CN1674820A - 表面处理用具 - Google Patents

Abstract

一种表面处理用具(200)，如真空吸尘器，其包括一手柄(212)，一表面处理头(230)以及一个支撑组件(220)。该支撑组件可滚动地安装在主体(210)上以便使主体(210)沿一表面滚动。支体和表面处理头之间设置一连接件(235)，其布置成可使主体绕其纵轴旋转使表面处理头转到一个新的方向上。该支撑组件(220)可封装该用具的一个部件，如电机，并可容纳一个用来接收流体流的流体入口(531)、一个排出流体的流体出口(535)。该手柄可用来承载该用具的主体(210)。

Description

表面处理用具

本发明涉及一种，如真空吸尘器。

人们已知道表面处理用具如真空吸尘器和地板抛光机。大多数真空吸尘器都是立式或柱式的，在有些国家称之为罐式或桶式吸尘器。图1所示为戴森公司生产的一例品牌为DC04(DC04是戴森公司的商标)立式真空吸尘器。该真空吸尘器包括一个封装有真空吸尘器各个主要部件的主体102。主体的下部106封装有将脏空气吸入机器的电机和风扇，同时该主体还封装有某些形式的分离装置104以便将灰尘、脏物以及其它碎屑从风扇所吸入的脏空气中分离出来。该主体102还封装过滤器以便捕获净化空气流中的细微颗粒。清洁头108绕点A可旋转地安装在主体102的下端。清洁头的旋转轴为水平轴。支撑轮107安装在主体下部106的两侧，并固定在主体102上。在使用中，用户使真空吸尘器的主体102倾斜，然后推拉固定在吸尘器主体上的手柄116。由此，真空吸尘器就在支撑轮107上沿地板表面滚动。

脏空气入口112位于清洁头108的下面。脏空气经脏空气入口112被电机驱动的风扇吸入灰尘分离装置104中。这里脏空气由第一气流导管导到灰尘分离装置104。当空气中夹带的脏物和灰尘从分离装置104中的气流分离出来后，空气被第二气流导管引导到洁净空气出口，然后经一个或多个过滤器排到大气中。

常规立式真空吸尘器存在一个缺点，即很难在其使用区域周围进行操作。这类真空吸尘器推拉起来很容易，但要想使其改变方向则很困难。在吸尘器站立时或在吸尘器前后移动时给手柄加上侧向力能够使其指向新的方向。这就要使清洁头拖过一段地面才能使其指向新的方向。主体102和清洁头108之间只有一个绕水平轴A转动并与地面平行的联接。在某些立式真空吸尘器中，支撑轮107安装在清洁头而不是主体上。然而，正如上面所述，主体是绕水平轴可旋转地安装在清洁头上的。

人们一直在努力以提高立式真空吸尘器的操作性。美国专利文献US5323510和US5584095展示了一些操作性更好的立式真空吸尘器。这两篇专利文献中的真空吸尘器均具有一个基座，其包括有电机壳体和一对转轮，基座和主体之间的连接采用的是通用接头以便主体能够相对于基座绕一轴旋转运动，其中该轴垂直于转轮的旋转轴，并相对于水平方向有所倾斜。

另一种不太常见的真空吸尘器是“杆式真空吸尘器”，之所以这么称呼，是因为其有一个非常细长的杆式主体。专利文献EP1136029中就公开有这样一种吸尘器。通常这种机器的基座处只有一个清洁头，机器的其它所有部件均装在主体中。尽管这种杆式真空吸尘器重量很轻并且比常规的立式吸尘器操作起来更为容易，但其中的灰尘分离器通常很小，电机功率很低并且，如果有过滤器的话，过滤器也很小，因此其在具有良好操作性的同时性能参数则较差。

本发明旨在提供一种具有更好操作性的表面处理用具。

本发明提供一种表面处理用具，其包括：一手柄；一表面处理头；一支撑组件，其安装在手柄上并且布置成可相对于手柄滚动从而使该用具沿一表面滚动；以及在手柄与表面处理头中间的连接件，其设置成可使手柄绕其纵轴旋转可使表面处理头转到一个新的方向。

