CN209595644U - 清洁设备、机器人真空清洁器、清扫器、杆式真空清洁器、立罐式真空清洁器和表面清洁头 - Google Patents

清洁设备、机器人真空清洁器、清扫器、杆式真空清洁器、立罐式真空清洁器和表面清洁头 Download PDF

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姚·明
丹尼尔·R·德马德罗思安
丹尼尔·迈尔
帕特里克·克利里
戈登·贺维
戴维·吴
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Abstract

一种清洁设备、机器人真空清洁器、清扫器、杆式真空清洁器、立罐式真空清洁器和表面清洁头，包括梳理单元，该梳理单元包括延伸到清洁辊子中的一系列间隔开的突起或齿以防止堆积和去除碎屑(例如，毛发、线等)。该突起沿清洁辊子的大部分延伸，并且部分地延伸到清洁辊子中，以在碎屑围绕辊子通过时拦截碎屑。该突起具有成角度的前缘，该前缘不与清洁辊子的旋转中心对齐，并且被引导到清洁辊子的旋转方向上或者逆着清洁辊子的旋转方向。该梳理单元和突起的形状和构造被设计成便于从清洁辊子上去除碎屑，同时对清洁设备的操作产生最小的影响。

Description

清洁设备、机器人真空清洁器、清扫器、杆式真空清洁器、立罐 式真空清洁器和表面清洁头
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月10日提交的第62/469,853号美国临时申请的权益，并且是于2016年10月21日提交的序列号为15/331,045的美国专利申请的部分接续申请，该序列号为15/331,045的美国专利申请要求于2015年10月21 日提交的序列号为62/244,331的美国临时专利申请、于2015年10月30日提交的序列号为62/248,813的美国临时专利申请以及于2016年3月25日提交的序列号为62/313,394的美国临时专利申请的权益，这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。本申请还是于2016年10月21日提交的第PCT/US2016/058148 号国际申请的部分接续申请，该国际申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及具有清洁辊子的清洁器，并且更具体地涉及具有用于从清洁辊子(例如，在前辊子)去除碎屑的梳理单元的清洁设备，例如用于真空清洁器的表面清洁头。
背景技术
真空清洁器通常包括抽吸管道，该抽吸管道在表面清洁头的底侧上具有开口以使空气(和碎屑)吸入和通过表面清洁头。真空清洁器设计的挑战之一是控制抽吸管道与被清洁表面的接合，以提供期望的抽吸量。如果抽吸管道与表面距离太远，则抽吸可能较少，因为空气通过更大的表面积流入抽吸管道中。如果抽吸管道直接与表面接合并由此在所有侧上密封，则空气将停止流入抽吸管道中，而结果可能损坏抽吸马达。
真空清洁器通常还利用搅动来使碎屑松散和便于将空气流中的碎屑捕获到抽吸管道中。搅动器常常在表面清洁头的抽吸管道中紧邻污浊空气入口使用，以使被搅动的碎屑流入污浊空气入口。如果抽吸管道中的搅动器不能使碎屑松散或者如果碎屑太小，则抽吸管道可越过碎屑而不从表面去除碎屑。在其他情况下，表面清洁头可以向前推动较大的碎屑，而不会使碎屑在流动中被捕获到抽吸管道中(有时称为扫雪)。
搅动器的一个实例是清洁辊子，例如刷辊。清洁辊子可以位于抽吸管道内和/或可以位于抽吸管道的前侧(例如，在前辊子)。对于在前辊子而言的一个挑战尤其是变得围绕辊子缠绕的碎屑(例如，毛发)。可以使用突起来接合辊子以便于去除碎屑，但是现有的结构往往不起作用和/或干扰表面清洁头的操作。
实用新型内容
根据一个实施方式，一种清洁设备包括：壳体，所述壳体限定在所述壳体的底侧上用于接纳碎屑的开口；清洁辊子，所述清洁辊子被安装在所述壳体中用于将碎屑引导到所述开口中；和梳理单元，所述梳理单元沿所述清洁辊子的清洁表面的大部分长度延伸并且与所述清洁辊子相接触。所述梳理单元包括一系列间隔开的梳理突起，所述梳理突起部分地延伸到所述清洁辊子中并且具有成角度的前缘，所述前缘不与所述清洁辊子的旋转中心对齐。所述成角度的前缘被引导到所述清洁辊子的旋转方向上。
根据另一实施方式，一种表面清洁头包括具有前侧和后侧的壳体。所述壳体限定抽吸管道，所述抽吸管道在所述前侧和所述后侧之间在所述壳体的底侧上具有开口。刷辊被可旋转地在所述抽吸管道内安装至所述壳体，并且所述刷辊的至少一部分紧邻所述抽吸管道的开口。在前辊子在所述刷辊的前面被安装至所述壳体并邻近所述抽吸管道的开口。所述在前辊子的前部至少部分地暴露在所述壳体的前侧。所述表面清洁头还包括梳理单元，所述梳理单元沿所述在前辊子的清洁表面的大部分长度延伸并且与所述在前辊子相接触。所述梳理单元包括部分地延伸到所述在前辊子中的一系列间隔开的梳理突起，所述梳理突起具有成角度的前缘，所述前缘不与所述在前辊子的旋转中心对齐。所述成角度的前缘被引导朝向所述在前辊子的旋转方向。
附图说明
通过结合附图阅读以下详细描述，将更好地理解这些及其它特征和优点，在附图中：
图1是根据本公开的一个实施方式的包括双搅动器和梳理突起的表面清洁头的透视图。
图2是图1所示的表面清洁头的侧面剖视图，其示出了通过抽吸管道的流动路径。
图3是示出图1所示的表面清洁头的在前辊子和刷辊的放大侧面剖视图。
图4是示出图1所示的表面清洁头的在前辊子和梳理突起的放大侧面剖视图。
图5是图1的表面清洁头的前部区域的没有在前辊子并且示出梳理突起的正面透视图。
