壳体的安装结构。

图4示意性地示出了根据本发明的清扫组件的局部截面立体图，其特别示出了设置在清扫刷的一端的齿形结构和阻挡肋板；

图5是图4的平面图，其特别示出了设置在清扫刷的一端的齿形结构和阻挡肋板；

图6示意性地示出了根据本发明的清扫组件的局部截面立体图，其特别示出了设置在清扫刷的另一端的齿形结构和阻挡肋板；

图7是图6的平面图，其特别示出了设置在清扫刷的另一端的齿形结构和阻挡肋板；

图8是沿图5中的线I-I截取的截面图，其示意性地示出了根据本发明的齿形结构的形状；

图9示意性地示出了根据本发明的齿形结构的形状的另一实施例；

图10示意性地示出了根据本发明的齿形结构的齿上的加强肋；

图11是沿图5中的线II-II截取的截面图，其示意性地示出了根据本发明的阻挡肋板的形状；

图12是沿图7中的线III-III截取的截面图，其示意性地示出了根据本发明的阻挡肋板的形状；

图13示意性地示出了根据本发明的清扫组件的壳体的上壳体；

图14示意性地示出了根据本发明的清扫组件的壳体的下壳体；

图15示意性地示出了根据本发明的清扫组件去除上壳体后的立体图，其特别示出了电机支架。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的清扫组件的一个具体实施例。图2示出了图1中的清扫组件的仰视图。图3示出了图1中的清扫组件的截面图。

参照图1-3，清扫组件1包括形成外观的壳体10以及容纳在壳体10内的清扫刷20。壳体10在底面上形成有开口15，异物可通过开口15被清扫或抽吸到清扫组件1中。清扫刷在该实施例中为表面设置有刷毛的滚筒。应理解，清扫刷也可以为能够实现清扫功能的任何形式的结构。清扫刷20可旋转地安装在壳体10内并通过所述开口15暴露于待清洁表面。清扫刷20可从驱动源接收驱动力而围绕旋转轴线C旋转。驱动源可以例如为集成在清扫组件中的电机，电机通过齿轮箱等传动系统带动清扫刷20的转轴作旋转运动。应理解，驱动源也可以是能够带动清扫刷作旋转运动的任何形式的动力源，其可以设置为集成在清扫组件中，也可以设置成独立于清扫组件。驱动源一般设置有过载保护以防止驱动源损毁。当清扫刷20旋转时，附着在待清洁表面上的异物被清扫刷20从表面分离并拾取。分离和拾取的异物可被清扫刷带动或通过抽吸力经由开口15进入到壳体10内。

如图3所详细示出的，清扫刷20的一端具有第一连接部21，第一连接部21可旋转地安装到壳体10的相应安装部11中。清扫刷20的另一端具有第二连接部22，第二连接部22可旋转地安装到壳体10的相应安装部12中。清扫刷20经由传动连接头23从驱动源接收驱动力而围绕旋转轴线C旋转。

进一步参考图4-6，由于清扫刷20可旋转地安装在静止的壳体10中，在清扫刷20的第一连接部21与壳体10的相应安装部11之间形成有第一间隙A。在清扫刷20的第二连接部22与壳体10的相应安装部12之间形成有第二间隙B。在执行清扫操作时，一些异物，例如毛发等，会缠绕在清扫刷10上。这些异物随着清扫刷20的旋转有可能朝向清扫刷20的两端移动，进而进入并积聚在上述间隙A和间隙B中，或者继续进入传动连接头23与壳体10形成的间隙D中。当清扫刷20旋转时，间隙A和间隙B中积聚的异物摩擦间隙两侧的表面，增大了清扫刷20的旋转阻力。此外，由于摩擦生热，在清扫刷20的高速旋转作用下，在间隙A和间隙B处将会持续产生大量热量。该热量加热位于间隙A和间隙B两侧的壳体10和清扫刷20的表面，或者位于间隙D两侧的壳体10和传动连接头23的表面，使得表面温度上升并甚至超过材料的熔点，致使壳体和清扫刷或者传动连接头在连接部位熔化变形，由此导致清扫组件发生故障。

