CN1988836A - 地面清洁机器 - Google Patents

Abstract

一种地面清洁机器1，包括清洁系统2、3、4，至少一个前轮5；5’；5a，5b，以及两个后轮6a，6b，6a’，6b’和驱动机构7；7a，7b，其中驱动机构是电动单轮驱动，而且操作人员8站立在机器上，其特征在于操作人员站立在平台9上，所述平台9定位于所述两个后轮之间的几何轴Z之上，其中平台和地面之间的最大垂直距离是200mm。前轮可以是回旋脚轮5，后轮6a，6b可以被驱动马达7a，7b单独驱动——而不是一个回旋脚轮，提供两个独立的回旋脚轮5a，5b。前轮也可以是由驱动器7提供动力的驾驶轮5’，后轮6a’，6b’可以独立悬挂而且不用驱动。

Description

地面清洁机器

技术领域

根据独立权利要求1的前序部分，本发明涉及一种地面清洁机器。

背景技术

在现有技术中已经存在各种不同的电动地面清洁机器，现有的地面清洁机器可以分为以下两大类别：第一类是，操作人员站立在地面上并跟随机器走动(“跟随式”机器)，第二类是，操作人员坐在机器上(“骑乘式”机器)。上述两种系统都各有优势和劣势。

尽管“跟随式”机器具有节约空间和操作灵活的优势，但也具有如欧洲第0,788,761号专利和第1,262,138号专利所公开的以下缺点。首先，由于机器是通过操作人员移动的，所以，清洁速度受到限制；而且，操作人员的疲倦也会导致在清洁的过程中清洁的速度进一步减慢。此外，操作人员在机器的后面走动，因此，只能看到有限的工作区域，或看不到工作区域。结果是，对于边缘的清洁和精确驾驶是困难的，这是损害机器和家具的原因。而且，引导和驾驶整个机器必须通过手工操作。然而，由于旋转清洁部件，机器趋向于偏离需要的移动方向，这将在手动驾驶中导致额外的问题——欧洲第0,788,761号专利提出了这一问题。最后，如果可能，倒着靠近墙壁以清洁清洗溶液和灰尘也是困难的。

正如欧洲专利第0,951,857号所公开的“骑乘式”机器，以产生其他的缺点为代价消除了上述“跟随式”机器的缺点。首先，与“跟随式”机器不同的是，“骑乘式”机器占据较大的空间，是由于它们必须具有足够大的空间以使操作人员可以坐在驾驶员的位置上。而且，对于操作人员来说，跳上或跳下机器以清除路障或捡起杂物是非常不便的。最后，在特定区域中，操作人员必须同时控制两个方向，向前驱动的前方和清洁附近边缘的侧面。

美国专利第5,507,138描述的草坪修剪机，其中操作人员站立在机器的平台上，平台位于两个后轮之间。然而，由于实际上这种机器是用于修剪草坪，而不是用于清洁地面，因此，当在粗糙的表面上应用时，举例来说，有斜坡的表面，平台被置于与地面尽可能地靠近。而且，机器配备有适于户外使用的车轮，以及用于切割机的非常沉重的内燃机，所述切割机用于处理粗糙的户外状况。每一个后轮通过液压马达驱动，所述液压马达与液压泵相连。在操作过程中，当切割机运行时，液压流体被输送到每一个轮马达中，其中马达的驱动方向取决于液体的方向，即，穿过相应管道的流体路径。在这种情况下，操作人员可以操作后面的驱动轮都向前/向后的方向驱动，或一个是在向前的方向，另一个是在向后的方向驱动。然而，由于上述液压马达的构造，操作人员必须首先选择每一个马达的运动方向——其结果是在改变一个马达的驱动方向的同时产生相当大的轰鸣声。因此，这一类型的驱动并不适合室内的使用，尤其不适合用于清洁的目的。一般来说，人们没有考虑到在平地上使用的质量轻和灵活性高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面清洁机器，所述机器结合了“骑乘式”和“跟随式”系统的优点，并解决了它们各自的问题，而且考虑到室内地面清洁的特殊要求，例如，质量轻、灵活性高等等。

