地面清扫机中的旋转刷控制装置

摘要

本发明提供一种在地面清扫机(1)中的旋转刷控制装置，其包括：一个适合于施加一个提升力(15a)的提升部件(15)，该提升力能够将一个旋转刷(8)提升起来，以将其从需要清扫的表面(7)上移开；和一个驱动部件(16)，该驱动部件适合于根据命令克服提升力(15a)施加一个作用力(16a)，该旋转刷(8)和驱动部件(16)相互连接在一起，此外，其还设置有一些调节部件(24)，这些调节部件适合于任意选择作用力(16a)，从而可以有选择地迫使旋转刷(8)对需要清扫的表面(7)施加作用力，这些调节部件还适合于在需要清扫的表面(7)上存在凹凸不平处的情况下保持作用力(16a)基本不变。

说明书

技术领域

本发明涉及一种地面清扫机中的旋转刷控制装置，其包括：至少一个适合于施加提升力的提升部件，这种提升力能够将所述旋转刷提升起来，以将其从需要清扫的地面上挪开；和至少一个驱动部件，该驱动部件适合于根据命令施加一个与所述提升力方向相反并大于该提升力的作用力。

背景技术

如我们所知，清扫机可以具有小型和中型的体积并适合于对仓库、商业中心、工作间、工业区等进行清扫。

这些小到中型的机器还适合于非经常性使用，例如，可在商业中心关门后的短时间内使用这些机器；另外，仅仅偶尔操控这些小到中型机器的操作人员还会在许多非经常性的场合下使用它们。

这些经验较少的操作人员对这些机器的特性及相关的清扫技术了解很少，因此在对这些机器进行操作和控制时会遇到困难并可能出现误操作。例如，在工作结束后，可能会出现辊式或杯式清扫刷由于没有完全断电而仍然在清扫地面的情况。

在清扫操作结束时，而且在清扫机器被移动到一个用于将收集到的灰尘倒出和/或用于将清扫机器存放在库房中的区域内之前，这些毛刷必须停止工作并被提升起来，因为如果这些毛刷已经停止工作，但仍然停留在下放位置上，同时该机器为重新定位而继续移动，那么就会使这些毛刷的刷毛产生严重的、不规则的磨损。

由本申请人提出的欧洲专利EP0795647公开了一种车辆，在这种车辆内，当操作结束时，可利用合适的提升弹簧将毛刷保持在提升位置上，这些提升弹簧可能一直处于工作状态，而且当机器工作时，这些提升弹簧将被强制性地自动释放，这样就可以使毛刷与地面自由接触。当工作结束时，这些弹簧能够自动动作，从而将毛刷提升起来。

一个经常遇到的使用问题还涉及到仓库、商业中心等的地面可能存在一些小台阶和高度差，例如存在于不同部门之间的台阶，或者因为有电缆或类似物从地面穿过而形成的台阶。

为使这些毛刷能够适应这些高度差和小台阶，通常需要这些毛刷能够在工作时沿垂直方向移动，而且基本能够被其自身的重量所控制。

例如，这是一种由本申请人提出的欧洲专利EP0795647所采用的技术方案，这样就使这些毛刷在使用方面具有很大的灵活性。但是，这样也会产生下述缺陷：当这些毛刷沿垂直方向摆动时，它们会脱离与某些清扫区域的贴合状态并将某些清扫区域处于不能令人满意的状态下。

如果一些较高的区域使这些毛刷局部保持在升高状态下，那么只能在有限的范围内将这些空出的区域及一些小的凹槽清除干净。或者，将这些毛刷绑好，以防止其自由振动，但在这种情况下，如果在需要清扫的表面上存在台阶和高度差，那么机器在操作时就会产生振动，而且也很难对机器进行操作。