设置滚动支撑表面和连接件能使手柄绕纵轴螺旋转动或扭转从而有助于提高操作性，并且保证用具前移和转弯间的平滑过渡。由此，本用具的使用性更强。

手柄和清洁头之间优选设置一个接头，该接头可被锁住从而在本用具处于直立位置时防止清洁头转动。该特征能使本用具在静置时具有很好的稳定性。

对直立式真空吸尘器和杆式真空吸尘器来说，本用具的主体可承载在手柄上。作为选择，该主体也可设置在其它位置处，本发明可用作一种地板用具。

该支撑组件的结构最好是中间的直径大，两端的直径小，从而使外表面的形状为球形或桶形。这样很有助于用户将用具转到一个新的方向。该支撑组件可封装用具的一个或多个部件。

术语“表面处理用具”用于表示很宽的含义，包括较宽范围的机器，该机器的头部能在一表面上行进从而能以某种方式来清洁或处理表面。其还包括那些能将吸力加到表面上从而将材料从表面吸入的机器，如真空吸尘器(干式、湿式和干/湿式)，以及那些将材料加到表面上的机器，如抛光/打腊机、加压冲洗机、地面打标机以及擦洗机。其还包括割草机和其它切割机器。

现在结合附图来描述本发明的实施例，其中：

图1和2为现有的一类真空吸尘器；

图3为本发明一实施例的真空吸尘器；

图4和5为图3中真空吸尘器在使用中的情况；

图6和7为图3到5中真空吸尘器的清洁头和主体之间的联接；

图8-10为真空吸尘器的滚动组件；

图11和12为使用中的滚动组件；

图13为真空吸尘器滚动组件的剖示图；

图14-16是将过滤器封装在滚动组件中的几种方式；

图17是另一种将过滤器和电机封装在滚动组件中的方式；

图18-21是滚动组件的几种外形；

图22-24为带有两个旋转部件的滚动组件；

图25为另一种带有两个旋转部件的滚动组件；

图26为另一种带有多个旋转部件的滚动组件；

图27和28为主体和清洁头的几种连接方式；

图29a是主体和清洁头之间的连接机构在第一位置(锁定位置)时的部分前视立体图；

图29b是图29a中机构在第二位置(开启位置)时的侧视图；

图29c是图29a中机构沿线I-I’的部分前剖图。

图3-13为带有主体210、滚子组件220和清洁头230的真空吸尘器200的第一实施例。

清洁头230在常规的立式真空吸尘器中是用来处理地板表面的。在本实施例中，其包括一个带有一腔体的壳体，以便支撑刷棒232(参见图6)。腔体的下部、正对地板的一侧具有一个进气口233，并且刷棒232可旋转地安装在腔体中从而使刷棒232上的刷毛能穿过进气口233并扰动清洁头230经过的地板表面。刷棒232由清洁头230上的专用电机242驱动旋转。这里有一条驱动带将电机242连接到刷棒232上。如此就不必在吸气风扇和刷棒之间提供驱动连接。然而，应当理解也可以其它的方式来驱动刷棒，如通过一个由进气或排气驱动的涡轮，或者是通过一个与也能驱动吸气风扇的电机相连的联接。电机和刷棒之间的联接可选择地由齿轮联接来实现。在其它的实施例中，可将刷棒完全拆卸下来，这样该机器将完全依赖于吸力或其它形式的表面扰动来工作。对于其它类型的地面处理机来说，清洁头230可包括合适地用来处理地板表面的装置，如抛光垫、喷液头或喷蜡头等。清洁头230的下表面可包括一些小滚子以便易于在表面上移动。

清洁头230连接到真空吸尘器的主体210上从而在主体经操纵通过较大范围的工作位置时如左右移动或者是在主体210绕纵轴211转动时，清洁头230能与地板表面保持接触。轭235用来将主体210连接到清洁头230上，其中的连接方式将在后面详述。

主体210可旋转地连接到滚子组件220上，滚子组件220位于主体210的基座处。滚子组件220能使本装置在表面的拖拽更为轻松。滚子组件220的形状、主体210和滚子组件220之间联接的形状以及滚子组件220和清洁头230之间联接的形状能使本装置的操作比常规真空吸尘器的操作更为轻松。主体210和滚子组件220之间左侧的机械联接由一个从主体210的基座向下延伸的臂540来实现。从图13能够更清楚地看到，臂540包括一个套541，其用来接收轴杆519，滚子壳体510可旋转地安装在该轴杆519上。最好参见图13所示，主体210和滚子组件220之间在机器右手侧的联接由流体导管531、535来实现。

主体210具有一个手柄212，其从主体210的顶部向上延伸。该手柄具有一个抓握部分213，通过该部分，用户能够很舒服地抓住手柄并操纵本装置。该抓握部分可以简单地制成手柄的一个部分，可特别地对其造型或处理(如涂上橡胶)以使其便于抓握，该抓握部分也可是一个附加的部分，其相对于手柄的纵轴以一定的角度连接到手柄上，具体参见图3-6。

