具有储能构件和用于储能构件的充电器的表面清洁设备的制作方法

本申请涉及可通过储能构件操作的表面清洁设备、用于储能构件的充电器和具有用于储能构件的机载充电器的表面清洁设备的领域。

背景技术

下文并不承认下文讨论的任何内容是现有技术的一部分或本领域技术人员的公知常识的一部分。

已知各种类型的表面清洁设备，包含立式表面清洁设备、罐式表面清洁设备、杆式表面清洁设备、中央真空系统和手提式表面清洁设备，如手持式真空吸尘器。进一步地，本领域已知旋风手持式真空清洁器的各种设计，所述旋风手持式真空清洁器包含电池操作的旋风手持式真空清洁器。

电池操作的真空清洁器是众所周知的。例如，Best(US 7,377,007)公开了一种具有可拆卸真空模块的立式真空清洁器，其中可拆卸真空模块可以具有机载电池。可以在表面清洁头或可拆卸真空模块中设置充电器。因此，当机载电池需要再充电时，机载充电器可以用于对电池再充电。可替代地，电池充电器可以设置在插接站中，并在将立式真空清洁器放置在插接站中时对电池进行充电。

技术实现要素：

本概述旨在向读者介绍以下更详细的描述，而不是限制或定义任何已要求保护或尚未要求保护的发明。一项或多项发明可以存在于本文件的任何部分(包含其权利要求书和附图)中公开的要素或过程步骤的任何组合或子组合。

根据可以自身使用或与本文所述的任何一个或更多个其它方面一起使用的第一方面，如电池充电器等储能构件充电器可以具有其自身的机载储能构件。因此，当充电器外部的另一个储能构件(例如，用于表面清洁设备的储能构件)需要充电时，充电器中的储能构件可以用于通过其自身或者与例如从如家用电源插座等固定电源汲取电力的同时来对表面清洁设备的储能构件进行充电。储能构件充电器的储能构件可以容纳足够的电荷以对外部储能构件充电至少两次并任选地3次、4次、5次、6次或更多次。使用具有机载储能构件的充电器，用户可以以2C、3C、4C、5C、6C或更高的速率对表面清洁设备的储能构件进行再充电。

在此方面的特定实施方案中，便携式表面清洁设备的储能构件包括一个或更多个如超级电容器等电容器或者由所述一个或更多个电容器组成。

这种设计的优点是用户可以在没有任何中断或在更少和/或更短的中断的情况下清洁整个家庭。例如，目前家用立式或杆式真空清洁器可能需要6-8小时或更长时间来对电池组进行完全再充电。因此，一旦电池组耗尽，用户就可能不得不等待一夜才能完成家庭清洁。相比之下，根据此设计，表面清洁设备包括地板清洁模块和具有机载储能构件的便携式表面清洁单元(例如，起吊式模块(lift away module)或手持式真空吸尘器)。用户可以使用便携式表面清洁单元清洁家庭的一部分(例如，家具)。一旦所述部分被清洁或当机载储能构件耗尽时，可以将便携式表面清洁单元安装在地板清洁单元上。地板清洁单元然后可以借助于从家用电源插座(例如，表面清洁设备可以具有电线)汲取的电力来操作。当用户清洁地板时，便携式表面清洁单元的储能构件可以在例如1-15分钟、2-12分钟、3-10分钟、4-7分钟、约5分钟或少于15分钟的任何期望的时间范围内再充电。因此，当用户需要再次使用便携式表面清洁单元时，便携式表面清洁单元的储能构件可以已被完全充电。因此，此方面允许用户以地板清洁模式和地板上方清洁模式连续使用表面清洁设备。

根据此方面，提供了一种表面清洁设备，其包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端、后端和中心，所述前端具有脏空气入口，所述中心定位于所述前端和所述后端的中间；