这种机器通过如权利要求1中描述的地面清洁机器的特征来获得。本发明公开的装置利用了“骑乘式”机器的特征，即操作人员站立在机器上方，以提高清洁的速度和允许向后的运动。由于根据本发明，操作人员以某一高度站立在机器的上方，而不是如传统的“骑乘”的方式坐在机器上，操作人员具有更好的工作区域视线。而且，与现有的“骑乘式”机器相比，整个机器更加小巧和更加通用。

根据本发明，地面清洁机器包括清洁系统，至少一个前轮以及两个后轮和驱动机构，其中驱动结构是电动单轮驱动，而且其中操作人员站立在机器的上方，其特征在于操作人员站立在沿着两个后轮之间的几何中心轴定位的平台上，其中平台和地面的最大垂直距离是200mm。

附图说明

附图1显示了根据本发明的第一实施方案的地面清洁机器的侧视图，该地面清洁机器具有前向回旋脚轮和两个独立驱动的后轮。

附图2是附图1中的机器的后透视图，但具有定位于后轮前面的橡胶滚轴。

附图3显示了附图1中的机器的顶部示意图。

附图4显示了根据本发明的第二实施方案的地面清洁机器的顶部示意图，该地面清洁机器具有两个独立的前向回旋脚轮和两个独立驱动的后轮。

附图5显示了根据本发明的第三实施方案的地面清洁机器的顶部示意图，该地面清洁机器具有驾驶的和驱动的前轮和两个独立悬挂的后轮。

具体实施方式

附图1，2和3举例说明了依据本发明的第一实施方案的地面清洁机器的结构。地面清洁机器1的清洁系统包括箱体2，刮刷单元3和位于刮刷单元后部的吸取底部(橡胶滚轴)4。机器在前向回旋脚轮5和两个电动后轮6a和6b上运行，后轮6a和6b是通过两个驱动马达7a和7b分别单独驱动的。人们会注意到所述橡胶滚轴4可以定位于后轮6a和6b(见附图1)的后面，以及可以定位于后轮6a和6b(见附图2)的前面。不同的定位方式既不会影响清洁的效果，也不会影响机器的灵活性/移动动作。因此，为了在机器的后侧面获得更好的视线，在附图2中，显示的是橡胶滚轴4位于后轮6a和6b的前面。轮子6a和6b分别与各自的马达7a和7b通过皮带或链连接，当然也可以使用其他的连接方式，例如，轮轴马达。操作人员8站立在平台9的上方，所述平台9位于箱体的后面并通过用户界面10(仪表盘)控制机器。

通过借助驾驶装置10a来改变轮子6a和6b的驱动速度以驾驶机器。由于使用的马达是电动马达，后轮6a和6b以下列方式驾驶。驾驶装置10a具有传统的驾驶轮和驾驶角度的形式，驾驶角度是由操作人员借助简单地转动驾驶轮10a来确定的，驾驶轮10a通过处理部件(未显示)被变换成用于电动马达7a和7b的相应的相对转速。因此，后轮6a，6b在某一方向上以某一相对速度驱动——取决于驾驶轮10a的位置。在这种方式下，不仅机器的旋转半径是连续可变的，而且在不是必须预选驱动方向的情况下，轮子的驱动方向的无级变化也是可能的。除了具有驾驶轮的形式，驾驶装置10a也可以具有其他的设计。举例来说，可以由两个手动齿轮或杠杆组成，一个用于每个轮子，可以向前拉动或向后拖动等等。

人们从附图1和附图2中可以清楚地看到，根据本发明，操作人员站立在机器上，而不是如传统的“骑乘式”机器那样坐在机器上。然而，在这样的条件下，如轮子的安装方式，轮子驱动和驾驶方式，以及机器的移动/旋转速度，操作人员可以感受到相当大的力量，例如，离心力。与传统的“骑乘式”机器不同的是，这些力量对于本案来说非常重要，原因在于操作人员不是坐在机器上，而且当操作人员自由地站立在平台9上时，他感受到这些必须平衡的力。由于地面清洁机器在室内平整的地面上移动，通常可以有相当大的速度和非常小的回转圈，因此离心力会非常大。因此，为了将操作人员站立在地面清洁机器上这一新的技术特征运用到实践中，平台9的精确的水平和垂直定位是非常关键的。举例来说，平台越靠近实际的旋转中心被安置，自由站立的操作人员所感受到的离心力就越小。

