ЩЕТКА ЧИСТЯЩЕГО УСТРОЙСТВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК A47L9/04 A47L9/28 A46B7/10 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к щетке чистящего устройства и, более точно, к щетке чистящего устройства, обеспечивающей возможность уменьшения нагрузки, которая приводит щетку в действие, и повышения эффективности чистки путем уменьшения площади контакта щетки с полом.

2. Уровень техники

Известный робот пылесос, раскрытый в патенте США 5534762, поданном 9 июля 1996 г., содержит: ультразвуковой датчик 51 для излучения ультразвуковых волн в направлении перемещения с возможностью поворота на угол, составляющий примерно 180 градусов с направлением вперед при помощи блока привода вращения; правый и левый двигатели 314 и 324, прикрепленные к нижней части ультразвукового датчика 51, для поворота робота пылесоса направо, налево, и перемещения вперед и назад; правая и левая муфты 315 и 324 для передачи тягового усилия от двигателей 314 и 324, и всасывающий двигатель 81, укрепленный на роботе пылесосе 1, для создания всасывающего усилия для всасывания пыли и других инородных материалов; камеру 4 сбора, расположенную смежно со всасывающим двигателем 81 и имеющую мешок 3 для сбора пыли; и щетку 5, расположенную между колесом 336 и левым и правым приводными колесами 316 и 326, для направления пыли и других инородных материалов, которые всасываются с пола в течение режима автоматической работы.

Известная щетка чистящего устройства также раскрыта в DE 19621301, опубликованном 14 декабря 1997 г., и содержит: вращающийся вал 8, закрепленный с возможностью вращения на нижней поверхности корпуса; ступицу щетки, прикрепленную к вращающемуся валу 8; и щетину 17 щетки, закрепленную на внешней окружной поверхности ступицы щетки для сметания пыли и загрязнений с пола.

Тем не менее, поскольку в обычной щетке чистящего устройства длина щетины 54 щетки одинакова, вся щетина 54 щетки, находящаяся в одном ряду и закрепленная в аксиальном направлении щетки, вводится в контакт с полом. Соответственно, нагрузка на чистящее устройство становится большой и эффективность чистки снижается.

Раскрытие изобретения

Следовательно, в основу настоящего изобретения положена задача разработать щетку чистящего устройства, которая может обеспечить уменьшение нагрузки при вращении щетки и повышение эффективности чистки за счет разделения щетины щетки на часть, контактирующую с полом, и часть, не контактирующую с полом, и уменьшения вследствие этого площади контакта с полом.

Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с задачей, решаемой настоящим изобретением, реализованной и в широких пределах описанной здесь, разработана щетка чистящего устройства, содержащая: вращающуюся ось, закрепленную с возможностью вращения у нижней поверхности корпуса; ступицу щетки, прикрепленную к вращающейся оси, и щетину щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы щетки и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола, при этом щетина щетки состоит из первого ряда, разделенного на первую часть щетины, которая не входит в контакт с полом, и вторую часть щетины, которая входит в контакт с полом, и второго ряда, расположенного последовательно по отношению к первому ряду и разделенного на первую часть щетины, которая входит в контакт с полом и обращена к первой части щетины первого ряда, и вторую часть щетины, которая не входит в контакт с полом и обращена ко второй части щетины первого ряда.

Первый ряд и второй ряд щетины щетки закреплены в направлении оси ступицы щетки и расположены последовательно в окружном направлении ступицы щетки.

Вторая часть щетины первого ряда щетины щетки расположена в центре ступицы щетки, чтобы тем самым обеспечить введение указанной части щетины в контакт с полом, и первая часть щетины первого ряда находится с обеих боковых сторон ступицы щетки и выполнена такой, что щетина указанной первой части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из второй части.

Длина второй части щетины первого ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.

Первая часть щетины второго ряда щетины щетки расположена с обеих боковых сторон ступицы щетки, чтобы тем самым обеспечить введение указанной части щетины в контакт с полом, и вторая часть щетины второго ряда находится в центре ступицы щетки и выполнена такой, что щетина указанной второй части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из первой части щетины второго ряда.

Длина второй части щетины второго ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.

Щетина щетки закреплена в направлении оси ступицы щетки и имеет форму лопаток, расположенных в окружном направлении щетины щетки с одинаковым интервалом.

Щетина щетки имеет вид мелких щетинок, расположенных в виде одного ряда в направлении оси ступицы щетки.