图8-10详细地展示了滚子组件220的外壳510。按照常规，外壳510包括两个半外壳，图9所示为其中的一半，这两半外壳可由穿过孔586中的固定装置固定连接起来。在本实施例中，滚子组件220的整体形状为桶形。沿纵轴方向来看，外表面在总体上包括一个平的中间区域580和两端的弧形区域585，弧形区域壳体510的直径或宽度逐渐减小。平的中间区域580的直径不变并且延伸过滚子组件整个长度的25％左右。我们发现，平的中间区域有助于用户沿直线把握机器的方向，因为机器自然就会直线运动，后移时也不太容易出现摇摆。中间区域的宽度也可根据需要增加或减小，只要其仍能保持本发明的上述优点即可。在用户想改变机器的方向时，弧形的外部区域585能使主体朝一侧滚动。滚子壳体510外表面上布置有皱脊511以提高其在表面上的抓力。滚子壳体510的最外层表面上最好带有一层防滑材料或涂层以便在滑移表面如硬质、光面或湿面上抓紧。滚子组件的宽度基本上等于真空吸尘器主体210的宽度。在机器的整个宽度上形成连续的支撑表面能够使机器在较范围的工作位置下操作时均能给用户提供一种令人放心的支撑感。后面将讨论其它形状的滚子组件。

参见图11，滚子表面的形状在选择上应使滚子组件的质心590始终保持在使机器恢复到平稳的位置上。为了说清楚这一点，如图12所示，即使在滚子转到其最外边上时，质心590仍然处于线592的右边，其中线592垂直于地面，这样滚子组件就会转到一个稳定的位置上。

滚子表面弧形区域585的形状在选择上应使滚子组件质心590和滚子外壳表面上某一点之间的距离随着该点在弧形表面上远离中间区域580而增加。这种形状的结果就是，当滚子从正常的直线运动位置进一步转动时，转动滚子所需的力大大增加。滚子外壳510在纵轴两端的直径决定了主体向一侧滚动的程度。该直径在选择上应使主体特别是管道531、535在接入滚子组件的位置处与地板表面之间在极端的位置下存在足够的间隙。

图6和7中展示了主体210和清洁头230之间的机械联接。在本实施例中，主体210和清洁头230之间的机械联接采用轭235的形式，其中的轭235安装在滚子组件220转轴221的两端。图13进一步展示了这种联接。轭235可独立于主体210旋转。轭235的前中部有一个带有臂243的接头237。臂243将轭235连接到清洁头230上。臂243的另一端绕枢轴241枢轴安装在清洁头230上。这种接头237的类型能使各自的管道相对滑动。接头237的连接平面由线238表示。接头平面238与臂243的纵轴不呈直角。我们发现，(当机器前移时)基本垂直于地板表面的角度，或者是从该位置进一步倾斜到图6所示的位置能使机器工作的更好。由于臂243还载有来自清洁头230的气流，因此当臂243相对于轭235移动时，接头237保持气密。

通过枢轴241来安装轭235和接头237能使主体210与滚子组件220一起绕其纵轴211以螺旋的方式旋转，同时清洁头230与地板表面保持接触。这种布置还能在主体绕其纵轴211旋转时使清洁头230指向新的方向。图3所示为直线前移和后移时的位置，而图4和5所示为真空吸尘器的两个不同的转弯位置。图3中，主体210倾斜到工作位置。滚子组件220的纵轴221与地板平行，同时也与清洁头230的纵轴231平行。由此，吸尘器就沿直线移动。主体可在完全直立位置和完全倾斜位置之间的任何位置移动，其中在完全直立位置处，主体的纵轴211垂直于地板表面，而在完全倾斜位置处，主体的纵轴211则基本平行于地板表面。

图4中所示的真空吸尘器转向左侧。这里，主体210绕其纵轴211逆时针旋转，从而将滚子组件220的纵轴221抬高到一个相对于地板倾斜的位置，该位置相对于开始位置、直线移动位置朝向左侧。主体210和清洁头230之间倾斜的接头237使清洁头230指向左侧。轭235和主体210之间以及臂243与清洁头230之间的枢轴连接能使清洁头与地板保持接触，即使轭235的高度会随着主体旋转而变化。滚子的弧形部分585在使主体滚到该位置上的同时仍给主体210提供支撑。主体210逆时针所能转动的程度决定了清洁头230从朝前位置向左所能移动的程度。该滚子组件的小直径部分585不仅可使主体滚动到一侧，而且可使真空吸尘器的转动圆周更紧凑。

图5中所示的真空吸尘器转向右侧。其与上面转向左侧的描述相反。这里，主体210绕其纵轴211顺时针旋转，从而将滚子组件220的纵轴221抬高到一个相对于地板倾斜的位置，该位置相对于开始位置、直线移动位置朝向右侧。主体210和清洁头230之间的接头237使清洁头230指向右侧，同时与地板保持接触。滚子的弧形部分585在使主体滚到该位置上的同时仍给主体210提供支撑。主体210顺时针所能转动的程度决定了清洁头230从朝前位置向右所能移动的程度。