关于平台9的水平位置，附图3举例说明了如何确定地面清洁机器中的平台9的最佳定位。在这一实施方案中，地面清洁机器运行在前向回转脚轮5和两个电动后轮7a和7b上，而且两个电动后轮6a和6b是独立地由两个驱动马达7a，7b分别驱动的。正如上文中所述，所述马达是电动马达，可以在相反的方向上驱动。因此，在操作过程中被驾驶时，地面清洁机器通常围绕旋转中心旋转，旋转中心定位于通过两个后轮6a和6b的几何中心轴Z上。鉴于两个后轮之间可变的驱动速度关系，人们很清楚旋转中心不是固定的点，而是可以定位在几何中心Z轴的任一点上。若干的特定的情况可以解释说明这一事实。标准的情况是机器以后轮6a和6b之间不同的速度的向前运动。例如，如果驱动两个后轮以使机器向前运动，但是左后轮6a与右后轮6b相比以更高的速度被驱动，那么机器将会沿着以旋转轴X2的中心的弧形路径向前运动。类似地，如果右后轮6b的驱动速度更快，X1是旋转的中心。当然，两个后轮之间的速度差越多，各自的旋转中心X1和X2将向内沿着Z轴越靠近朝向两个轮子之一运动。在极限情况中，举例来说，当驱动轮6a和6b之一的驱动速度逐渐变为0时，驱动轮6a或6b本身变为旋转中心。例如，当左驱动轮6a的驱动速度是0，而右驱动轮6b的速度大于0时，旋转中心X1与轮子6a一致，即，机器将围绕驱动轮6a旋转。类似地，当轮子6b的驱动速度是0时，旋转中心X2与轮子6b一致，即，机器将围绕驱动轮6b旋转。但是旋转中心甚至可以进一步转变为在两个轮子6a和6b之间的Z轴上的一点。这可以通过以相对的方向驱动两个轮子来获得，即，一个轮子用于机器的向前移动，而另一个轮子用于机器的向后移动。举例来说，如果轮子6a被驱动向前移动，轮子6b是向后移动，但是比6a的速度慢，则旋转的中心将在轮子6b和中点之间的Z轴上定位。类似地，如果轮子6b的速度更快，旋转的中心将在中点和轮6a之间的Z轴上定位。在极限情况中，当轮子6a和6b的驱动速度具有相同的值，但是在相对的方向上时，旋转的中心将与Z轴的中点一致。通过以上描述人们能够清楚地了解这些驱动机器的方式(以及在其中形成的相当大的离心力)只适于具有单轮驱动的机器，比如地面清洁机器。

在考虑这些因素时，平台9的水平定位可以用以下方法确定。既然在计算平台的最佳定位时，必须考虑到Z轴上所有可能的旋转中心，就需要找到折衷的方案。举例来说，如果实际的旋转中心是X1，X1离机器有多远并不重要，在任何情况下，平台9的最佳定位在考虑了离心力的情况下，将位于驱动轮6a。类似地，如果X2是实际的旋转中心，平台的最佳定位在驱动轮6b。当然，如果旋转中心与各自的轮子一致，则应用是相同的。由于两种旋转的情况都可能在地面清洁机器的操作过程中发生，平台9水平定位的最好折衷方案是定位于介于两个驱动后轮6a和6b之间的几何中心轴Z的中心点。旋转中心出现定位在介于轮子6和6b之间的几何轴的点上的情况进一步支持这一选择。