为了防止异物进入间隙，本发明在壳体和清扫刷之间的空间中提供了包括多个齿的齿形结构。多个齿从壳体和清扫刷中的一者向着壳体和清扫刷中的另一者延伸。多个齿适于捕获经过多个齿或位于其附近的异物，从而能够将异物积聚在齿形结构处，由此防止异物随着清扫刷的旋转进入到清扫刷和壳体之间形成的间隙中。另一方面，捕获在齿形结构上的异物阻碍清扫刷旋转，增大了清扫刷的旋转阻力。当异物积聚到一定量时，旋转阻力会增大到能够触发驱动源的过载保护以停止清扫刷的旋转，从而提醒用户清理所捕获的异物。换言之，本发明通过设置齿形结构主动地捕获存在于壳体和清扫刷之间可能进入间隙的异物，并利用捕获这些异物来主动增大旋转阻力，使得驱动源的过载保护能够被及时触发。本发明将异物的量转化为旋转阻力的大小，从而能够通过及时触发驱动源的过载保护来识别、监测、并及时提醒用户清理异物，实现了消除并至少降低了异物最终进入间隙的可能性。此外，由于驱动源的过载保护能够被及时触发，即便在间隙中存在少量异物，也不会在过载保护触发前的相对短时间内因摩擦而产生大量热量，这也避免了壳体和清扫刷连接部位的材料发生熔化出现故障。因此，包括多个齿的齿形结构为防止异物进入间隙和避免材料熔化提供了保护。

在图4-10所示出的实施例中，根据本发明的齿形结构为带齿的板状件30、32。如图4-5所示，板状件30以垂直于清扫刷20的旋转轴线C的方向从壳体10朝向清扫刷20延伸。板状件30包括在壳体10和清扫刷20之间延伸的多个齿300。如图4和图6所示，所述齿形结构可以延伸到靠近清扫刷的连接部。可以理解，齿形结构亦可以设置在更靠内的位置，只要其不与清扫刷发生干涉。多个齿300成梳齿状延伸。在其他实施例中，多个齿300也可呈锯齿状。

板状件30设置在邻近间隙A的位置并沿旋转轴线C的方向比间隙A更靠近壳体内部。图6-7示出了邻近间隙B设置的板状件32。板状件32可具有类似于板状件30的结构。板状件32包括多个齿310并且沿旋转轴线C的方向比间隙B更靠内。在执行清扫操作时，板状件30的多个齿300能够有效捕获朝向间隙A移动的异物。板状件32的多个齿310能够有效捕获朝向间隙B移动的异物。

板状件30、32的多个齿可如图8所示沿竖直方向向下大体上平行地延伸。多个齿300优选是延伸至靠近清扫刷的连接部。在清扫刷的范围外的齿，可以延伸更长的距离。还可以设置从下壳体向上延伸的齿。需要指出的是，附图8的齿大致为锥形的齿，然而齿也可以设置成其他形状，其下文所描述的。

如图13和图14所示，壳体10可由半圆形上壳体13和包括开口15的矩形基体14组合而成。齿可以从半圆形上壳体13和/或矩形基体14两者延伸出来。这种沿竖直方向延伸的齿使得在制造上壳体时方便脱模。

图13清楚地示出了在本发明的一个实施例中上壳体的结构。上壳体具有内表面。齿形构件，例如板状件30，32，设置在壳体的两端附近并从内表面向内延伸。在板状件30，32的外侧可以分别设置有肋板40、42。肋板40、42分别与板状件30，32隔开一定距离。图14清楚地示出了在本发明的一个实施例中的下壳体的结构。下壳体具有内表面。齿形构件设置在壳体的两端附近并从内表面向内延伸。在板状件30，32的外侧可以分别设置有肋板40、42。

在图9所示的另一实施例中，多个齿310各自沿与清扫刷20的径向方向D成角度地延伸，使得多个齿的尖端成环形围绕清扫刷10。这种成环形角度延伸的齿似锯齿形，能够获得更好的异物捕获效果。在一个实施例中，齿设置成使得齿和齿之间的间隙可以形成为朝向间隙的开口方向变窄。这有助于将异物截留在间隙中。

齿300还可包括如图10所示出的加强肋305，加强肋305沿齿的纵向方向布置以便对齿进行加固，防止齿折断。

齿可以具有在齿本体的周向方向上横向（即垂直于齿的纵向方向）伸出的多个小突起，以增加捕获效果。横向伸出的小突起使得齿能够形成为滚梳的形状。这在齿形结构设置在清扫刷上的时候特别有利，因为横向伸出的小突起可以将毛发捕获住而不会由于离心力而甩开。