只有一个认真并富有经验的操作人员能够通过使毛刷反复经过这些台阶、高度差和凹处并适当改变与这些台阶、高度差部分和凹处相对的毛刷的方向来弥补这些缺陷。

在其它情况下，操作人员还需要采取一些特殊的技巧来使用这些毛刷，具体而言，通过反复操作和/或以适当的速度对需要清扫的特殊表面区域进行清扫，或者通过安装特殊的毛刷或将特殊的洗涤剂喷洒到地面上。对仓库、商业中心、工作间、工业区等的地面进行清扫实际上需要进行彻底的清扫，即使是在需要清除脏东西时也应如此。例如，可能不仅需要将容易拾取的灰尘和垃圾清除掉，而且有时还需要将可能粘附在待清扫地面上的液体、油类物质、染料、烃类残留物、食物残渣等清扫干净。但是，很明显，对于仅仅偶尔操控所述清扫机的操作人员而言，不能要求他们有特殊的技巧，因此，不需要操作人员作出复杂动作就能够实现最佳效果的清扫机一定会受到欢迎。

发明内容

在这种情况下，本发明的技术目的就在于提供一种用于地面清扫机上的旋转刷控制装置，该装置能够克服上述的缺陷，而且不需要操作人员有特殊的技术，即使在难以处理和存在不易清除物质的区域内也能够实现最佳的清扫效果。该技术目的可由一种用于地面清扫机上的旋转刷控制装置来实现，该装置包括：至少一个适合于施加提升力的提升部件，这种提升力能够将所述旋转刷提升起来，以将其移离需要清扫的表面；至少一个驱动部件，其适合于根据命令施加一个与所述提升力相反并大于该提升力的作用力，所述旋转刷和所述驱动部件相互连接在一起，而且多个调节部件可以选择作用力，从而使所述旋转刷能够对需要清扫的所述表面有选择地施加作用力。

附图说明

现将参照附图，对根据本发明的一个最佳实施例加以说明，其中：

图1为一个中型清扫机在其处于升高位置上的整体示意图，该清扫机设置有多个由本发明之控制装置进行控制的刷子；

图2为处于提升停止位置上的辊刷；

图3为图2所示的辊刷根据本发明之装置的操作而处于工作位置上的状态；

图4为图1所示的清扫机的流体动力系统，该系统用于控制毛刷的位置；

图5a为一个调节阀的剖视图；

图5b为图5a所示之调节阀的控制部件；

图6a示出了图2、3和4所示的流体动力缸的剖视图，而且其处于第一停止位置上；

图6b是一个与前一视图相似的视图，图中示出了流体动力缸处于第二停止位置上。

具体实施方式

参照上述的附图，根据本发明的装置被插装在一个清扫机内，该清扫机整体上由附图标记1表示。它以公知的方式包括：两个前轮2a和一个或两个后轮。在只有一个后轮2b的情况下，该后轮既是驱动轮，也是转向轮。

车轮2a、2b支承着一个机架3，在该机架3上支承有灰尘和垃圾的收集部件4及车辆1的移动部件5。

收集部件4包括一个用于存放灰尘和垃圾的容器6。该容器6大体设置在前轮2a之间并安装有一个可以打开和关闭的门6a，该门还可被用作一个用于将灰尘和垃圾装入容器6内的滑动件。

该收集部件4还包括一个或多个旋转刷，这些旋转刷适合于在需要清扫的表面7上工作。在图示的最佳实施例中，设置有若干个旋转刷：一个中央刷8和至少一个、最好两个辅助刷9。

中央刷8是一个基本为圆筒形的辊刷，该辊刷具有一个基本平行于待清扫表面7的旋转轮轴8a。该刷基本在机器1的整个长度范围内延伸。辅助刷9则被加工成杯形或截锥形并具有一个与地面7交叉的转动轴线。

这些辅助刷9可设置在机器1的前方，即分别位于机器的右侧和左侧，这样就可以将灰尘和垃圾从机器的两侧运送到机器的中央区域，在该中央区域内安装着中央刷8。图1仅示出了位于左前方的辅助刷9。

