專利名稱：具有非圓形殼的自動表面處理設(shè)備的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用不適用關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究/開發(fā)的陳述不適用技術(shù)背景人們總是希望使花費在居住和商業(yè)場所保養(yǎng)和清潔上的勞動量最小。因此現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出能夠清潔或者保養(yǎng)或處理地板、地毯、草坪等而在設(shè)備運行過程中不需要人在場的自動設(shè)備(robotic devices)。最常見的此類自動設(shè)備包括除塵器、緩沖器、真空吸塵器、地板清掃器、其它地板拋光器、自動割草機和農(nóng)產(chǎn)品自動分配器。
這種設(shè)備典型情況下具有一個計算機控制程序指引最佳運動方式。該控制連接到轉(zhuǎn)向裝置和轉(zhuǎn)而連接到輪子的馬達(dá)。這些設(shè)備中很多也包括傳感器用以確定設(shè)備相對于預(yù)定路線的初始和后來的位置。這些設(shè)備中最復(fù)雜的包括用于檢測意外障礙物存在的傳感器和用于在出現(xiàn)障礙物時為改變路線提供選擇的程序設(shè)計。用于這種自動系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)控制系統(tǒng)的一個實例公開在美國專利No.4119900中。
一些自動清潔設(shè)備通常為圓形。但是，這往往容易留下大量靠近墻壁或家具的未處理區(qū)域。
其它裝置具有一個圓形前端和越過尾端、通常為直線的殼。參見美國專利No.5621291和5646494。在這些設(shè)備中用于通過真空打掃地板的刷子位于清潔自動裝置的中間，位于無動力的后穩(wěn)定輪和有動力的前輪之間。主清潔元件無論如何距離清潔自動裝置的周邊或邊緣一定的距離。因此，即使非圓形部分為設(shè)計的最寬部分，在清潔元件和附近物體，如墻壁、椅子、桌腿或清潔時碰到的其它障礙物之間仍然有一個間隙。因此，而不管程序設(shè)計的精度有多高，這種設(shè)備在這類表面和障礙物周圍不能最佳地進(jìn)行清潔，并且需要在它們附近單獨進(jìn)行手工操作。
其它自主清潔設(shè)備具有一個圓形主體部分和一個非圓形主體部分。它們典型情況下在圓形部分內(nèi)部設(shè)置控制和驅(qū)動系統(tǒng)，并且在非圓形部分內(nèi)部或上面設(shè)置清潔裝置。但是，由于非圓形部分比圓形部分的直徑更寬，因此從圓形自動裝置主體的側(cè)面水平向外伸出很多，形成一個很寬的后端或尾端。
這些設(shè)備也適合于沿墻壁的周邊清潔。這種設(shè)備包括美國專利No.5894621、5998953、6119057和6142252中所示的設(shè)備。但是，因為這些設(shè)備的尾端比圓形主殼的直徑更寬，所以當(dāng)該自動裝置穿過角落或繞過家具時，如果設(shè)備稍微偏離其預(yù)定路線，尾端可能卡在相鄰墻壁之間或者卡在家具的腿上。
其它用于自動清潔器的結(jié)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出來。參見例如美國專利No.5309592、5440216和5720077中所述的設(shè)備。但是，沒有人充分地著手處理這種自動設(shè)備的上述所有問題。
總之，仍然需要提供改進(jìn)的自動表面處理設(shè)備，特別是那些能夠在縫隙、不規(guī)則表面、斜面和角落內(nèi)部或周圍有效清潔，而更不容易掛在所遇表面上的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種自動表面處理設(shè)備(robotic surface treatingdevice)，如真空吸塵器、地板拋光器、地板涂蠟機、割草機或農(nóng)用品分配器。有一個具有一個引導(dǎo)部和一個尾部的殼，前者在頂視圖中沿其外周為圓形，而后者在頂視圖中至少沿其外周的一部分為非圓形。