主体210封装有分离装置240、245，这些分离装置用来将脏物、灰尘和/或其它碎屑从机器上风扇电机所吸入的脏空气中分离出去。分离装置可采用多种形式。我们推荐旋风分离装置将灰尘和脏物从例如EP0042723中描述的这类分离装置的气流中离心分离出去。

该旋风分离装置可包括彼此串联布置的两级旋风分离。第一级240是一个桶壁腔，第二级245是一个渐缩的基本为截锥形的腔体或者是一组彼此并联布置的渐缩腔体。在图3中，气流通过管道236沿切向导入第一旋风分离腔240的上部。此时，较大的碎屑和颗粒被去除并收集到第一旋风分离腔中。然后气流流过一套管并流到一组更小的截锥形旋风分离腔。此处，更细的灰尘被这些腔体分离出去并收集到公共的收集区中。第二组分离器可布置成立式地，即流体入口和出口在顶部，脏物出口在底部，或者反过来，即流体入口和出口在底部，脏物出口在顶部。然而，灰尘分离装置的性质并非本发明的实质内容，如可采用其它的方式如常规的布袋式过滤器、多孔状箱形过滤器、电分离器或者其它形式的分离装置同样地把灰尘从气流中分离出去。对于非真空吸尘器的实施例装置来说，主体中可封装入该机器工作所需的设备。例如，对于地板抛光机来说，主体中封装一个用来存放液蜡的罐。

风扇以及用来驱动风扇的电机，两者一起形成吸力将空气吸入本装置，均封装在滚子组件220内部的一个腔体中。

机器周围可有多个气流管道来输送气流。首先一个气流管道将清洁头230连接到真空吸尘器的主体上。该气流管道位于轭235的左臂中(参见图3)。另一管道236将脏气流从轭235输送到主体上的分离装置240。这里设置一个切换机构来选择将气流从轭235还是从机器的分离软管输送到分离装置240。我们的国际申请WO00/21425中更充分地公开了一种合适的切换机构。

滚子组件220中有一条气流管道531将分离装置245的出口与风扇和电机相连，并且还有一条气流管道535将风扇和电机的出口连接到主体210上的电机后过滤器。

分离装置240、245的下游气流通道中布置有一个或多个过滤器。这些过滤器将气流中没有被分离装置240、245去掉的精细灰尘颗粒去掉。我们推荐在电机和风扇520前布置一个第一过滤器，即电机前过滤器，并在电机和风扇520后布置一个第二过滤器，即电机后过滤器550。在驱动吸气风扇的电机具有碳刷的地方，电机后过滤器520还能用来捕捉碳刷释放的碳颗粒。

过滤器组件通常在过滤器壳体中至少包括一个过滤器。按照常规，在过滤器组件中串联布置两个或三个过滤器，从而使捕捉的灰尘量达到最大。现在有一种已知过滤器包括泡沫过滤器，其直接布置在气流中，具有很大的灰尘滞留能力。然后，在泡沫过滤器的下游布置一个静电或HEPA级过滤器，其能捕获很小的灰尘颗粒如小于一微米的颗粒从而将泡沫过滤器中跑出来的任何灰尘都收集起来。在这种已知结构中，很少或没有灰尘能离开过滤器组件。我们的国际专利申请WO99/30602和WO01/45545中展示了这样的几例适合的过滤器。

在本实施例中，过滤器均安装在主体210中。

图13所示为滚子组件220的详细剖面图。前面图8-10已展示过的外壳510在安装上应使其能相对于主体210旋转。滚子外壳510中的主要部件为电机舱515和风扇和电机单元520。左侧有一个支撑臂540从主体210向下沿着滚子外壳的端面延伸。轴519穿过滚子外壳510端面的中心的孔。轴519由臂540的部件541中的一个套筒支撑。滚子外壳510由轴承518可旋转地支撑在轴519上。轴519沿着滚子外壳510的纵轴(以及旋转轴)延伸从而位于电机舱515端面的套525中。在机器的右侧，滚子外壳510的侧面有一个很大的开口以容纳进气管道531和出气管道535。进气管道531和出气管道535具有多个功能。它们既能为滚子外壳510和电机舱515提供支撑，又能将空气导入/导出电机舱515。滚子外壳510通过轴承516可旋转地支撑在电机舱515上。电机舱515固定安装在主体210上并支撑着管道，也就是说，当机器沿一表面移动时，在滚子外壳510绕电机舱515旋转的同时电机舱515随着主体一起移动并支撑着管道。电机舱515通过部件526固定到管道531、535上。管道531和535与电机舱515的内部相通。管道531将气流从主体210上的分离装置240、245直接送到电机舱515的内部。将风扇和电机单元安装在电机舱515中有助于减少噪声，因为电机舱515和滚子外壳510给风扇和电机单元520形成了一个双层壳体，壳体510和515之间是空气间隙。