图6是多个梳理突起的一个实施方式的放大透视图。
图7是图1的表面清洁头的前部区域的没有在前辊子的正视仰视图。
图8是图1的表面清洁头的正视图。
图9是图1的表面清洁头的仰视图。
图10是根据本公开的一个实施方式的与清洁辊子接合的梳理突起的透视剖视图。
图11是与清洁辊子接合的梳理突起的侧面剖视图。
图12是图10所示的梳理突起的侧面透视图。
图13是图10所示的梳理突起的一个部段的俯视透视图。
图14A-14D是图13所示的梳理突起的部段的俯视图、正视图、仰视图和侧视图。
图15A是根据另一个实施方式的在旋转轴线上方接合清洁辊子的梳理突起的侧面剖视图。
图15B是根据又一个实施方式的具有与清洁辊子接合的弯曲的前缘的梳理突起的侧面剖视图。
图16是根据本公开的一些实施方式的包括具有双旋转搅动器和梳理突起的表面清洁头的立式真空清洁器的透视图。
图17是根据本公开的一些实施方式的包括具有双旋转搅动器和梳理突起的表面清洁头的杆式真空清洁器的透视图。
图18是根据本公开的另一个实施方式的包括清洁辊子和梳理突起的机器人真空清洁器的仰视透视图。
具体实施方式
根据本公开的一些实施方式，一种清洁设备包括梳理单元(也称为清理单元或肋部)，该梳理单元包括延伸到清洁辊子中的一系列间隔开的突起或齿以防止堆积和清除碎屑(例如，毛发、线等)。该突起沿清洁辊子的大部分延伸，并且部分地延伸到清洁辊子中，以在碎屑围绕辊子通过时拦截碎屑。该突起具有成角度的前缘，该前缘不与清洁辊子的旋转中心对齐，并且被引导到清洁辊子的旋转方向上或者逆着清洁辊子的旋转方向。梳理单元和突起的形状和构造被设计成便于从清洁辊子去除碎屑，同时对清洁设备的操作产生最小的影响。该清洁设备可以包括立式真空清洁器或清扫器或机器人真空清洁器的表面清洁头。
表面清洁头的一个实施方式可包括双旋转搅动器(例如，在前辊子和刷辊)，并且可以用于便于将气流中的碎屑捕获到表面清洁头的底侧上的抽吸管道中。在该实施方式中，在前辊子通常被定位为邻近抽吸管道的开口并且在抽吸管道的开口之前，使得在前辊子接合碎屑并使碎屑朝向开口移动。在前辊子的至少上半部分可以基本上在通向抽吸管道的流动路径的外部，而在前辊子的底部可以暴露于通向抽吸管道的流动路径。所述旋转刷辊可以位于抽吸管道中，其中在前辊子位于刷辊的前面且与刷辊间隔开，从而在在前辊子的下部与刷辊的下部之间形成辊子间空气通道。在一些实施方式中，梳理突起可以在辊子间空气通道上方接触在前辊子，以便于碎屑移除到流动路径中。表面清洁头还可包括在在前辊子前面延伸的在前缓冲件，以保护在前辊子的前部和便于前部边缘清洁。
虽然示出了具有在前辊子的表面清洁头的一些具体实施方式，但是具有梳理单元的清洁设备的其他实施方式也在本公开的范围内。具有梳理单元的清洁设备可用于不同类型的真空清洁器，所述真空清洁器包括但不限于“全在头中”型真空清洁器、立式真空清洁器、罐式真空清洁器、杆式真空清洁器、机器人真空清洁器和中央真空系统，并且可用于清扫器(例如，低抽吸或不抽吸)。具有在前辊子的表面清洁头还可以在可打开的搅动器室中包括可拆卸的搅动器 (例如，刷辊)，例如在共同享有并且其全部内容通过引用并入本文的第 9,456,723号美国专利和第2016/0220082号美国专利申请公开中更详细地描述的类型。在前辊子可以类似地可拆卸。
如本文所使用的，“表面清洁头”是指被构造成接触一表面以通过利用抽吸空气流、搅动或其组合来清洁该表面的装置。表面清洁头可以通过旋转连接可枢转地或转向地连接至棒以控制表面清洁头，并且可以包括机动附件以及固定的表面清洁头。表面清洁头也可以在没有棒或手柄的情况下操作。如本文所使用的，“密封”或“封闭”是指防止大量的空气通过抽吸管道而不需要气密密封。如本文所使用的，“搅动器”是指能够搅动表面以便于碎屑移动进入表面清洁头中的抽吸空气流中的任何元件、构件或结构。如本文所使用的，“软”和“较软”是指清洁元件比另一清洁元件更柔顺或柔韧的特征。如本文所使用的，术语“流动路径”是指空气在通过抽吸吸入时流入抽吸管道所经过的路径。如本文所使用的，术语“上方”和“下方”与表面清洁头在待清洁表面上的定向相关地使用，术语“前”和“后”与使用者在被清洁的表面上推动表面清洁头的方向(即，从后向前)相关地使用。如本文所使用的，术语“在前”是指位于至少另一个组件前面的位置，但并不一定意味着在所有其他组件的前面。
参照图1至图9，示出并描述了具有双搅动器和梳理单元的表面清洁头100 的一个实施方式。表面清洁头100包括壳体110，该壳体具有前侧112和后侧114、左侧和右侧116a、116b、上侧118以及下侧或底侧120。壳体110限定在壳体的底侧120上具有开口127的抽吸管道128(如图2和图3所示)。抽吸管道128与污浊空气入口129流体连通，该空气入口通向表面清洁头100中或真空中的另一位置处的抽吸马达(未示出)。抽吸管道128是由壳体110的内壁限定的内部空间，该内部空间接纳并引导通过抽吸吸入的空气，并且抽吸管道 128与壳体110的底侧120在开口127处汇合。
表面清洁头100包括双旋转搅动器122、124，例如，刷辊122和在前辊子 124。刷辊122和在前辊子124可以被构造成围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线 (RA1、RA2)旋转。旋转刷辊122至少部分地被设置在抽吸管道128内(如图2和3所示)。在前辊子124被定位在刷辊122的前面并且与刷辊122间隔开并且至少基本上位于抽吸管道128的外部。在一些实施方式中，在前辊子124 的至少内侧上部(例如，上半部)不暴露于进入抽吸管道128的开口127中的初级空气流动路径(例如，箭头40)，而在前辊子124的底部的至少内侧暴露于进入抽吸管道128的开口127中的初级流动路径。