引導(dǎo)部容納有一個用于指引自動清潔設(shè)備運動的控制系統(tǒng)，而尾部連接到一個表面接觸元件。尾部具有最大的橫向?qū)挾?，該寬度等于或小于引?dǎo)部的最大橫向?qū)挾取?br> 在優(yōu)選形式中該設(shè)備為一種除塵器并且表面接觸元件為一個除塵板/除塵褶邊組合體，其中該組合體由一種可能為靜電或吸塵材料的清潔織物構(gòu)成。除塵板的位置使得當(dāng)設(shè)備移過一個表面時接觸由該設(shè)備處理的表面，并且當(dāng)沿尾部的后面和側(cè)面時褶邊也接觸地面。
在其它優(yōu)選形式中，褶邊浸有香水、殺蟲劑、驅(qū)蟲劑、拋光劑、或清潔流體中的至少一種，因此也用于分配物質(zhì)，由此處理表面和/或周圍環(huán)境。在一種形式中尾部構(gòu)造為在除塵板上提供壓力以幫助其接觸該設(shè)備要處理的表面。
雖然除塵器為優(yōu)選形式，但是該設(shè)備也有可能選自真空吸塵器、地板拋光器、地板涂蠟機、割草機或農(nóng)藥分配器的群組。
本發(fā)明的另一種形式是用于這種設(shè)備的一次性除塵褶邊。該褶邊具有一個至少部分由靜電材料構(gòu)成的基本上為杯形的部分、一個沿杯的上緣附接的緊固件和一個至少部分由靜電材料構(gòu)成并從杯的上緣徑向向外和向下延伸的裙。褶邊也可能使緊固件為一種橡皮筋。
本發(fā)明的另一方面是提供使用上述設(shè)備清潔表面的方法。
因為該設(shè)備具有一個比引導(dǎo)部更窄的尾部，因此可以防止該設(shè)備掛在家具腿上或角落處。此外，該設(shè)備前面的圓形特征為設(shè)備提供了避開家具腿的機會，而尾部較少的圓形的特征確保沿墻壁覆蓋。而且，裙的靜電特性確保接觸元件(例如旋轉(zhuǎn)刷)邊緣和殼外表面之間的區(qū)域能夠進(jìn)行處理。
尾部的底部可以設(shè)置有一個具有軟蓋的板，所述軟蓋由橡膠、泡沫或其它取決于清潔表面的形狀而膨脹和收縮的材料構(gòu)成。在這種情況下，接觸元件可能全部或部分為靜電材料板。此外，裙可能是另外的靜電材料部分。
裙可能為吸塵材料，這種吸塵材料的大小和尺寸設(shè)計成可以拉伸配合到自動清潔設(shè)備尾部上。在這種情況下，不必使用旋轉(zhuǎn)刷，并且可能有一個中間部分和一個裙。中間部分封住自動裝置非圓形部分的底面用以在地板上提供清潔功能，并且裙從尾部的外周向外和向下延伸。裙從傳統(tǒng)清潔單元不能到達(dá)的自動清潔設(shè)備周圍表面吸收塵土和顆粒物。
上面已經(jīng)提供了本發(fā)明的簡短概括，因此，容易理解本發(fā)明的一般特征。但是，該簡短概括、附圖以及下面最佳實施例的說明都不用于限制本發(fā)明。而是，為了評定本發(fā)明的全部范圍，應(yīng)該參看權(quán)利要求書。


圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的一種自動清潔設(shè)備的頂視圖；圖2是其仰視圖；圖3是沿圖4中線3-3的局部剖視圖；圖4是用于本發(fā)明的一種塵罩的后下透視圖；和圖5是圖4的塵罩安裝之后的設(shè)備與圖2相似的仰視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例構(gòu)成的一種自動清潔設(shè)備的仰視圖。
圖7是圖1中自動清潔設(shè)備的仰視圖，顯示一種刷子清潔元件。
具體實施例方式
下面將公開一種呈清潔器或表面處理設(shè)備形式的自動清潔設(shè)備10。它具有一個在頂視圖中通常為圓形的前殼部分12和一個在頂視圖中通常為非圓形的后殼部分14。前殼部分12容納一個計算機控制器、一個馬達(dá)、一個轉(zhuǎn)向裝置和與驅(qū)動輪30和32相連的連接裝置。后殼部分14在外形上通常為矩形，后殼部分的橫向?qū)挾萗/16不大于前殼部分的橫向?qū)挾萖/18。非圓形部分14的拐角20可能稍微為圓形或倒圓以至在運行過程中與表面，如墻壁、桌腿、椅腿等的接觸不會帶來凹痕、擦傷或其它損壞。盡管自動清潔設(shè)備10顯示為具有兩個分離的部件，很顯然圓形和非圓形部分可以構(gòu)成為一個單件(見圖6)。此外，非圓形部分14可以構(gòu)成為比前殼部分12更寬，并且在該結(jié)構(gòu)中為一種彈簧裝置或其它裝置，當(dāng)設(shè)備卡在或者掛在角落或其它小的局部封閉區(qū)域內(nèi)時，它用于收縮尾部14的側(cè)面以提供并且減小寬度。