在确定平台9在机器上的水平定位之后，关于平台的垂直位置的确定，即平台离地面的高度，就必须要考虑。由于后轮6a、6b是独立驱动的，它们也可以独立悬挂，而且没有与介于后轮之间的几何轴Z相对应的真实的轴。所以，平台9向下的限制不是介于轮子之间的真实的轴，而是地面本身，以致限制因素是在40mm的等级内的合理的地面清洁。人们将会注意到这些考虑的因素适于后轮是独立悬挂的所有的实施方案。至于平台的垂直位置的其他限制，即，平台离地面的最大高度，需要考虑多种因素。一般来说，人们应该会注意到驱动轮的驱动方向的连续的(即，无极的)变化的可能性，正如上文中所提到的，由于不会发生轰鸣声，所以支持较高的平台9的定位。在这些限制因素中，首先，增加平台的高度的同时升高了重心，升高重心反过来又会导致降低机器的稳定性。其次，平台的高度越高，在地面上的颠簸就会更加增强——直到操作人员对机器的安全性直觉上的相信以不可接受的方式被破坏为止。更多的实施方案已经显示平台9距离地面的高度不能超过200mm。人们将会注意到，结果考虑了适于将要清洁的地面的具体条件，举例来说，具有在其上有典型残余物的超级市场和类似的地方中大面积的以及通常平坦的地面。由于上文中提到的限定平台的最大高度的因素，所考虑的因素适于地面清洁机器的所有实施方案。

在附图4中，显示了第二实施方案，其中一个回旋脚轮被两个独立的回旋脚轮5a和5b替代，它们之间的距离小于两个独立的电动驱动后轮6a和6b之间的距离。由于在第一实施方案中两个后轮相同的驱动，机器的移动行为是相同的(取决于驱动轮6a和6b的相关的驱动速度)。因此，操作人员同样需要考虑平台9的定位。

在附图5中，显示的是第三实施方案，其中前轮5’被驾驶，而且是被驱动器7电动驱动的，后轮6a’和6b’(没有显示)是独立悬挂的而没有被驱动。由于两个后轮6a’和6b’的反向驱动在本实施方案中是缺失的，地面清洁机器或围绕旋转中心X1转向，或围绕旋转中心X2转向。因此，操作人员同样需要考虑平台9的定位。

可以从上面的说明中容易地了解到，由于操作人员站立在机器的平台上的这一特征，根据本发明的地面清洁机器可以提高清洁速度和允许向后的运动。由于操作人员是站立在机器上(而不是坐在机器上)，操作人员可以具有更好的工作区域视线，而且整个机器与现有技术中的“骑乘式”机器相比相对小巧和更方便使用。可以通过升高平台的高度达到向上的极限来加强在工作区域中操作人员的视线。

需要强调的是上文中提到的本发明的不同的实施方案仅是以举例说明的方式来阐述本发明。权利要求书限定了各种在本发明的范围内可以选择的替换。举例来说，清洁装置的排列方式可以修改，例如，刮刷部件也可以定位在前轮的前面，橡皮滚轴可以定位于后轮的前面。

Claims (5)

1.地面清洁机器(1)，包括清洁系统(2，3，4)，至少一个前轮(5；5’；5a，5b)以及两个后轮(6a；6b；6a’，6b’)和驱动机构(7；7a；7b)其中驱动机构是电动单轮驱动，而且其中操作人员(8)位于机器上，其特征在于操作人员(8)站立在平台(9)上，所述平台沿两个后轮之间的几何轴(Z)定位；其中地面和平台之间的最大垂直距离是200mm。

2.根据权利要求1的地面清洁机器，其特征在于前轮是回旋脚轮(5)，两个后轮(6a，6b)是通过两个驱动马达(7a，7b)独立驱动。

3.根据权利要求1的地面清洁机器，其特征在于提供两个前回旋脚轮(5a，5b)，两个后轮(6a，6b)是通过两个驱动马达(7a，7b)独立驱动，其中两个前向回旋脚轮(5a，5b)之间的距离小于两个后轮(6a，6b)之间的距离。

4.根据权利要求1的地面清洁机器，其特征在于前轮是驱动马达(7)驱动的驾驶前轮(5’)，两个后轮(6a’，6b’)是独立悬挂的。

5.根据上述任何一项权利要求的地面清洁机器，其特征在于驱动机构(7；7a；7b)是轮轴马达。

Images