其中在前辊子124的不同部分可以暴露于或不暴露于进入抽吸管道128中的流动路径的其他变化是可能的。在其它实施方式中，例如，流动路径可允许空气流过在前辊子124的上部。在前辊子124可以围绕位于在前辊子室126内的第二旋转轴线RA2旋转。当在前辊子124在在前辊子室126中旋转以例如在上部形成流动路径时，在前辊子室126的尺寸和形状可以稍大于在前辊子124 的圆柱形突起的尺寸和形状。
表面清洁头100可以包括一个或更多个轮子130，该轮子用于在待清洁的表面10上支撑壳体。刷辊122可以被设置在用于在待清洁的表面10上支撑壳体110的一个或更多个轮子130、132(参见图1和9)的前面。例如，一个或更多个较大的轮子130可以沿后侧114设置和/或一个或更多个较小的中间轮 132可以被设置在壳体110的底侧116上的中间部段处和/或沿左侧和右侧116a、 116b设置。也可以采用其它轮子构造。轮子130、132便于沿待清洁的表面10 移动表面清洁头100，并且还可以使得使用者能够容易地相对于要清洁的表面10倾斜或枢转表面清洁头100(例如，刷辊122和/或在前辊子124)。一个或更多个后轮130和一个或更多个中间轮132可以提供与被清洁的表面的基本接触，并且因此基本地支撑表面清洁头100。当表面清洁头100被定位在被清洁的表面10上时，在前辊子124也可以放置在被清洁的表面10上。在其它实施方式中，在前辊子124可被定位成使得在前辊子124恰好置于被清洁的表面上方。
旋转刷辊122可具有围绕刷辊122的外侧的刷毛、织物或其他清洁元件或其任意组合。在其全部内容通过引用并入本文的第9,456,723号美国专利和第 2016/0220082号美国专利申请公开中更详细地示出和描述了刷辊和其它搅动器的实例。
如将在下文中更详细地描述的，在前辊子124可以包括为了便于捕获碎屑布置成图案(例如，螺旋图案)的相对较软的材料(例如，软刷毛、织物、毡、绒毛或绒头)。在前辊子124可以被选择成基本上比刷辊122更软。在前辊子 124的刷毛和/或绒头的软度、长度、直径、布置和弹性可以被选择成与硬表面 (例如但不限于硬木地板、瓷砖地板、层合地板等)密封，而刷辊122的刷毛可被选择成搅动地毯纤维等。例如，在前辊子124可以比刷辊122软至少25％，或者，在前辊子124可以比刷辊122软至少30％，或者，在前辊子124可以比刷辊122软至少35％，或者，在前辊子124可以比刷辊122软至少40％，或者，在前辊子124可以比刷辊122软至少50％，或者，在前辊子124可以比刷辊122 软至少60％。软度可以例如基于所使用的刷毛或绒头的柔韧性来确定。
刷毛和/或绒头的尺寸和形状可以基于预期的应用来选择。例如，在前辊子 124可以包括长度介于5至15mm(例如7至12mm)之间并且可具有0.01至 0.04mm(例如0.01至0.03mm)的直径的刷毛和/或绒头。根据一个实施方式，刷毛和/或绒头可具有9mm的长度和0.02mm的直径。刷毛和/或绒头可具有任何形状。例如，刷毛和/或绒毛可以是线性的、弧形的和/或可具有复合形状。根据一个实施方式，刷毛和/或绒头可具有大致U形和/或Y形。U形和/或Y形刷毛和/或绒头可以增加接触地板表面10的点数，由此增强在前辊子124的清扫功能。刷毛和/或绒头可以由任何材料制成，所述材料例如但不限于尼龙6或尼龙6/6。
可选地，可以例如使用后编织热处理对在前辊子124的刷毛和/或绒头进行热处理。热处理可延长在前辊子124的刷毛和/或绒头的使用寿命。例如，在编织纤维和将绒切割成卷之后，可将绒卷起然后穿过富含蒸汽的高压釜，以使纤维/刷毛成为更有弹性的纤维。
在前辊子124的外径Dlr可小于刷辊122的外径Dbr。例如，直径Dlr可大于零并且小于或等于0.8Dbr、大于零并且小于或等于0.7Dbr、或者大于零并且小于或等于0.6Dbr。根据一些示例性实施方式，直径Dlr可以在0.3Dbr至 0.8Dbr的范围内、在0.4Dbr至0.8Dbr的范围内、在0.3Dbr到0.7Dbr的范围内或者在0.4Dbr到0.7Dbr的范围内。作为说明性示例，刷辊122可具有48mm 的外径，在前辊子124可具有30mm的外径。虽然在前辊子124的外径Dlr可以小于刷辊122的外径Dbr，但是刷辊122的刷毛可以比在前辊子122的刷毛和/或绒头更长。
将在前辊子124(其直径Dlr小于刷辊122的直径Dbr)定位在刷辊122的前面提供了许多益处。例如，这种布置减小了表面清洁头100的前侧112(例如，壳体110)距待清洁的表面10的高度。表面清洁头100的前部的高度减小提供了允许表面清洁头100配合在物体(例如，家具和/或橱柜)下方的较低的构型。此外，较低的高度允许添加一个或更多个光源111(例如但不限于LED)，同时仍然允许表面清洁头100配合在物体下方。
另外，在前辊子124的较小直径Dlr使得在前辊子124的旋转轴线放置成更靠近表面清洁头100的前侧112。在前辊子124在旋转时形成大致圆柱形的突起，该突起具有基于在前辊子124的总直径的半径。当在前辊子124的直径减小时，在前辊子124的底部接触表面140(图3)朝向表面清洁头100的前侧 112向前移动。另外，当表面清洁头100接触竖直表面12(例如但不限于壁、装饰品和/或橱柜)时，在前辊子124的底部接触表面140也更接近竖直表面12，从而与较大直径的在前辊子相比增强表面清洁头100的前部边缘清洁。此外，在前辊子124的较小直径Dlr也使驱动在前辊子124的马达的负载/阻力减小，从而延长马达的使用寿命和/或允许使用较小的马达来使刷辊122和在前辊子 124两者旋转。