根據(jù)本發(fā)明的裙42由可能包含例如吸塵材料的清潔織物或者浸有處理材料，如清潔液或如下所述其它處理液的織物構(gòu)成。裙42從自動清潔設(shè)備的非圓形部分14在其周圍延伸。也可能具有一個設(shè)置有大量傳感器26的減震器24。
控制和驅(qū)動系統(tǒng)可能以公知的方式包括編程、電路和連接裝置用以基于程序預(yù)定的路線為自動清潔設(shè)備確定路線，并且提供反饋回路和基于此的修正。輪28、30和32允許設(shè)備滾過大多數(shù)基本平坦的平面，后輪30和32提供牽引而前輪28可以旋轉(zhuǎn)以提供轉(zhuǎn)向。
非圓形尾部14包括一塊板34，它可以由一種重材料構(gòu)成用以在待除塵的表面上提供選定的壓力(例如它可以由鋼、玻璃纖維或其它的重塑料構(gòu)成)。為了防止磨損一些表面(例如，拋光的木地板)，在板34的底側(cè)可以設(shè)置有一種可壓縮材料36，如泡沫橡膠。軟的面層材料36最好具有覆蓋板34的尺寸，并且可以通過粘接劑或其它材料連接到板34上。
清潔織物38的大小和尺寸設(shè)計成可以拉伸配合在尾部14上。它具有一個中心片40和一種細(xì)長的彈性材料41，前者具有包圍面層材料36的尺寸，而后者包圍中心片40的周邊。還有一個懸掛的裙部42，它從細(xì)長的彈性材料41徑向向外延伸以沿地板拖曳。因此，除塵效果沿中心片40出現(xiàn)，并且由該設(shè)備的運動激起的任何塵土都容易被拖動的裙42收集到。
而且，由于裙象除塵褶邊一樣起皺，所以，即使主除塵部分40沒有越過房間角落和桌腿，它也能夠插入房間角落并且靠近桌腿并從那些區(qū)域拾取塵土。因此，該設(shè)備增加了除塵系統(tǒng)的覆蓋范圍。
盡管顯示為僅僅覆蓋尾部14，很顯然清潔織物38可以覆蓋設(shè)備10的整個底部。
清潔織物38由一種清潔布織物材料構(gòu)成，并且能包含一種靜電或駐極體材料。這種材料的實例是被描述在2001年6月22日提出的以PCT/US00/20074出版的WO 02/00819中的實例。該公開文獻(xiàn)在這里引作參考用于說明這類材料。清潔織物38也可以提供一種處理或分配功能。例如，清潔織物可以是用于處理地板的處理清潔液或拋光劑，帶有殺蟲劑、驅(qū)蟲劑和用于撒播到房間的香水，或帶有這些處理元素的結(jié)合。此外，清潔織物38的各個部分可能包含不同類型的材料，例如提供清潔部分和拋光部分。其它組合也顯而易見。
應(yīng)該認(rèn)識到，用于本發(fā)明的吸塵材料即使沒有與塵土接觸也將吸引塵土。這有別于純粹的粘接劑，它們一旦接觸將予以保持，但是相距一定距離不吸引接觸。此外，清潔織物材料典型情況下為一次性的，但是也可能為可以清潔或清洗并重新使用的可再用材料。
如上所述，清潔織物38也可以浸有拋光劑、香水、殺蟲劑、驅(qū)蟲劑、清潔液或其它材料。在這種實施例中，所述設(shè)備可以提供清潔功能和處理功能。作為選擇，清潔織物38可以專門設(shè)計用于在房間內(nèi)撒播如上所述的處理元素。
下面參考圖5，清潔織物38顯示為安裝在設(shè)備上。中心部分40包封住底部清潔面35，并且裙42從左右兩側(cè)并且從非圓形部分14的后面徑向延伸。
在運行中，當(dāng)自動設(shè)備10橫過地板或其它待清潔的表面時，為了拾取塵土和其它顆粒物，清潔織物38的中心片40應(yīng)用于地板或表面上。非圓形部分14的板34的重量在清潔織物38的中心片40上施加壓力。在一些應(yīng)用中(見圖7)，自動設(shè)備10也可以包括一個旋轉(zhuǎn)的或其它刷子被驅(qū)動的清潔元件33。在該應(yīng)用中，由刷子收集的顆粒物可以被引到位于清潔織物38下面的一個位置，其中清潔織物38提供收集顆粒物的另外功能。
當(dāng)自動清潔設(shè)備10向左或向右轉(zhuǎn)時，鄰近傳感器和控制系統(tǒng)確定使覆蓋面積最大的路線。例如，當(dāng)圓形部分接近角落時該設(shè)備可以轉(zhuǎn)為向該角落伸出矩形部分。
雖然前面已經(jīng)顯示了除塵設(shè)備，但是發(fā)明的原理應(yīng)該適用于真空吸塵器、地板拋光器、割草機以及其它各種表面處理裝備。因此，盡管已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的特定實施例，但是應(yīng)該可以理解，該說明僅僅用于舉例說明的目的。