Щетка чистящего устройства, которое представляет собой робот-пылесос, имеющий всасывающее отверстие в центре нижней поверхности корпуса, предназначенного для выполнения операции чистки при автоматическом перемещении и автоматической зарядке аккумуляторной батареи, при этом щетка содержит вращающуюся ось, закрепленную с возможностью вращения у всасывающего отверстия; ступицу щетки, прикрепленную к вращающейся оси; и щетину щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы щетки и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола, при этом щетина щетки содержит: первый ряд, разделенный на первую часть щетины, у которой отсутствует контакт с полом, и вторую часть щетины, которая входит в контакт с полом; и второй ряд, расположенный последовательно по отношению к первому ряду и разделенный на первую часть щетины, которая входит в контакт с полом и обращена к первой части щетины первого ряда, и вторую часть щетины, которая не входит в контакт с полом и обращена ко второй части щетины первого ряда.

Вышеуказанные и другие задачи, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеприведенного подробного описания настоящего изобретения при рассмотрении его в сочетании с сопровождающими чертежами.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включены для обеспечения более полного понимания изобретения и введены в описание изобретения и составляют часть его, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.

В чертежах:

фиг.1 представляет собой сечение робота-пылесоса в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 представляет собой перспективное изображение, показывающее щетку чистящего устройства в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 представляет собой сечение, показывающее щетку чистящего устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; и

фиг.4 представляет собой вид сбоку, показывающий щетку чистящего устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Далее делается подробная рекомендация на предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на сопровождающих чертежах.

Щетка чистящего устройства согласно настоящему изобретению может иметь несколько предпочтительных вариантов осуществления, но наиболее предпочтительный вариант осуществления будет разъяснен ниже.

Фиг.1 представляет собой сечение робота-пылесоса в соответствии с настоящим изобретением;

Робот-пылесос содержит: корпус 2; электродвигатель 4 для создания всасывающей силы, установленный в корпусе 2 для создания всасывающей силы; контейнер 8 с фильтром, установленный с задней стороны электродвигателя 4, предназначенного для создания всасывающей силы, и содержащий фильтр 6, предназначенный для улавливания пыли и загрязняющего материала, всосанных при помощи электродвигателя 4; всасывающее отверстие 12, соединенное с контейнером 8 с фильтром с помощью всасывающей трубы 10, образованное на нижней стороне корпуса 2 и предназначенное для всасывания пыли и загрязняющего материала с пола 44; щетку 14, установленную с возможностью вращения с одной стороны всасывающего отверстия 12 и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола, и управляющее устройство 16, предназначенное для обеспечения автоматического перемещения чистящего устройства, чтобы тем самым выполнить чистку.

Устройство 18 для распространения ультразвуковых волн, предназначенное для распространения ультразвуковых волн при перемещении корпуса 2, и устройство 20 для приема ультразвуковых волн, предназначенное для приема ультразвуковых волн, распространяемых устройством 18 для распространения ультразвуковых волн, установлены на передней стороне корпуса 2 с целью получения информации о положении препятствия.

Предназначенный для зарядки вывод 22, смонтированный на задней стороне корпуса 2, соединяется с зажимом 26, установленным на поверхности 24 внутренней стены помещения, чтобы тем самым обеспечить зарядку аккумуляторной батареи 28. Кроме того, светоизлучающее устройство 40, предназначенное для наведения предназначенного для заряда вывода 22 на зажим 26, установлено на задней стороне корпуса 2, и светопринимающее устройство 42, предназначенное для приема оптического сигнала, генерируемого светоизлучающим устройством 40, установлено на поверхности 24 внутренней стены помещения там, где расположен зажим 26.

Приводное колесо 30, приводимое в движение посредством сигнала управляющего устройства 16, и дополнительное колесо 32, предназначенное для создания опоры для задней стороны корпуса 2, установлены с нижней стороны корпуса 2.

Функционирование чистящего устройства разъясняется следующим образом.

Вначале, если пользователь нажмет кнопку управления, питание от аккумуляторной батареи 28 будет подводиться к электродвигателю 4 для создания всасывающей силы, чтобы тем самым обеспечить приведение электродвигателя 4 для создания всасывающей силы в действие и создание всасывающей силы в результате этого. Соответственно, пыль и загрязняющий материал с пола будут всасываться во всасывающее отверстие 12, проходить по всасывающей трубе 10 и скапливаться в фильтре 6. В данном случае пыль и загрязняющий материал с пола сметаются во всасывающее отверстие 12 с помощью щетки 14, приводимой во вращение. Кроме того, приводное колесо 30 приводится в движение с помощью сигнала от управляющего устройства 16, так что корпус 2 перемещается с целью автоматического выполнения чистки.