当然，也可以仅设置一个辅助刷9，该辅助刷能够根据命令在左侧和右侧之间摆动。

当门6a下移，如图1所示，而且容器6打开时，中央刷8就会将已经由辅助刷9输送过来的灰尘和垃圾抛掷到容器6内。

收集部件4还包括一个没有示出的吸气风扇，该吸气风扇安装在容器6的上游侧并适合于通过一个中间过滤器从容器6中吸入空气，这样既可以防止容器6中的灰尘泄漏到周围环境中，又可以实现有效的除尘作用，这种除尘作用能够对需要清扫的表面7进行除尘。

机架3以一种可振动的方式支承着旋转刷的至少一部分，目的是允许旋转刷本身能够相对需要清扫的表面7升高和下降。

如图2和3所示，对于如下所述的中央辊刷8而言，实际上，至少该中央辊刷8与一个杠杆10相接合，而该杠杆10又以可转动的方式支承在一个与机架3相连接的支轴11上。

为了能够对机器1的车轮2a和2b进行驱动和控制，移动部件5包括一些已经公知的操纵部件，这些操纵部件的方向盘5a及其控制站5b已经在图1中示出，一个本身已经公知的牵引部件安装有一个马达，例如一个内燃机或一个电机。

为对收集部件4、尤其是旋转刷进行控制，该机器1设置有一个控制装置12，该控制装置构成了本发明的特定目的。

该控制装置12主要包括一个提升部件15，该提升部件能够施加一个提升力15a，该提升力适合于将至少一个旋转刷提升起来，尤其适合于至少将中央刷8提升起来，目的是将该中央刷从需要清扫的地面7移开。

该提升部件15最好设置有可弹性变形的部件，例如至少一根弹簧。

工作时，该提升部件15被至少一个驱动部件16所压制而处于中立位置上，上述驱动部件16适合于施加一个与提升力15a相反的工作作用力。此外，至少中央刷8和至少一个驱动部件16被设置成能够以电影方式相互连接在一起，这意味着：其中一个部件的动作还需要另一部件同步动作，而且作用力16a要大于提升力15a，目的是使提升部件15处于中立状态下，同时使中央刷8以一种可以选择的方式对需要清扫的地面7施加作用力。

实际上，还可设置一些适合于任意选择作用力16a的调节部件24。具体而言，调节部件24包括至少一个适合于调整工作作用力16a的调节单元25和一个对调节单元25施加作用的调节手轮29，而且该调节手轮29安装在能够与清扫机的控制部件相互配合的位置上。

此外，还可以将调节单元25设置成不仅适合于根据命令调整作用力16a，而且还能够在需要清扫的地面7上存在凹凸不平时使作用力基本保持不变的结构形式。

在如图所示的特定实施例中，该装置12包括一个流体动力系统13，该系统适合于使一种加压流体(例如空气、水或油)循环流动，而且正是这种加压流体驱动着流体动力马达，尤其是第一流体动力马达14a(图2、3和4)、第二流体动力马达14b(图1和4)、甚至其它流体动力马达14c(图4)，这些流体动力马达可以有选择地对上述旋转刷的转动进行控制，一个流体动力马达控制一个旋转刷。

第一马达14a对中央刷8施加作用力，而第二和第三流体动力马达14a和14c则对两个横向刷9施加作用力。但是，应该指出：用于驱动第二横向刷9的第三流体动力马达14c在图4中以虚线示出，因为该第二横向刷可以省去，这在上文中已经作出过说明。

此外，还可以象设置多个旋转刷那样设置多个驱动部件16，而且所述驱动部件是在图4中由16′、16″和16表示并由流体动力系统13提供动力的流体动力缸。

安装在缸16和流体动力系统13之间的调节单元25设置在与每个驱动部件或流体动力缸16相对的位置上。

具体而言，流体动力系统13最好为液压油型系统，如图4所示。

该系统为至少一个泵7而设置，而泵7的一侧与一个液压油收集容器18相连接，而其另一侧则与一组元件或部件相连接，这组元件或部件包括：各种回路的支路、各种电气分配器和各种阀。