可以在不脫離下面權(quán)利要求書的精神或范圍的條件下對這些實施例進(jìn)行各種修改。因此，為了評定本發(fā)明的全部范圍，應(yīng)該參看權(quán)利要求書。
工業(yè)適用性該說明書公開的是改進(jìn)的自動表面處理設(shè)備、使用它們的方法和與其使用的除塵褶邊。
權(quán)利要求
1.一種自動表面處理設(shè)備，包括一個具有一個引導(dǎo)部和一個尾部的殼，前者在頂視圖中沿其外周為圓形，而后者在頂視圖中至少沿其外周的一部分為非圓形；所述引導(dǎo)部容納有一個用于指引自動清潔設(shè)備運動的控制系統(tǒng)；所述尾部連接到一個表面接觸元件，并且具有最寬的橫向?qū)挾?，該寬度等于或小于所述引?dǎo)部分的最大橫向?qū)挾取?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述尾部的最大橫向?qū)挾刃∮谝龑?dǎo)部的最大橫向?qū)挾取?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備為清潔設(shè)備并且表面接觸元件為清潔織物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述清潔織物連接到一個除塵褶邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述清潔織物由靜電材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述清潔織物連接到除塵褶邊形式的靜電裙，該裙和除塵板被定位成，當(dāng)所述設(shè)備移過表面時，接觸由該設(shè)備處理的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述褶邊也沿尾部的后面和側(cè)面徑向向外延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述褶邊浸有香水、殺蟲劑、拋光劑、或清潔液中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述尾部構(gòu)成為在除塵板上提供壓力以幫助其與該設(shè)備要處理的表面接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述該設(shè)備選自真空吸塵器、地板拋光器、地板涂蠟機、割草機或農(nóng)藥分配器的群組。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述尾部在頂視圖中基本為矩形。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動表面處理設(shè)備，還包括一個用于引起所述設(shè)備運動的馬達(dá)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動表面處理設(shè)備，其特征在于，所述清潔織物包括包含清潔材料的第一部分和包含處理材料的第二部分。
14.一種用于權(quán)利要求5中設(shè)備的一次性除塵褶邊，該褶邊包括一個至少部分由靜電材料構(gòu)成的基本上為杯形的部分；一個沿杯的上緣連接的緊固件；和一個至少部分由靜電材料構(gòu)成并從杯的上緣徑向向外和向下延伸的裙。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的褶邊，其特征在于，所述緊固件為橡皮筋。
16.一種處理表面的方法，包括在該表面上移動根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備。
全文摘要
一種自動清潔設(shè)備，包括一個具有圓形引導(dǎo)部和非圓形尾部的殼。尾部的寬度不大于引導(dǎo)部的寬度。尾部可以具有一個用于清潔表面的靜電裙或底罩。裙可以是一次性褶邊的形式。
文檔編號A47L13/20GK1688239SQ03823786
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月14日
發(fā)明者R·T·沃瑟維克, F·H·馬丁, J·波爾基亞 申請人:約翰遜父子公司