风扇和电机单元520相对于电机舱515和滚子外壳510的纵轴以一定的角度安装在电机舱515中。这有两个用处：第一，其能绕滚子外壳的中心平均分配电机520的重量，即风扇和电机单元的重心与整个滚子组件的重心对齐；第二，其能改善进口管道531到风扇和电机单元520的气流流路。风扇和电机单元520通过其纵轴两端的固定装置支撑在电机舱515中。在左侧，朝外延伸的肋条521之间的空腔接收电机的部件522。在右侧，朝外渐缩的流道532将进口管道531连接到风扇和电机单元520的进口。流道532的下游端有一个法兰523，其绕风扇和电机单元520固定从而支撑起风扇和电机单元。其它的支撑则由圈套524提供，该圈套524包绕着风扇和电机单元520并安装在法兰523和电机舱515的内面之间。流道532还能确保电机舱的进出气流能够彼此分开。

空气经进口管道531和流道532送到滚子组件中的风扇和电机单元520。一旦气流流过风扇和电机单元520，其就被电机舱515收集并送到出口管道535。出口管道535将气流送到主体210。

出口管道535与主体210的下部相连。主体的部件552是电机后过滤器550的过滤器壳体。来自管道535的空气送到该过滤器壳体的下表面并流过过滤器550本身，然后可经过滤器壳体552上的通气孔排入大气。所述的通气孔绕过滤器壳体552布置。

机器上带有一个站立组件260、262以便在机器以直立位置留下时提供支撑。该站立组件在布置上应使其能在主体210放到完全直立位置时自动工作，并在主体210从完全直立位置倾斜时自动收起。

对于上述的结构来说，这里还有许多替代形式，现在就来进行描述。

在上述实施例中，气流是从滚子外壳的一侧导入和导出滚子外壳510的，同时滚子外壳510中的空间是用来封装电机舱515和风扇和电机单元520。滚子外壳510的内空间还可做其它的用途，图14-16就展示了几种形式。在图14-16的每个图中，滚子外壳600中都封装了一个过滤器。在图14中，滚子外壳600中封装有一个桶形过滤器组件605，并且其纵轴与滚子外壳的纵轴对齐。进口气流管道601将空气从真空吸尘器主体210上的分离装置240、245的出口送到滚子外壳600的内部。出口气流管道602则将气流从滚子外壳600的内部送出。该滚子外壳安装在轴承603上并能绕管道601、602旋转。过滤器605由管道601、602支撑起来。在使用中，空气从进口管道601流入，绕过滤器605的外侧面流动，然后沿径向向内流过过滤介质并流到过滤器605的中芯中。接着，该空气沿着中芯流动并经出口管道602排出滚子外壳600。

在图15中，过滤器610横向安装在滚子外壳600中。滚子外壳600的内表面带有适当的固定装置以在原位固定过滤器610。图15中的气流很简单。空气从进口管道611流过滚子外壳600的内部，再流过过滤介质610，然后经出口管道612离开滚子外壳。过滤器的材料包括泡沫和滤纸，其要么是平的，要么是折的以增过滤介质在气流中的面积。

图16与图14的相同点都是过滤器625安装成其纵轴与滚子外壳600的纵轴对齐。其主要的不同在于空气可由滚子外壳600中的孔608直接排到大气中。管道622为滚子外壳提供机械支撑，但不用来输送气流。

为了看到过滤器，滚子外壳600中可设置有一个窗口。然而，由于许多过滤器均为长效过滤器，在机器的使用寿命内并不需要进行更换，因此可以将过滤器以不易接近的方式安装到滚子外壳600中。

这些实施例中均能在滚子外壳600中以图13中电机舱515相同的方式设置一个内壳。该内壳相对于进口管道和出口管道密封，从而有助于减轻滚子外壳的密封要求。

在图14和15中，排出管道可安装在滚子组件上与进口管道相同的一侧。如前面图13所示，这两个管道并排安装，也可如图18所示将一个管道绕另一个管道地安装。

图17所示是滚子组件中风扇和电机单元的另一种安装方式。与图13所布置一样，这里也有一个其内装有电机舱715的滚子外壳700，同时该滚子外壳700可绕电机舱715旋转。进口气流管道将空气输送到风扇和电机单元520。然而，在本实施例中，过滤器710布置在电机舱715中风扇和电机的下游。空气经出口705直接从滚子组件排出。出口705布置在滚子外壳700轮毂上支撑臂702的旁边。这就意味着在滚子外壳700旋转时空气出口705保持不动。作为选择，过滤器710也可一同省略。在电机为无刷电机如开关式磁阻电机的情况下，电机中不能释放出任何的碳，因此就不需要使用电机后过滤器。当空气以此方式从滚子组件直接排出时，仍可选择使用第二支撑臂702(其不用来输送气流)，当然也可简单地省略掉第二支撑臂702，滚子组件的所有支撑均由第一支撑臂提供。