根据本发明的齿形结构还可具有其他实施例。齿形结构可为包括齿的任意结构和形状。例如，作为带齿的板状件的替代，多个独立的齿可从壳体直接延伸出来，形成齿的阵列。齿可如图4-8所示沿垂直于旋转轴线C的方向延伸，也可倾斜于旋转轴线C延伸。倾斜角度可以在0-45度之间，优选是5-20度之间，更具体是可以为15度。优选地，齿倾斜于旋转轴线C朝向清扫刷的内侧延伸，使得齿延伸的方向反向于头发向清扫刷两侧移动的方向，从而更容易捕获头发。齿的形状可为圆锥形齿、三角锥形齿、棱柱形齿等。此外，齿形结构可具有任意数量并还可设置在两个间隙之间的任意位置处。齿形结构的材料可以是塑胶或金属等。

可选地，在另一个实施例中，除了包括多个齿的齿形结构，还可以提供有阻挡肋板。阻挡肋板比齿形结构更靠近间隙，从而进一步阻挡异物，特别是齿形结构捕获的异物，进入间隙。因此，阻挡肋板为防止异物进入间隙和避免材料熔化提供了进一步的保护。在一个实施例中，阻挡肋板为从壳体10朝向清扫刷20延伸的肋板40、42。如图4-5所示，肋板40以垂直于清扫刷20的旋转轴线C的方向从壳体10朝向清扫刷20延伸。应该理解，在其他实施例中，根据本发明的肋板也可以与旋转轴线C成角度延伸。所述角度可以在0-45度之间，优选是5-20度之间，更具体是可以为15度。肋板40基本上延伸到清扫刷20的周向表面，而在肋板40的端部与清扫刷20的周向表面之间留有尽可能小的缝隙。肋板40贴近间隙A设置并且位于板状件30外侧。肋板40和板状件30之间形成容留异物的空间。如图11所示并参考图13和图14，肋板40可由从上壳体13向内侧延伸的半圆环形板和从矩形基体14向内侧延伸的矩形板形成。

图6-7示出了贴近间隙B设置并位于板状件32外侧的肋板42。肋板42可具有类似于肋板40的结构。如图12所示并参考图13和图14，肋板42可由从上壳体13向内侧延伸的半圆环形板和从矩形基体14向内延伸的半圆环形板形成，两个半圆环形板组成围绕清扫刷20一周的圆形板。肋板40、42的端部基本上贴合清扫刷20的周向表面。

可选地，为了进一步防止壳体过热熔化，壳体的清扫刷安装部与电机支架一体成型，并且使用高性能材料，例如PA6-GF30，以提高清扫刷安装部的材料性能。这为避免材料熔化提供了进一步的保护。

在一个实施例中，清扫组件1具有设置在清扫组件中的电机，电机由电机支架50固定地安装在清扫组件1中。如图15所示，壳体10的清扫刷安装部11与电机支架50一体成型，这样简化了安装步骤。同时，壳体10的清扫刷安装部11可由低性能材料改为高性能材料PA6-GF30（30%玻璃纤维增强的尼龙6）制成。该材料具有较高的熔点，进一步降低了壳体材料发生熔化的风险。

本发明的清扫组件适于安装到清扫设备上。清扫设备例如各种吸尘器，包括手持式吸尘器，卧式吸尘器和立式吸尘器。

本发明的清扫设备能够通过如下过程在必要时及时触发保护措施提醒用户处理异物来避免壳体和清扫刷在连接部位处发生熔化故障。所述过程包括：齿形结构捕获经过齿或位于其附近的异物；响应于所捕获的异物的增多，所述清扫刷的旋转阻力增大；在所述旋转阻力增大到超过预定阈值后触发提供驱动力的驱动源的过载保护以停止所述清扫刷的旋转；以及响应于所述清扫刷的旋转的停止，产生指示信号以提醒用户清理所捕获的异物。

本发明已经描述了某些优选实施例及其变型。本领域技术人员在阅读和理解说明书以后可以想到其它变型和变化。因而，本发明并不限于作为用于实施本发明的最佳模式公开的具体实施例，本发明将包括落入权利要求范围内的所有实施例。