(ii)上部区段，所述上部区段在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；

(iii)充电器，所述充电器具有储能构件；以及

(iv)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到地板清洁单元空气出口；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可连接到所述地板清洁单元，所述便携式表面清洁单元包括便携式表面清洁单元空气入口、主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，所述便携式表面清洁单元空气入口可与所述地板清洁单元空气出口以气流连通的方式连接，

其中当已完全充电时，所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次。

在任何实施方案中，所述抽吸电机可以不能直接利用由所述储能构件供应的电力进行操作。

在任何实施方案中，所述抽吸电机可能仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备可以进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

在任何实施方案中，所述储能构件可以设置在所述表面清洁头中并且任选地设置在所述表面清洁头的前部(例如，在所述便携式表面清洁单元前方的位置处，如邻近所述脏空气入口的位置)。

在任何实施方案中，所述储能构件可以具有重心，并且所述重心可以定位于所述表面清洁头的所述中心的前方。

在任何实施方案中，所述地板清洁单元可以进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

在任何实施方案中，所述充电器可以可操作为以至少4C或至少6C的速率对所述电容器再充电。

在任何实施方案中，所述电容器可以包括超级电容器。

在任何实施方案中，所述表面清洁设备可以进一步包括可与固定电源连接的电线。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与固定电源连接的电线。所述电线可以与所述便携式清洁单元可移除地连接。

在任何实施方案中，所述电容器可以可移除地安装在所述便携式表面清洁单元中。

在任何实施方案中，所述便携式表面清洁单元可以包括手持式真空清洁器，并且所述上部区段可以包括具有上端和下端的刚性气流导管，

其中所述刚性气流导管的所述下端在所述直立储存位置与所述向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头，并且

其中所述手持式真空清洁器可连接到所述刚性气流导管的所述上端，

由此当所述手持式真空清洁器连接到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

根据可以单独地使用或与本文所述的任何一个或更多个其它方面一起使用的另一方面，一种表面清洁设备包括地板清洁模块和便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元具有机载储能构件，所述机载储能构件任选地包括如超级电容器等一个或更多个电容器或由所述一个或更多个电容器组成。所述表面清洁头设置有充电器，由此所述机载储能构件可以2C、3C、4C、5C、6C或更高的速率充电。如先前所讨论的，此方面的优点在于，当机载储能构件被再充电时，用户可以在无需停工的情况下连续或更连续地清洁家庭。

根据此方面，提供了一种真空清洁器，其包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端、后端、中心和充电器，所述前端具有脏空气入口，所述中心定位于所述前端和所述后端的中间；

(ii)上部区段，所述上部区段在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到地板清洁单元空气出口；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述上部区段，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

其中所述便携式表面清洁单元在安装到所述地板清洁单元时是可再充电的，并且

其中所述电容器可以至少4C的速率再充电。

在任何实施方案中，所述抽吸电机可能仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备可以进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

在任何实施方案中，所述储能构件可以具有重心，并且所述重心定位于所述表面清洁头的所述中心的前方。所述重心可以定位于所述表面清洁头的所述前端处。

在任何实施方案中，所述电容器可以包括超级电容器。

在任何实施方案中，所述便携式表面清洁单元可以包括手持式真空清洁器，并且所述上部区段可以包括具有上端和下端的刚性气流导管，

其中所述刚性气流导管的所述下端在所述直立储存位置与所述向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头，并且

其中所述手持式真空清洁器可连接到所述刚性气流导管的所述上端，

由此当所述手持式真空清洁器连接到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与固定电源连接的电线。

在任何实施方案中，所述储能构件储存的存储电力可以足以对所述电容器再充电至少两次。

在任何实施方案中，所述地板清洁单元可以进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

根据此方面，还提供了一种真空清洁器，其包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端、后端、中心和充电器，所述前端具有脏空气入口，所述中心定位于所述前端和所述后端的中间；

(ii)上部区段，所述上部区段在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到地板清洁单元空气出口；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述上部区段，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