另外，或者作为选择，滚子组件可将装置的其它有源部件如用来驱动表面扰动设备的电机和/或用来驱动轮子的电机封装起来，从而使装置自己能够在地面上推进。在另一实施例中，可将分离装置如上述的旋风分离装置封装在滚子组件的内部。

滚子的形状

图3-13所示实施例是桶形的滚子，其带有平的中间区域和渐缩的端部区域。图18-21展示其它一些形状的滚子。这里列出的形状并非专用的，其它没有展示出的形状也在本发明的保护范围之中。滚子或滚动部件组可以是图18所示的球形，也可是图19所示的带有截面的球形。完全球形的优点是，当主体从直线运动位置转向时，由于质心与表面之间的距离保持不变，因此滚子转动所需的力保持不变。还有，由于滚子组件几何中心与外表面之间的距离保持不变，因此当主体绕纵轴211旋转时，轭235与清洁头230之间接头237的高度也保持不变。这样可简化主体和清洁头230之间的接头要求。

截去球体的端面能够减少滚子的宽度并能去掉一部分不可能被用到的表面。还有，如果允许机器滚到表面的最外部分，那么进入和离开滚子的管道就可能会接触到地板。图20所示的球的中间区域813是平的，图21所示是一个中间直径不变、两端带有半球815和816的环814。

上述实施例提供了一种带有一个滚子部件的滚子组件，其也可带有多个部件。图22-24所示实施例中的滚子组件包括一对壳形部件731、732。每一个部件均能独立旋转。部件731能绕组合后的支撑臂和管道735、736旋转，而部件732则能绕组合后的管道和支撑臂740旋转。电机舱742安装在旋转部件731、732中并支撑风扇和电机单元743。带有两个壳形部件731、732的优点是部件731、732之间在其旋转轴方向上的空间可用来容纳管道745或者是清洁头和滚子组件之间的机械联接，或者是这两个部件，其中的管道745将空气从清洁头230输送到滚子组件的内部。在图23和24中，组合后的机械联接和空气管道741连接到部件731和732之间电机舱742的前面的地方，其穿到电机舱742的内部，并沿着与部件732的旋转轴对齐的方向延伸。出口管道740为部件732提供机械支撑同时将气流输送到真空吸尘器的主体。这里有两种方式能够达到管道745和主体之间联接所需的要求程度。第一种是，管道745可枢轴转动地安装到电机舱742上。第二种是，管道745刚性地安装到电机舱742上并且该电机舱742可旋转地安装在支撑臂735、736以及740上。

两旋转部件731、732之间的空间可用来容纳电机舱742中电机与清洁头230上刷棒之间的驱动联接。该驱动联接可由皮带和/或齿轮来实现。

如图25所示，各个滚动件的旋转轴不必彼此对齐。这里，滚动件823、824的旋转轴821、822均从垂直面向内倾斜。

此外，还可设置三个或多个旋转部件。实际上，这里可有多个相邻的部件，这些部件在装置沿一表面移动时能各自自由地绕轴线旋转。这组旋转部件均可绕一直线轴安装，其中每一个部件的直径均随着其远离轴线的中间区域而减少。作为选择，如图26所示，旋转部件825均具有相同或类似的尺寸，并且均绕轴线826安装，其中轴线826的形状能够满足滚子组件下表面的需要。旋转部件825可以是较小的、绕一轴安装的实心部件，其也可是中空的、较大的、绕一壳体旋转安装的环形部件，其中的壳体纵轴不是直线。如前所述，该壳体可容纳一电机或过滤器。

在每一个实施例中，滚子组件，或旋转部件组在形状上均形成一个支撑面，该支撑面的直径朝旋转轴的两端减少从而使主体的转动更为容易。正如上面的实施例所述，优选旋转部件或部件组的中间区域基本为平面，因为已发现这可在本装置沿直线驱动时提高其稳定性。