具体而言，部件19分别向三个流体动力马达14a、14b和14c及三个流体动力缸16′、16″和16提供动力。

在按照流体动力学的公知方式进行布置的部件19中，设置有一个由泵17延伸出来的排放通道20和一个与收集容器18相连接的返回通道21。

一个最大压力阀22设置在通道20和21之间，只要需要，该最大压力阀可随时将由泵17进送的液压油直接排出。

在最大压力阀22的下游侧，排放通道20被分成多个支路：向第一流体动力缸16′提供动力的第一支路20a，向第一流体动力马达14a提供动力的第二支路20b，向串联在一起的第一和第二流体动力缸16″和16提供动力的第三支路20c及向串联在一起的第二和第三流体动力马达14b、14c提供动力的第四支路20d。

此外，还可在第三流体动力马达14c的下游侧设置更多用于其它毛刷的支路和元件，因此，在图中，该回路以局部断开的形式被表示出来。

附图标记23表示电气分配器，该电气分配器可根据命令控制液压油沿着与所述支路相反的方向流动。

如上所述，调节部件24包括多个如剖视图5a所示的调节单元25和至少一个如图5b所示的调节控制器29。

每个调节单元25都适合在各个流体动力缸16内形成选定的工作压力。上述工作作用力16a的大小决定于所述的工作压力。

调节单元25的另一特征就在于：在需要清扫的所述表面7上存在凹凸不平处的情况下，能够使各个流体动力缸16内的选定工作压力基本保持不变。

该调节单元25实际上是一种公知的调节阀，这种调节阀被叫做“减压安全阀”，或简称为“安全阀”，该阀至少可安装在与回路13的支路20a相对的位置上。

所述的阀具有圆筒形的外形、一个开口25c和一个用于产生油压的小型内置可动活塞26；该油压使该小型活塞26移动，从而通过滑动使液压油有选择地流过合适的开口25a、25b。一个可转动的旋钮27调节着该小型活塞的移动及移动阻力，一个调节弹簧28设置在旋钮27和小型活塞26之间。

旋钮27的转动程度的大小实际上通过调节弹簧28的压缩量的大小而决定液压油流过各个流体动力缸16时的工作压力。

在对辊刷8施加作用力的情况下，显然，当对旋钮27进行操作时，调节单元或阀25适合于在5至40巴的范围内选择工作压力值。

一旦施加作用力后，工作压力就会基本保持不变。实际上，该压力往往应高于预定值，因此小型活塞26被迫继续滑动，这样就会挤压调节弹簧28、将能够使液压油部分排出的通道打开并通过旋钮27重新产生工作压力。

操纵该清扫机1的操作人员通过该调节控制器29对至少一个单元或调节阀25进行控制，而且该调节控制器可根据对清扫要求的不同而通过一个与刻度盘29a或某种功能指示器相连接的手轮来实现。

该手轮可通过合适的部件作用在旋钮27上，但该旋钮27还可被制造成能够从驾驶站接触到它的结构形式。最好为所有的单元或调节阀25仅设置一个调节控制器29，但也可以设置和单元25的数量一样多的调节控制器29。

具体而言，参照中央辊刷8，图2和3示出了这些旋转刷最好由一个杠杆10来控制，这种杠杆10例如可以是可围绕支轴11旋转的第一种杠杆，如上所述。

该支轴11被设置成能够形成一个基本平行于待清扫表面7的轴线的结构形式。

这样，该杠杆11就能够将接收到的控制作用进行放大，为此，图2和3示出了一个安装有一阻力臂的杠杆，该阻力臂在刷子的转轴8a和支轴11之间延伸，而且其长度大于在支轴11和流体动力缸16之间延伸的动力臂的长度。

上述所有的驱动部件或流体动力缸16都具有基本相同的结构。

尤其应该指出的是：每个驱动部件或流体动力缸16都通过一条通道30与流体动力系统13相连接，而且是一种单向作用部件。

如图6a和6b所示，每个流体动力缸16都包括一个支承在机架3上的圆筒形缸体31、一个安装在圆筒形缸体31内的可动活塞32和一个与活塞32相连接并至少部分从圆筒形缸体31伸出的杆33。