可以将旋转刷辊122联接至电动马达(AC或DC)，以使旋转刷辊122围绕第一旋转轴线旋转。该旋转刷辊可以通过齿轮和/或传动带而被联接至电动马达。在前辊子124可以由用于驱动旋转刷辊122的相同的驱动机构或单独的驱动机构来驱动。在2016年10月21日提交的序列号为15/331,045的美国专利申请中对驱动机构的实例进行了描述，该美国专利申请通过引用并入本文。其他驱动机构也是可能的并且在本公开的范围内。
在至少一个实施方式中，刷辊122和在前辊子124沿将碎屑朝向抽吸管道 128引导的相同的方向旋转，该方向例如如图3所示的逆时针方向。这种布置可以减少部件的数量(例如，可以不需要离合器或附加的齿轮系)，由此使得表面清洁头100更轻、减少传动系损失(从而允许更小/更便宜的马达)，以及生产成本更低。可选地，刷辊122和在前辊子124可以以相同的速度旋转，由此减少部件的数量(例如，不需要附加的齿轮系)并且减少传动系损失(因此，更小/更便宜的马达)并且使表面清洁头100更轻以及制造成本更低。
如图3所示，在前辊子124可以被定位在壳体110内，使得与刷辊122的底部接触表面144相比，底部接触表面140设置成更靠近待清洁的表面10。这种布置允许在前辊子124在刷辊122不接触硬表面10的情况下接触表面10(例如，硬表面)。可以理解的是，在前辊子124用于从硬表面10拾起碎屑，而刷辊122用于基本地接触地毯表面。因此，这种布置是有利的，原因是其允许在前辊子124在表面清洁头100的前侧112与硬表面10之间形成密封，从而增强气流和对硬表面10的抽吸。另外，这种布置使驱动马达的阻力/力矩减小，原因是刷辊122(在一些实施方式中)不必接触硬表面10。减小的阻力/力矩可以允许更小、更便宜的马达和/或可以延长马达的使用寿命。
根据一些实施方式，如图3所示，在前辊子124与刷辊122间隔距离L1 (其大于0mm)，使得在前辊子124不接触刷辊122。距离L1允许在刷辊122 的下部与在前辊子124的下部之间的辊子间真空通道146，该辊子间真空通道提供了进入抽吸管道128的开口127的至少一部分流动路径。辊子间真空通道 146允许碎屑由在前辊子124拾起(和/或从在前辊子124去除)以被夹带在由表面清洁头100产生的真空流中和/或由刷辊122拾起，从而提高表面清洁头100 的清洁效率。此外，距离L1使马达的负载/阻力减小，由此延长马达的使用寿命和/或允许使用更小的马达来使刷辊122和在前辊子124两者旋转。
在前辊子124和刷辊122中的一个或两个可以是可拆卸的。在前辊子124 可以可拆卸地联接至表面清洁头100的壳体110。例如，壳体110的一部分(例如但不限于左侧和/或右侧116a、116b的一部分)可以可拆卸地/铰接地联接至在前辊子124。为了拆卸在前辊子124，可以将可拆卸部分从壳体110的其余部分解除固定/解除联接，由此使在前辊子124从驱动轮脱离和使在前辊子124从在前辊子室126拆卸下来。在壳体110内可拆卸地联接在前辊子124的其他方式也是可能的并且在本公开的范围内。
在一些实施方式中，表面清洁头100的壳体110可以包括允许刷辊122被拆卸的可拆卸和/或铰接的面板。如图1和图8所示，例如，表面清洁头100包括可拆卸地和/或铰接地联接至壳体110的面板119。为了拆卸刷辊122，可以将面板119从壳体110脱离(例如，拆卸)，以使使用者接触到刷辊室121。在其全部内容通过引用并入本文的第9,456,723号美国专利和第2016/0220082号美国专利申请公开中对可拆卸面板或盖和可拆卸刷辊的实例进行了更详细的描述。可选地或另外地，在前辊子124可以以相同的方式可拆卸。在2016年10 月21日提交的序列号为15/331,045的美国专利申请中对可拆卸的在前辊子的另一个实例进行了描述，该美国专利申请通过引用并入本文。
能够从表面清洁头100拆卸刷辊122和/或在前辊子124允许能够更容易地对刷辊122和/或在前辊子124进行清洁，并且可以允许使用者改变刷辊122和 /或在前辊子124的尺寸、改变刷辊122和/或在前辊子124上的刷毛的类型和/ 或根据预期的应用来全部地拆卸刷辊122和/或在前辊子124。
在一些实施方式中，如在图4至图7中更详细地示出的，表面清洁头100 还可以包括与在前辊子124接触的一系列梳理突起150(也被称为清理突起)。梳理突起150可被构造成在使用表面清洁头100时去除可能缠绕和/或截留/夹带在在前辊子124之中/之上的碎屑(例如但不限于毛发、线等)(例如，使用者不必手动从在前辊子124去除碎屑)。根据一个实施方式，梳理突起150可以只接触在前辊子124(例如，梳理突起150可不接触刷辊122)。梳理突起150只接触在前辊子124的一些益处包括延长在前辊子124的使用寿命。另外，只接触在前辊子124的梳理突起150可使马达的负载/阻力减小，由此允许使用更小 /更便宜的马达，并使表面清洁头100更轻以及制造成本更低。
在该实施方式中，梳理突起150可以包括多个间隔开的肋部152，该肋部具有延伸成与在前辊子124的表面接触的成角度的边缘153。间隔开的肋部152 从后支撑部151延伸，其中，基部154位于肋部152之间以强化间隔开的肋部 152。后支撑部151可以被安装在在前辊子室126内。间隔开的肋部152的成角度的边缘153可以以角度A(参见图4和图6)布置，该角度A为15至20度，例如20至25度，例如23.5度。梳理突起150的该示例性结构可以允许提高的强度和降低的摩擦损失，原因是较少的点可以接触在前辊子124。梳理突起的其他形状和构造也在本公开的范围内。