Claims (17)

1.一种用于清洁设备的清扫组件，包括：

壳体，所述壳体包括面向待清扫的表面的开口；

清扫刷，所述清扫刷具有连接部，所述清扫刷由所述连接部安装在所述壳体内，并且能够通过接收驱动力围绕旋转轴线旋转，从而执行清扫操作；以及

邻近所述清扫刷的端部设置的齿形结构，所述齿形结构提供在所述壳体和所述清扫刷之间并且包括多个齿，所述多个齿从所述壳体和所述清扫刷中的一者向着所述壳体和所述清扫刷中的另一者延伸。

2.如权利要求1所述的清扫组件，其中，所述多个齿以垂直于所述旋转轴线的方向或与所述旋转轴线成角度的方向从所述壳体和所述清扫刷中的至少一者延伸。

3.如权利要求2所述的清扫组件，其中，所述多个齿沿竖直方向彼此平行地延伸。

4.如权利要求2所述的清扫组件，其中，所述多个齿各自沿与所述清扫刷的径向方向成角度地延伸。

5.如权利要求2所述的清扫组件，其中，所述多个齿中的一个或多个设置有横向于其纵向轴线延伸的多个突起。

6.如权利要求2所述的清扫组件，其中，所述多个齿中的一个或多个还可包括沿齿的纵向方向设置的加强肋以便对所述齿进行加固。

7.如权利要求1-6中任一项所述的清扫组件，其中所述齿形结构安装在所述壳体上或与所述壳体形成为一体。

8.如权利要求1-7中任一项所述的清扫组件，还包括阻挡肋板，所述阻挡肋板大体成环形围绕所述清扫刷设置，所述壳体和所述清扫刷的连接部之间形成有间隙，所述阻挡肋板位于所述间隙和所述齿形结构之间，以阻挡异物进入所述间隙。

9.如权利要求8所述的清扫组件，其中，所述壳体包括半圆形上壳体以及包括开口的矩形基体，所述清扫刷通过所述开口拾取异物，所述半圆形上壳体和所述矩形基体分别提供有向内延伸的半圆环形板，所述阻挡肋板为所述半圆形上壳体的半圆环形板和所述矩形基体的半圆环形板形成的圆形板。

10.如权利要求1所述的清扫组件，其中，所述清扫刷连接到驱动源，所述驱动源提供驱动力使所述清扫刷克服旋转阻力而旋转，所述齿形结构能够通过所捕获的异物导致清扫刷的旋转阻力增大，并且所述驱动源具有过载保护，所述过载保护在所述旋转阻力增大到超过预定阈值后被触发以停止所述清扫刷的旋转，从而提醒用户清理所捕获的异物。

11.如权利要求10所述的清扫组件，其中，所述驱动源为电机，与所述清扫刷的连接部相配合的清扫刷安装部与电机支架一体成型。

12.如权利要求11所述的清扫组件，其中，所述清扫刷安装部的材料为PA6-GF30。

13.如权利要求1所述的清扫组件，其中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和/或所述下壳体包括所述齿形结构。

14.如权利要求2所述的清扫组件，其中，所述多个齿与所述旋转轴线成的角度在0-45度之间。

15.一种清洁设备，包括如权利要求1-14中的任一项所述的清扫组件。

16.如权利要求15所述的清洁设备，所述清洁设备是手持式吸尘器，卧式吸尘器，或立式吸尘器。

17.一种用于清洁设备的方法，所述清洁设备包括清扫组件，所述清扫组件包括壳体和安装在所述壳体内的清扫刷，所述清扫刷能够通过接收驱动源提供的驱动力在所述壳体内旋转，从而执行清扫操作，

所述方法包括：

在所述壳体和所述清扫刷之间提供齿形结构，以在执行清扫操作时捕获异物，其中，所述齿形结构包括多个齿，所述多个齿从所述壳体和所述清扫刷中的一者向着所述壳体和所述清扫刷中的另一者延伸；

响应于所捕获的异物的增多，所述清扫刷的旋转阻力增大；

在所述旋转阻力增大到超过预定阈值后触发提供驱动力的驱动源的过载保护以停止所述清扫刷的旋转；以及

响应于所述清扫刷的旋转的停止，产生指示信号以提醒用户清理所捕获的异物。

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