主体和清洁头之间的联接

回到图6和7，主体210和清洁头230之间通过轭235进行连接，该轭235具有一个接头237，接头237形成在一个相对于臂243的纵轴倾斜的平面上。接头所在平面238的角度也可不同于这里所示的位置。我们发现，如果接头237的平面238形成正交于臂243的纵轴也是可接受的，但由于轭的旋转不会使臂243(以及清洁头230)转动，因此这种方案不具有本发明的所有优点。令接头237的平面238倾斜于臂243的纵轴并且又基本垂直于地板表面(当机器在前移位置时)也可获得很好的结果。使平面238比图6所示位置多倾斜一些，或者再多倾斜一些，可以在主体绕纵轴旋转时提高清洁头230的移动程度。

图6和7所示的臂243和清洁头230之间的连接是一个带有轴的枢轴。我们发现在该位置需要一定的枢轴运动，但该运动可由一种更松的接头来实现。

图27是主体210和清洁头230之间的另一种连接。如前所述，其中有一个轭235，该轭的两端绕滚子组件的旋转轴221连接到主体上。此外，这里还有一个短臂243，其枢轴转动地连接在清洁头230上。轭235的前表面是不同的。与相对于臂243的纵轴以一定的角度倾斜的旋转接头不同，这里的旋转接头与臂243的纵轴正交并且轭235在接头852处与臂243相连的部分具有一个肘形部分851。现已发现将肘形部分与接头垂直相连等同于斜角接头。但这种构思在实施起来更为复杂，因为清洁头230和滚子组件220之间需要更大的空间。

图29a、b和c展示了主体和清洁头之间的其它连接。如前所述，该联接包括轭901，并且轭的两端902、903能绕滚子组件的旋转轴连接到主体上。该轭的中间部分包括一个接头904，其可直接或通过一个中间杆件连接到清洁头(图中未示出)上，如图7和27所示。该联接进一步包括一个锁臂905，其可枢轴转动地连接到轭901的端部902、903，并沿其延伸。锁臂905具有一个中间伸出部分906，其相对于臂为刚性连接，也可以枢轴转动的形式连接到臂上。中间部分906可由接头904中相配的凹部907接收，从而锁住接头，防止其例如在用具处于直立位置时旋转。图29a所示连接正处于锁定位置。由此，清洁头自己就在直立位置时给用具提供附加的稳定性。可设置弹性装置(图中未示出)以便在用具处于直立位置时使锁臂905的中间部分906偏向接头使接头被自动锁住。

在需要使用本用具时，用户使用具的主体倾斜。该联接在结构上应使锁臂905在主体后倾时相对于轭901旋转并升高到将锁臂的中间部分906抬出凹部907的程度，由此接头904松开以便旋转。图29a和29c所示的连接处于松开位置。弹性装置可以帮助锁臂905抬起来。在本用具倾斜和直立时锁臂905的移动可能会受站立组件260、262移动的干扰。

锁臂905的中间部分906可带有一个向下伸出的尖部908a、b、c，这些尖部分别由接头904中的凹部909a、b、c接收。尖部908为柔性结构，这样如果用户在锁定的接头上所加的力超过预定限度时，至少有一个尖部会变形。由此所加的力会使尖部908跳出凹部909从而使接头904自由旋转。这种结构能在用具处于直立位置时当接头上的力过大时防止联接损坏。当该用具回到直立位置时，锁臂905的中间部分906就会被弹性装置的弹力后推到接头的锁定位置中。

主体和清洁头之间的支撑不必是刚性的。图28所示是一对柔性支撑管831、832，其将滚子组件830连接到清洁头833上。在采用柔性管时，清洁头可随着主体左右滚动或绕其纵轴的旋转而与地板表面保持自由接触。使用这种形式的柔性管可以避免主体和清洁头之间使用复杂的机械联接。

当然，也可将几种连接机构合起来使用。

在前面所示的每一个实施例中，在可能的地方，使用气流管道，均在机器的部件之间由轭235提供机械支撑，如主体210和滚子组件220之间以及清洁头230和主体210之间。因此管道需要适当的密封。应当理解，在每一个将气流管道与机械支撑组合成一体的实施例中，均可在其位置用分开的支撑和气流管道来代替。该气流管道可以是柔性管也可是刚性管，这取决于是否需要机械支撑。

尽管将电机封装在滚子组件中有许多的优点，但在另一实施例中，也可将风扇和电机封装在主体中。由于清洁头到主体不需要管道，因此机器的管路更为简单。此时，主体和滚子组件之间以及主体和清洁头之间仍然需要支撑臂。

尽管上述实施例所示的真空吸尘器内管道都用来输送气流，但应当理解本发明同样也适用于输送其它流体如水和清洁剂的真空吸尘器。

Claims (36)