如图4和图5所示，梳理突起150可以设置在在前辊子124的底部接触表面140上方的高度H处并且在在前辊子124所在的一侧或其下半部。梳理突起 150的放置可以有助于防止梳理突起150接触地毯，从而减小对表面清洁头100 的阻力，并降低梳理突起150损坏地毯的可能性。这种布置还使得梳理突起150 被暴露于辊子间真空通道146，从而对通过梳理突起150从在前辊子124去除碎屑进行增强。梳理突起150还可大体上防止空气通过梳理突起150流动到在前辊子124的内侧上部(例如，上半部)。在其它实施方式中，可以在在前辊子124的外表面与后支撑部151之间形成空间，使得空气向下流过梳理突起150 以迫使碎屑通过辊子间真空通道146进入气流中。
如图7所示，表面清洁头100的一个实施方式可选地包括静电放电元件 (ESD)156。ESD 156可以减少和/或防止表面清洁头100上的静电电荷的累积。 ESD156可以包括任何已知的用于释放静电荷的装置。根据一个实施方式，ESD156可以包括在在前辊子室126的后部的开口之间编织的Barnet纤维。该 Barnet纤维可以被布置成紧邻梳理突起150和/或在前辊子124以放电。例如， ESD156可以被连接至将电荷转储至中性AC线的印刷电路板组件(PCBA)。
在一些实施方式中，如图1、3、5和8所示，壳体110可以进一步包括形成壳体110的前侧112的顶部的缓冲部160。缓冲部160可减少对表面清洁头 100和/或环境中的其它物体的潜在损坏。在前辊子124的前部暴露在壳体110 的前侧112处，并且缓冲部160可以围绕在前辊子124的至少顶部延伸。在该示例性实施方式中，缓冲部160包括沿壳体110的前侧112横向延伸的横向部 162和沿壳体110的前侧112的左侧和右侧向下延伸的侧部164、168。侧部164、 168可延伸至在在前辊子124的第二旋转轴线RA2处或低于在前辊子124的第二旋转轴线RA2的点。
缓冲部160可以可选地限定提供空气流动路径的至少一部分的一个或更多个前部边缘真空通道168、169。如图4所示，缓冲部160因此通常可以与竖直表面12(例如，壁等)形成密封以改进前部边缘清洁。前部边缘真空通道168、 169可使得被吸入表面清洁头100中的空气具有增加的空气速度，由此增强了前部边缘清洁。缓冲部160还可以包括被设置在横向部162中的一个或更多个横向空气通道，这也使得沿前侧112的气流增加。
缓冲部160还可以包括设置在横向边缘/部段162上的一个或更多个压缩元件161、163(例如，肋部)。压缩元件161、163使得缓冲部160具有增加的弹性和缓冲。当缓冲部160推压竖直表面12时(图4)，压缩元件161、163首先接触表面12并且与缓冲部160的其余部分相比更远地局部地推回缓冲部160，由此在压缩元件161、163的两侧形成间隙。压缩元件161、163两侧的间隙形成空气路径，从而使得在在前辊子124的前面向下抽吸空气，这可能扰乱灰尘和碎屑，使得其可被引导进入朝向抽吸管道的空气流动路径。
缓冲部160可以与壳体110形成为一体，或者可以形成为被固定在形成于壳体110的两个或更多个部件(例如，上部和下部110a、110b)之间的凹槽和/ 或凹口165内的单独的部件，如图3所示。凹槽和/或凹口165可以便于壳体110 和缓冲部160的组装(例如，在壳体110的头灯部分110a和主要部分110b之间)。
在一些实施方式中，如图1和图9所示，表面清洁头100可以进一步包括在壳体110的底侧上的一个或更多个地板密封条170、172和侧边缘真空通道 174。地板密封条170、172可包括从壳体110向外延伸的一个或更多个部段，所述部段的长度足以至少部分地接触待清洁的表面10。一个或更多个地板密封条170、172可以包括软刷毛、织物材料、橡胶材料或能够接触被清洁的表面以大体上防止空气从后侧流入抽吸管道128的开口127的其他材料。密封条170、 172还可以包括元件或材料的组合，例如带橡胶条的刷毛，橡胶条沿刷毛之间的条延伸(例如，刷毛比橡胶条更长)。
在该示例性实施方式中，横向地板密封条170沿后部横向部分(例如，在抽吸管道128的开口127后面)延伸，侧向密封条172部分地沿左侧和右侧116a、 116b延伸。侧向密封条172例如沿抽吸管道128的开口127的大部分延伸，并且与在前辊子124间隔开以限定一个或更多个侧边缘真空通道174，所述侧边缘真空通道174朝向抽吸管道128的开口127向后延伸。因为在前辊子124本身与被清洁的表面10形成密封，所以不需要沿前侧112的附加的密封条。虽然示出了单独的条170、172，但是可以使用一个连续的密封条。地板密封条170、172可以增强表面清洁头100与地板10之间的密封，从而提高真空效率。
侧边缘真空通道174可以增强表面清洁头100的侧边缘清洁效率。侧边缘真空通道174从前侧112和拐角/侧116a、116b朝向抽吸管道128吸入空气，由此增强边缘清洁以及前侧清洁。至少一个侧边缘真空通道474还可以将空气引导到在前辊子124和刷辊122之间的辊子间空气通道146中，以便于从在前辊子124去除碎屑。这样，侧边缘真空通道174和辊子间空气通道146一起提供初级空气流动路径的至少一部分(例如，如箭头40所示)通到抽吸管道128 中。