该流体动力缸通过一个中间杠杆10连接到一个与杆33相配合的转动刷上。

换言之，杆33沿任意方向的每个动作都需要与各个毛刷的动作相匹配。

由于提升部件15的数量与流体动力缸16的数量相同，而且这些提升部件15最好由多根与各个流体动力缸16同轴设置的压缩弹簧构成。

每个压缩弹簧都最好安装在一个圆筒形缸体31内并沿着与加压流体的作用方向相反的方向作用于活塞32上。在没有工作压力的情况下，每个压缩弹簧都将各个活塞32和各个活塞杆33移动到一个伸长量最大的位置上，这样就可以通过杠杆10将各个旋转刷提升起来，如图2所示。

这种挤压弹簧必须非常有效，因为旋转刷的重量很大。在图2所示的情况下，该挤压弹簧自己就能够将辊刷提升起来，这就意味着：相关的流体动力马达14a的重量例如可以是约30公斤。

但是，当流体动力缸16的动作迫使辊刷压在需要清扫的表面7上，而且其作用方向与弹簧的作用方向相反时，该重量与流体动力缸16的作用如图3所示。

下面将对装置12的操作进行说明。

为了能够开始工作，操作人员必须将机器1放置在需要清扫或打扫的地面表面上，例如工作间或仓库的地面上。

这种机器不仅要将灰尘或简单的垃圾例如纸、包装残留物等收集起来，而且还要将包括难以清除的物质在内的污染物和脏东西从地面上清除掉。操作人员在工作地点起动收集部件4。具体而言，操作人员将流体动力系统13中的油路打开，这样就可以决定流体动力马达的操作并决定驱动部件或流体动力缸16开始工作，而且还将转动刷向下移动。

当液压油进入流体动力缸16内时，这些液压油实际上将沿着与提升部件或压缩弹簧15相反的方向推动活塞32，这样就能够挤压弹簧并使杆33缩回。

旋转刷与杆33连接在一起，因此将使旋转刷向下移动并在转动的同时局部抵靠在需要清扫的表面7上。

显然，旋转刷对地面施加的压力是一个决定洁净度的主要因素。

操作人员可以通过非常简单的方式对该压力进行调节，例如通过设置在控制面板上的调节控制器或手轮29和通过对该单元或调节阀25的旋钮27施加作用力。手轮的单纯转动至少可以有选择地增加或降低至少驱动部件或流体动力缸16内的工作压力，而该流体动力缸又控制着最重要且一直在转动的旋转刷：辊刷8。

该手轮的位置可由一个简单的指示器(例如刻度盘29a)来表示或者由设置在手轮对侧的简单说明来表示。一个位置例如可以表示灰尘和由纸、塑料和包装残留物构成的垃圾；另一位置例如表示液体和湿性食物；最后一个位置可表示用于清除污染物、油性物质、染料、烃类残留物等。后者可能粘附在需要清扫的地面上，因此需要以最大允许压力作用于地面上才能使旋转刷具有强大的动作力。

在这种情况下，并不要求负责清扫的操作人员具有能够获得最佳洁净度的特殊技能。

此外，调节单元或阀25将预定压力保持为一个不变的数值，这样，即使存在隆起、台阶和高度差的地面上，该机器也能够正常地工作。台阶和高度差实际上将会挤压流体动力缸16。但是，这些情况不会因为工作压力的突然升高而发生作用，而是通过调节单元或阀25将过高的压力油排出。在操作结束时，其仅能将门6a关闭并在使收集部件4停止工作后将该机器1移动到一个排放地点。对于后面的操作而言，其足以使流体动力系统13内的油路停止循环；这样就能够使刷子停止工作并被提升起来。本发明具有许多优点。

其能够根据某些最佳的参数通过一个与手轮29相连接的简单的辅助性控制部件来改变刷子对待扫地面的压力。

这样，即使在某些操作人员缺乏经验的情况下，也能够实现有效和令人满意的清扫。

此外，对刷子的约束以及对工作压力的调节和加强不会对刷子的机动性产生影响，这样就可以将刷子提升起来越过障碍物。

另一优点就在于提升作用是在不降低附着性的前提下进行的，因为工作压力一直保持恒定不变。