Корпус 2 перемещается, обходя препятствия, за счет функционирования устройства 18 для распространения ультразвуковых волн и устройства 20 для приема ультразвуковых волн, расположенных на передней стороне корпуса 2.

Если в процессе выполнения указанной операции чистки уровень напряжения аккумуляторной батареи 28 снижается до значений ниже заранее заданного уровня, управляющее устройство 16 обеспечивает прекращение выполнения операции чистки чистящим устройством, перемещение корпуса 2 к поверхности внутренней стенки помещения, где установлен зажим 26, соединение предназначенного для зарядки вывода 22, смонтированного на задней стороне корпуса 2, с зажимом 26, чтобы тем самым осуществить зарядку заряжаемой аккумуляторной батареи 28.

Если зарядка аккумуляторной батареи 28 завершена, управляющее устройство 16 обеспечивает отделение предназначенного для зарядки вывода 22 от зажима 26 и опять выполнение операции чистки.

Фиг.2 представляет собой перспективное изображение щетки чистящего устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Щетка 60 содержит: вращающуюся ось 62, закрепленную с возможностью вращения во всасывающем отверстий 12 и соединенную с приводным колесом 30, чтобы тем самым обеспечить передачу ей движущей силы или приведение ее во вращение с помощью дополнительного приводного средства; ступицу 64 щетки, имеющую цилиндрическую форму, в которую вставлена и к которой прикреплена вращающаяся ось 62; и щетину 66 щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы 64 щетки и введенную в контакт с полом, чтобы тем самым обеспечить сметание пыли или загрязняющего материала с пола, если ступица 64 щетки приведена во вращение.

В данном случае щетина 66 щетки состоит из первого ряда 68, расположенного в виде прямой линии в направлении оси ступицы 64 щетки, и второго ряда 70, расположенного последовательно по отношению к первому ряду 68 в окружном направлении ступицы 64 щетки.

Первый ряд 68 и второй ряд 70 могут быть выполнены в виде лопатки как одно целое, или первый ряд 68 и второй ряд 70, как показано на фиг.3, могут быть расположены в виде мелких щетинок одного ряда.

Первый ряд 68 щетины 66 щетки состоит из первой части 72 щетины, выполненной так, что она имеет малую высоту относительно поверхности ступицы 64 щетки, чтобы тем самым она не входила в контакт с полом, и расположена с обеих боковых сторон ступицы 64 щетки, и второй части 74 щетины, расположенной в центре ступицы 64 щетки и выполненной с большей высотой по сравнению с первой частью 72 щетины, чтобы тем самым обеспечить ввод ее в контакт с полом.

Длина второй части 74 щетины больше длины одной первой части 72 щетины при измерении указанных длин в продольном направлении ступицы 64 щетки и меньше длины, получаемой при сложении длин первых двух частей 72 щетины.

Второй ряд 70 щетины 66 щетки расположен последовательно, будучи обращенным к первому ряду 68, и состоит из первой части 76 щетины, выполненной так, что она является высокой относительно поверхности ступицы 64 щетки, чтобы тем самым обеспечить ввод ее в контакт с полом, и расположенной с обеих боковых сторон ступицы 64 щетки, и из второй части 78 щетины, расположенной в центре ступицы 64 щетки и выполненной так, что она имеет меньшую высоту по сравнению с первой частью 76 щетины, чтобы тем самым она не входила в контакт с полом.

В данном случае первая часть 72 щетины первого ряда 68 имеет такую же длину, как вторая часть 78 щетины второго ряда 70, и вторая часть 74 щетины первого ряда 68 имеет такую же длину, как первая часть 76 щетины второго ряда 70.

Кроме того, первая часть 72 щетины первого ряда 68 имеет такую же высоту, как вторая часть 78 щетины второго ряда 70, и вторая часть 74 щетины первого ряда 68 имеет такую же высоту, как первая часть 76 щетины второго ряда 70.