侧边缘真空通道174可以相对于壳体110的纵向轴线以大约45度的角度布置。在其他实施方式中，侧边缘真空通道174的角度可以为相对于壳体110的纵向轴线介于30至60度之间。尽管侧边缘通道被示出为成角度的直通道，但是其他形状和构造(例如，S形或弯曲的)也是可能的并且在本公开的范围内。
参考图10至图14D，对清洁设备中用于对清洁辊子1024进行清洁的梳理单元1050进行了更详细的描述。清洁辊子1024可以被可旋转地安装在诸如上述表面清洁头壳体的壳体中，其中梳理单元1050接合清洁辊子1024。梳理单元1050包括一系列间隔开的梳理突起或齿1052，该梳理突起或齿从后支撑部 1051延伸并且部分地延伸到清洁辊子1024中。虽然所示实施方式示出了具有从单个后支撑部1051延伸的齿1052的梳理单元1050，但是梳理单元1050还可以包括从多个后支撑部延伸的齿。
梳理单元1050可以沿清洁辊子1024的长度的大部分(即，多于一半)延伸，使得梳理齿1052从清洁辊子1024的大部分清洁表面去除碎屑。在一个实施方式中，梳理齿1052可以例如沿清洁辊子1024的清洁表面长度的大于90％接合清洁辊子1024的清洁表面。梳理单元1050与清洁辊子特别良好地工作，其被设计成从辊子1024的中心去除毛发以及其它相似的碎屑。
梳理齿1052具有不与清洁辊子1024的旋转中心1023对齐的成角度的前缘 1053。成角度的前缘1053是旋转清洁辊子1024的进入部分首先碰到的边缘，并且被引导朝向或引导到清洁辊子1020的旋转方向(即，引导到箭头1002)。更具体地，梳理齿1052的前缘1053相对于从交点1025延伸到旋转中心1023 的线1004形成锐角α，其中前缘1053与清洁辊子1024的外表面相交于交点 1025。在一些实施方式中，角度α在5°至50°的范围内，并且更具体地在20°至30°的范围内，并且甚至更具体地在约24°至25°的范围内。
在一些实施方式中，梳理齿1052被定位成尽可能靠近清洁辊子1024的底部接触点1040，但高到足以防止被捕获在被清洁的表面(例如，地毯)上。梳理齿1052例如可以被定位在清洁设备的壳体上的最下部结构的正上方。将梳理齿1052定位成更靠近清洁辊子1024的底部接触点1040，使得碎屑尽可能快地被拦截和去除，从而改进碎屑去除。
在另一个实施方式中，如图15A所示，梳理单元1050可具有相对于清洁辊子1024的其他定向和位置(例如，在旋转中心1023上方)。在机器人真空清洁器中，例如，梳理单元1050可定位得更高，以防止梳理齿1052干扰碎屑被沉积入垃圾箱1060中。
梳理齿1052可以延伸到清洁辊子1024中至软辊的清洁辊子半径的0％至 50％和簇状刷辊的清洁辊子半径的0％至30％的范围内的深度。在一个实施方式中，清洁辊子1024是软辊(例如，直径小于或等于0.15mm且长度大于3mm 的尼龙刷毛)，梳理齿1052以15％至35％的范围延伸到软清洁辊子1024中。梳理突起1052可以被定位成在后支撑部1051与清洁辊子1024的外表面之间提供根部间隙或间隔，使得空气可在清洁辊子1024与后支撑部1051之间流动并且通过梳理齿1052的根部。流过梳理齿1052的根部的气流可有助于移去已经从清洁辊子1024去除的碎屑并将碎屑引导到朝向清洁设备的抽吸管道的气流通道中。根部间隙的宽度RG可以在1至3mm的范围内，更具体地在2至3mm 的范围内。根部间隙RG可以在梳理单元1050的整个长度上延伸，或者根部间隙RG可以仅在沿梳理单元1050的长度的一个或更多个部段中形成，以仅在这些部段处形成空气通道。在其他实施方式中，梳理单元1050的后支撑部1051 可接触清洁辊子1024的外表面，以提供密封并迫使空气在清洁辊子1024下方流动。
在所示出的实施方式(图11和图14D)中，梳理齿1052具有三角形“齿”构型，其中较宽的基部或根部1054具有根部宽度Wr，顶端1056具有直径Dr。一般而言，基部或根部1054可以足够宽以防止齿1052在被旋转清洁辊子1024 接触时向上弯曲，并且顶端1056可以足够尖锐以捕获碎屑。在一些实施方式中，顶端1056可以被圆化成具有小于3mm的范围内的直径，并且该直径更具体地在1至2mm的范围内，甚至更具体地为约1.6mm。根部宽度Wr可以在5至6 mm的范围内。
在另一个实施方式中，如图15B所示，梳理齿1052'具有弯曲的构型，其中弯曲的前缘1053'形成凹形曲线。在该实施方式中，从顶端1056处的弯曲的前缘1053'延伸的线1006与从交点1025延伸到旋转中心1023的线1004形成角度α。具有弯曲的边缘的梳理齿1052'可以被定位并且与如本文所述和所示的具有直的前缘1053的齿1052类似地间隔开。
在一些实施方式中，梳理单元1050包括间距为每英寸4至16个齿、更具体地每英寸7至9个齿的梳理齿1052。梳理齿1052可以由塑料或金属制成，并且可具有提供期望刚度的厚度以防止当与旋转清洁辊子1024接合时弯曲。在一些实施方式中，梳理齿1052可具有0.5至2mm的厚度，该厚度取决于材料。在一个示例中，梳理齿1052由塑料制成并且具有0.8mm的厚度、约2.4mm的间距S以及约3.3mm的中心到中心间距Sc。
尽管梳理单元1050被示出为具有有相等间距的梳理齿1052，但梳理单元 1050还可以包括具有不同间距的齿1052，例如等距齿的组。梳理单元1050可以包括在清洁辊子1024的中心处没有齿的部段以及紧邻清洁辊子1024的端部的梳理齿1052的组，其中毛发和类似的碎屑在旋转期间迁移。尽管梳理单元 1050被示出为具有有相同的形状或齿构型和大小的齿1052，但是梳理单元1050 可以包括在沿梳理单元1050的不同位置处具有不同形状、构型大小和构造的齿。