1、一种表面处理用具，其包括：一手柄；一表面处理头；一支撑组件，其连接在手柄上并且布置成可相对于手柄滚动从而使该用具沿一表面滚动；以及手柄和表面处理头之间的联接件，该联接件布置成使手柄绕其纵轴的旋转运动可使表面处理头转到一个新的方向。

2、如权利要求1的用具，其中该联接件布置成还可在手柄绕其纵轴旋转时使表面处理头与该表面基本上保持接触。

3、如权利要求1或2的用具，其中该联接件最靠近表面处理头的端部包括在联接件与表面处理头之间的一个枢轴连接。

4、如前述任一权利要求的用具，其中该联接件最靠近手柄的端部包括在该联接件与手柄之间的一个枢轴连接件。

5、如权利要求4的用具，其中与手柄连接的枢轴连接件基本上与支撑组件的旋转轴对齐。

6、如权利要求5的用具，其中该联接件包括一个轭，该轭至少有一个端部具有一个连接到手柄的枢轴连接件，其基本上与支撑组件的旋转轴对齐。

7、如前述任一权利要求的用具，其中该联接件包括一个锁定臂，该锁定臂布置成位于与表面处理头相连的枢轴连接件上的一个凹部中，从而防止该枢轴连接件旋转。

8、如权利要求7的用具，其中该锁定臂具有至少一个可变形部分，该可变形部分布置成，当将预定的力加到枢轴连接件上时其可从凹部脱开。

9、如权利要求7或8的用具，其中该锁定臂布置成可在手柄从直立位置倾斜时从凹部脱开。

10、如权利要求7、8或9的用具，其中该锁定臂在手柄处于直立位置时偏向凹部。

11、如前述任一权利要求的用具，其中该联接件与表面处理头的中间部分相连。

12、如前述任一权利要求的用具，其中该联接件通过接头臂与表面处理头相连，该接头的平面不与臂的纵轴正交。

13、如前述任一权利要求的用具，其中该联接件通过一臂与表面处理头相连，其中该臂具有一肘形部分以及一个旋转接头。

14、如前述任一权利要求的用具，其中该手柄和表面处理头之间的联接件至少包括一个柔性管。

15、如前述任一权利要求的用具，其中该支撑组件封装有用具的至少一个部件。

16、如权利要求15的用具，其中该支撑组件进一步包括一个用来接收流体流的流体入口以及一个用来排出流体的流体出口，并且该部件包括一装置，该装置对通过入口接收的流体流产生作用。

17、如权利要求15或16的用具，其中该部件包括，或进一步包括一个用来驱动用具另一部件的电机。

18、如权利要求17的用具，该另一个部件包括表面处理装置。

19、如前述任一权利要求的用具，还包括位于手柄上的主体。

20、如前述任一权利要求的用具，其中该支撑组件包括一个或多个可旋转的部件，该部件具有一外表面，该外表面在垂直于手柄纵轴的方向形成一滚动支撑面，该支撑面沿手柄的纵轴对称。

21、如权利要求20的用具，在其从属于权利要求19时，其中该支撑面延伸一段距离，该距离至少为主体宽度的50％。

22、如权利要求20的用具，在其从属于权利要求19时，其中该支撑面延伸一段距离，该距离至少为主体宽度的75％。

23、如权利要求20的用具，在其从属于权利要求19时，其中该支撑面延伸一段距离，该距离基于等于主体的宽度。

24、如权利要求20的用具，其中该支撑组件的中间区域不具有支撑面。

25、如权利要求20或24的用具，其中该支撑组件包括两个彼此分开的旋转部件。

26、如权利要求25的用具，其中该用具中的一个部件位于分开的旋转部件之间。

27、如权利要求25或26的用具，其中该流体入口或流体出口位于分开的旋转部件之间。

28、如前述任一权利要求的用具，其中该支撑组件的直径在两端处小于中间处。

29、如前述任一权利要求的用具，其中该支撑组件具有至少一个旋转轴，该旋转轴横过手柄的纵轴。

30、如前述任一权利要求的用具，其中该组件几何中心到外表面之间的距离在两端处大于中间处。

31、如前述任一权利要求的用具，其中该支撑组件的中间部分的直径基本不变。

32、如权利要求1到29之一的用具，其中该支撑组件基本为球形。

33、如前述任一权利要求的用具，其进一步包括一个用于表面处理头的支撑臂，其从支撑组件的中间部分向外延伸。

34、如权利要求33的用具，其中该支撑臂是一流体流管道，其用来将流体输送到表面处理头或输送来自表面处理头的流体。

35、一种基本如这里参考附图所述的表面处理用具。

36、如前述任一权利要求的表面处理用具，其采用真空吸尘器的形式。

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