Аналогично этому, в первом ряду 68 щетины 66 щетки вторая часть 74 щетины, закрепленная в центре ступицы 64 щетки, имеет такую высоту, которая позволяет ввести ее в контакт с полом, и во втором ряду 70 первая часть 76 щетины, расположенная с обеих боковых сторон ступицы 64 щетки, имеет такую высоту, которая позволяет ввести ее в контакт с полом. Соответственно, при приведении щетки 66 во вращение вторая часть 74 щетины первого ряда 68 щетины 66 щетки сметает с пола пыль и загрязняющий материал, которые находятся в центре ступицы 64 щетки, и затем первая часть 76 щетины второго ряда 70 сметает пыль и загрязняющий материал, которые находятся с боковых сторон ступицы 64 щетки.

Далее разъясняется функционирование щетки чистящего устройства согласно изобретению.

Если пользователь нажмет кнопку управления, питание от аккумуляторной батареи будет подводиться к электродвигателю 4 для создания всасывающей силы, и таким образом электродвигатель 4, предназначенный для создания всасывающей силы, будет приводиться в действие с целью создания всасывающей силы. Соответственно, пыль и загрязняющий материал с пола будут всасываться во всасывающее отверстие 12 и скапливаться в фильтре 6, проходя по всасывающей трубе 10. В данном случае щетка 60, установленная во всасывающем отверстии 12, приводится во вращение, чтобы тем самым обеспечить сметание пыли и загрязняющего материала с пола во всасывающее отверстие 12.

То есть, в щетке 60 вращающаяся ось 62 приводится во вращение приводным средством, и ступица 64 щетки, прикрепленная к вращающейся оси 62, вращается вместе с вращающейся осью 62. Соответственно, щетина 66 щетки, введенная в контакт с полом, подметает пол, так что пыль и загрязняющий материал с пола всасываются во всасывающее отверстие 12.

Щетина 66 щетки "функционирует" следующим образом. Сначала, если вторая часть 74 щетины первого ряда 68 щетины 66 щетки подметает пол, происходит подметание участка пола, соответствующего центральной части ступицы 64 щетки. Затем первая часть 76 щетины второго ряда 70 подметает пол, и происходит подметание участка пола, соответствующего обеим боковым сторонам ступицы 64 щетки, чтобы тем самым полностью удалить пыль и загрязняющий материал с пола.

Следовательно, в щетке чистящего устройства по настоящему изобретению первый ряд 68 щетины 66 щетки имеет центральную часть, выполненную так, что она имеет большую высоту по сравнению с обеими боковыми сторонами, и второй ряд 70 имеет центральную часть, выполненную так, что она имеет меньшую высоту по сравнению с обеими боковыми сторонами. Соответственно, центральная часть первого ряда 68 и обе боковые стороны второго ряда 70 последовательно вводятся в контакт с полом, чтобы тем самым уменьшить потери на трение между щетиной 66 щетки и полом, в результате чего уменьшается нагрузка и повышается эффективность чистки.

Поскольку настоящее изобретение может быть реализовано в нескольких вариантах, не отходя от его идеи или существенных признаков, также следует понимать, что описанные выше варианты осуществления не ограничены какими-либо из деталей вышеприведенного описания, если не указано иное, но вместо этого их следует толковать широко в пределах существа и объема изобретения, определенных в приложенной формуле изобретения, и поэтому предусмотрено, что все изменения и модификации, которые находятся в рамках пределов и границ притязаний формулы изобретения или эквивалентов таких пределов и границ, охватываются приложенной формулой изобретения.