图16和图17示出了两种不同类型的真空清洁器1600、1700的示例，所述真空清洁器可以包括具有双搅动器的表面清洁头1602、1702，所述表面清洁头包括在前辊子1624、1724和梳理单元(未示出)，这与本文所述的实施方式一致。具有在前辊子1624的表面清洁头1602可以用在立式真空清洁器1600上，在该立式真空清洁器中，可拆卸的罐1601联接至棒1604，例如在共同享有的第2015/0351596号美国专利申请公开中描述的类型，该美国专利申请公开的全部内容通过引用并入本文。具有在前辊子1724的表面清洁头1702可以用在杆式真空清洁器1700上，在该杆式真空清洁器中，可拆卸的手持式真空1701联接至棒1704的一端，例如在共同享有的第2015/0135474号美国专利申请公开中描述的类型，该美国专利申请公开的全部内容通过引用并入本文。
图18示出了机器人真空清洁器1800，该机器人真空清洁器1800包括壳体 1810和具有如本文所公开的梳理单元(未示出)的清洁辊子1824。机器人真空清洁器1800还可以包括用于围绕待清洁表面移动的一个或更多个轮子1830。于2017年3月10日提交的第62/469,853号美国临时申请中更详细地公开了用于机器人真空清洁器中的梳理单元的实例，该美国临时申请通过引用并入本文。
虽然本文已经对本实用新型的原理进行了描述，但是本领域技术人员应当理解的是，该描述仅作为示例而不作为对本实用新型的范围的限制。除了在本文中示出和描述的示例性实施方式之外，在本实用新型的范围内还可预期其它实施方式。认为本领域普通技术人员所作出的修改和替换在仅由所附权利要求限定的本实用新型的范围内。

Claims (40)

1.一种清洁设备，其特征在于，所述清洁设备包括：
壳体，所述壳体限定在所述壳体的底侧上的开口；
清洁辊子，所述清洁辊子被安装在所述壳体中用于将碎屑引导到所述开口中；和
梳理单元，所述梳理单元沿所述清洁辊子的清洁表面的大部分长度延伸并且与所述清洁辊子相接触，所述梳理单元包括一系列间隔开的梳理突起，所述梳理突起部分地延伸到所述清洁辊子中并且具有成角度的前缘，所述前缘不与所述清洁辊子的旋转中心对齐，其中，所述成角度的前缘被引导到所述清洁辊子的旋转方向上，其中，所述前缘相对于从所述前缘和所述清洁辊子的交点延伸至所述清洁辊子的旋转中心的线形成锐角。
2.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起包括从后支撑部延伸的间隔开的梳理齿，其中，所述齿具有在所述后支撑部处的根部和在与所述根部相对的端部处的顶端，所述齿的所述根部比所述顶端更宽。
3.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起的顶端在所述清洁辊子的旋转中心与所述清洁辊子的底部接触表面之间接触所述清洁辊子的下半部。
4.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起的顶端在所述清洁辊子的旋转中心上方接触所述清洁辊子的上半部。
5.根据权利要求1所述的清洁设备，其中，所述锐角在5°至50°的范围内。
6.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述锐角在20°至30°的范围内。
7.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起包括从后支撑部延伸到顶端的间隔开的梳理齿，并且其中，所述顶端中的至少一些以小于3mm的直径成圆形。
8.根据权利要求7所述的清洁设备，其特征在于，所述顶端中的至少一些以1至2mm的直径成圆形。
9.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起中的至少一些具有弯曲的构型，其中，至少所述前缘形成凹形曲线。
10.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起中的至少一些具有三角形构型。
11.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起覆盖所述清洁辊子的清洁表面的至少90％。
12.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起每英寸间隔4至16个齿。
13.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起每英寸间隔7至9个齿。
14.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起的厚度在0.5至2mm的范围内。
15.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起由塑料制成。
16.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起包括从后支撑部延伸到顶端的间隔开的梳理齿，并且其中，所述齿接合所述清洁辊子，使得在所述后支撑部和所述清洁辊子的外部之间形成根部间隙。
17.根据权利要求16所述的清洁设备，其特征在于，所述根部间隙在1至3mm的范围内。
18.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起以所述清洁辊子的半径的约15％至35％延伸到所述清洁辊子中。
19.根据权利要求18所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁辊子包括具有小于或等于0.15mm的直径和大于3mm的长度的尼龙刷毛。
20.根据权利要求1所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备进一步包括被安装在抽吸管道中的刷辊，并且其中，所述清洁辊子是在前辊子。
21.根据权利要求20所述的清洁设备，其特征在于，所述壳体在所述刷辊的下部与所述在前辊子的下部之间并且在所述梳理突起下方限定辊子间空气通道，所述辊子间空气通道与所述抽吸管道流体连通。
22.根据权利要求20所述的清洁设备，其特征在于，在所述梳理突起上方的所述清洁辊子的上部在所述抽吸管道的外部。
23.一种机器人真空清洁器，其特征在于，所述机器人真空清洁器包括：
根据权利要求1所述的清洁设备。
24.一种清扫器，其特征在于，所述清扫器包括：
根据权利要求1所述的清洁设备；和
一端联接至所述清洁设备的棒。
25.一种杆式真空清洁器，其特征在于，所述杆式真空清洁器包括：
根据权利要求1所述的清洁设备；
一端联接至所述清洁设备的棒；和
可拆卸地联接至所述棒的相对端的手持式真空清洁器。
26.一种立罐式真空清洁器，其特征在于，所述立罐式真空清洁器包括：
根据权利要求1所述的清洁设备；
一端联接至所述清洁设备的棒；和
联接至所述棒的可拆卸罐。
27.一种表面清洁头，其特征在于，所述表面清洁头包括：
壳体，所述壳体具有前侧和后侧，所述壳体限定抽吸管道，所述抽吸管道在所述前侧和所述后侧之间在所述壳体的底侧上具有开口；
刷辊，所述刷辊被可旋转地在所述抽吸管道内安装至所述壳体，并且所述刷辊的至少一部分紧邻所述抽吸管道的所述开口；
在前辊子，所述在前辊子在所述刷辊前面被安装至所述壳体并邻近所述抽吸管道的所述开口，其中，所述在前辊子的前部至少部分地暴露在所述壳体的前侧；和
梳理单元，所述梳理单元沿所述在前辊子的清洁表面的大部分长度延伸并且与所述在前辊子相接触，所述梳理单元包括部分地延伸到所述在前辊子中的一系列间隔开的梳理突起，所述梳理突起具有成角度的前缘，所述前缘不与所述在前辊子的旋转中心对齐，其中，所述成角度的前缘被引导朝向所述在前辊子的旋转方向，其中，所述前缘相对于从所述前缘和所述在前辊子的交点延伸至所述在前辊子的旋转中心的线形成锐角。
28.一种清洁设备，其特征在于，所述清洁设备包括：
壳体，所述壳体限定在所述壳体的底侧上的开口；
清洁辊子，所述清洁辊子被安装在所述壳体中用于将碎屑引导到所述开口中；和
梳理单元，所述梳理单元沿所述清洁辊子的清洁表面的大部分长度延伸并且与所述清洁辊子相接触，所述梳理单元包括一系列间隔开的梳理突起，所述梳理突起部分地延伸到所述清洁辊子中并且具有成角度的前缘，所述前缘不与所述清洁辊子的旋转中心对齐，其中，所述成角度的前缘被引导到所述清洁辊子的旋转方向上，其中，所述间隔开的梳理突起的顶端在所述清洁辊子的旋转中心上方接触所述清洁辊子的上半部。
29.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述间隔开的梳理突起包括从后支撑部延伸的间隔开的梳理齿，其中，所述齿具有在所述后支撑部处的根部和在与所述根部相对的端部处的顶端，所述齿的所述根部比所述顶端更宽。
30.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述前缘相对于从所述前缘和所述清洁辊子的交点延伸至所述清洁辊子的旋转中心的线形成锐角。
31.根据权利要求30所述的清洁设备，其特征在于，所述锐角在5°至50°的范围内。
32.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起中的至少一些具有三角形构型。
33.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起覆盖所述清洁辊子的清洁表面的至少90％。
34.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起每英寸间隔4至16个齿。
35.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起每英寸间隔7至9个齿。
36.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起的厚度在0.5至2mm的范围内。
37.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述梳理突起由塑料制成。
38.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述辊子包括布置成螺旋图案的相对较软的材料，以便于捕获碎屑。
39.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述清洁设备进一步包括至少一个密封条，所述至少一个密封条沿着抽吸管道的开口的后侧且沿着所述开口的左侧和右侧的至少一部分定位在所述壳体的底侧上，并且其中，所述壳体的底侧限定出侧边缘真空通道，所述侧边缘真空通道从所述壳体的左侧和右侧朝向所述抽吸管道的开口延伸，以将空气引导至所述开口。
40.根据权利要求28所述的清洁设备，其特征在于，所述壳体包括至少一个覆盖辊子室的盖，其中，在所述盖处于打开位置时所述辊子是可拆卸的。
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