Щетка может быть использована в чистящем устройстве, которое может представлять собой робот-пылесос, и обеспечивает уменьшение нагрузки при вращении и повышение эффективности чистки за счет разделения щетины щетки на контактирующую с полом часть и на часть, которая не контактирует с полом, и уменьшения тем самым площади контакта щетки с полом. Щетка содержит вращающуюся ось, закрепленную с возможностью вращения у нижней поверхности корпуса, ступицу щетки, прикрепленную к вращающейся оси, и щетину щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы щетки и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола. Щетина щетки содержит первый ряд, разделенный на первую часть щетины, у которой отсутствует контакт с полом, и вторую часть щетины, которая входит в контакт с полом, и второй ряд, расположенный последовательно по отношению к первому ряду и разделенный на первую часть щетины, которая входит в контакт с полом и обращена к первой части щетины первого ряда, и вторую часть щетины, которая не входит в контакт с полом и обращена ко второй части щетины первого ряда. Щетка используется в чистящем устройстве, которое представляет собой робот-пылесос, имеющий всасывающее отверстие в центре нижней поверхности корпуса, предназначенного для выполнения операции чистки при автоматическом перемещении и автоматической зарядке аккумуляторной батареи. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Щетка чистящего устройства, содержащая вращающуюся ось, закрепленную с возможностью вращения у нижней поверхности корпуса; ступицу щетки, прикрепленную к вращающейся оси; щетину щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы щетки и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола, при этом щетина щетки содержит первый ряд, разделенный на первую часть щетины, у которой отсутствует контакт с полом, и вторую часть щетины, которая входит в контакт с полом; второй ряд, расположенный последовательно по отношению к первому ряду и разделенный на первую часть щетины, которая входит в контакт с полом и обращена к первой части щетины первого ряда, и вторую часть щетины, которая не входит в контакт с полом и обращена ко второй части щетины первого ряда.2. Щетка по п.1, в которой первый ряд и второй ряд щетины щетки закреплены в направлении оси ступицы щетки и расположены последовательно в окружном направлении ступицы щетки.3. Щетка по п.1, в которой вторая часть щетины первого ряда щетины щетки расположена в центре ступицы щетки с возможностью обеспечения введения указанной части щетины в контакт с полом, первая часть щетины первого ряда находится с обеих боковых сторон ступицы щетки и выполняется такой, что щетина указанной первой части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из второй части щетины.4. Щетка по п.3, в которой длина второй части щетины первого ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.5. Щетка по п.1, в которой первая часть щетины второго ряда щетины щетки расположена с обеих боковых сторон ступицы щетки с возможностью обеспечения введения указанной части щетины в контакт с полом, вторая часть щетины второго ряда находится в центре ступицы щетки и выполняется такой, что щетина указанной второй части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из первой части щетины второго ряда.6. Щетка по п.5, в которой длина второй части щетины второго ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.7. Щетка по п.1, в которой щетина щетки закреплена в направлении оси ступицы щетки и имеет форму лопаток, расположенных в окружном направлении щетины щетки с одинаковым интервалом.8. Щетка по п.1, в которой щетина щетки имеет вид мелких щетинок, расположенных в виде одного ряда в направлении оси ступицы щетки.9. Щетка чистящего устройства, которое представляет собой робот-пылесос, имеющий всасывающее отверстие в центре нижней поверхности корпуса, предназначенного для выполнения операции чистки при автоматическом перемещении и автоматической зарядке аккумуляторной батареи, при этом щетка содержит вращающуюся ось, закрепленную с возможностью вращения у всасывающего отверстия; ступицу щетки, прикрепленную к вращающейся оси; щетину щетки, закрепленную на наружной окружной поверхности ступицы щетки и предназначенную для сметания пыли и загрязняющего материала с пола, при этом щетина щетки содержит первый ряд, разделенный на первую часть щетины, у которой отсутствует контакт с полом, и вторую часть щетины, которая входит в контакт с полом; второй ряд, расположенный последовательно по отношению к первому ряду и разделенный на первую часть щетины, которая входит в контакт с полом и обращена к первой части щетины первого ряда, и вторую часть щетины, которая не входит в контакт с полом и обращена ко второй части щетины первого ряда.10. Щетка по п.9, в которой первый ряд и второй ряд щетины щетки закреплены в направлении оси ступицы щетки и расположены последовательно в окружном направлении ступицы щетки.11. Щетка по п.9, в которой вторая часть щетины первого ряда щетины щетки расположена в центре ступицы щетки, чтобы тем самым обеспечить введение указанной части щетины в контакт с полом, первая часть щетины первого ряда находится с обеих боковых сторон ступицы щетки и выполнена такой, что щетина указанной первой части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из второй части щетины.12. Щетка по п. 11, в которой длина второй части щетины первого ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.13. Щетка по п.9, в которой первая часть щетины второго ряда щетины щетки расположена с обеих боковых сторон ступицы щетки с возможностью обеспечения введения указанной части щетины в контакт с полом, вторая часть щетины второго ряда находится в центре ступицы щетки и выполнена такой, что щетина указанной второй части имеет меньшую высоту по сравнению с щетиной из первой части щетины второго ряда.14. Щетка по п.13, в которой длина второй части щетины второго ряда щетины щетки больше длины одной первой части щетины и меньше длины, получаемой при сложении длин двух первых частей щетины.15. Щетка по п.9, в которой щетина щетки закреплена в направлении оси ступицы щетки и имеет форму лопаток, расположенных в окружном направлении щетины щетки с одинаковым интервалом.16. Щетка по п.9, в которой щетина щетки имеет вид мелких щетинок, расположенных в виде одного ряда в направлении оси ступицы щетки.