其中所述便携式表面清洁单元在安装到所述地板清洁单元时是可再充电的，并且

其中所述储能构件具有重心，并且所述重心定位于所述表面清洁头的所述中心的前方。

在任何实施方案中，所述抽吸电机可能仅可通过以下来进行操作：

(c)从所述电容器供应的电力，或者

(d)所述表面清洁设备可以进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

在任何实施方案中，所述重心可以定位于所述表面清洁头的所述前端处。

在任何实施方案中，所述电容器可以包括超级电容器。

在任何实施方案中，所述便携式表面清洁单元可以包括手持式真空清洁器，并且所述上部区段可以包括具有上端和下端的刚性气流导管，

其中所述刚性气流导管的所述下端在所述直立储存位置与所述向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头，并且

其中所述手持式真空清洁器可连接到所述刚性气流导管的所述上端，

由此当所述手持式真空清洁器连接到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

在此类表面清洁设备中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与固定电源连接的电线。所述抽吸电机可能仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备可以进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

在任何实施方案中，所述储能构件储存的存储电力可以足以对所述电容器再充电至少两次或至少三次。

在任何实施方案中，所述地板清洁单元可以进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

根据可以单独地使用或与本文所述的任何一个或更多个其它方面一起使用的另一方面，所述充电器可以远离所述表面清洁设备。这种设计的优点是所述表面清洁设备可以更轻。这可能对于老年人或身体残疾者而言是优选的。具体地，此类设计可以用于所述充电器包含热冷却构件的实施方案。

根据此方面，提供了一种表面清洁设备套件，其包括：

(a)表面清洁设备，所述表面清洁设备包括：

(i)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(ii)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器；以及

(b)充电器，所述充电器可远离所述表面清洁设备定位并可电连接到固定电源，

其中当所述电容器与所述充电器电连接时，所述电容器以至少4C的速率再充电。

在任何实施方案中，所述电容器可以包括超级电容器。

在任何实施方案中，所述充电器可以可操作为以至少6C的速率对所述电容器再充电。

在任何实施方案中，所述表面清洁设备套件可以进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

在任何实施方案中，所述电容器可以可移除地安装到所述便携式表面清洁单元。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与固定电源连接的电线。

在任何实施方案中，所述电线可以与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与所述充电器连接的电线。所述电线可以与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

根据此方面，还提供了一种表面清洁设备套件，其包括：

(a)表面清洁设备，所述表面清洁设备包括：

(i)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(ii)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器；

(b)充电器，所述充电器可远离所述表面清洁设备定位并可电连接到固定电源；以及

(c)热冷却单元，所述热冷却单元热连接到所述充电器。

在任何实施方案中，所述电容器可以包括超级电容器。

在任何实施方案中，所述充电器可以可操作为以至少6C的速率对所述电容器再充电。

在任何实施方案中，所述热冷却单元可以包括液体散热器。

在任何实施方案中，所述电容器可以可移除地安装到所述便携式表面清洁单元。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与固定电源连接的电线。所述电线可以与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

在任何实施方案中，所述便携式清洁单元可以进一步包括可与所述充电器连接的电线。所述电线可以与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

如关于先前方面所讨论的，用户可以使用本文所述的任何方面来连续或更连续地清洁。因此，提供了一种使用杆式真空清洁器清洁表面的方法，所述杆式真空清洁器包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端和后端，所述前端具有脏空气入口；

(ii)刚性气流导管，所述刚性气流导管具有上端和下端，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到刚性气流导管空气出口；以及

(b)手持式真空清洁器，所述手持式真空清洁器可移除地安装到所述刚性气流导管的所述上端，所述手持式真空清洁器包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

所述方法包括：

(a)将所述手持式真空清洁器从所述刚性气流导管的所述上端移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面；

(b)随后将所述手持式真空清洁器安装在所述刚性气流导管的所述上端上并使用所述杆式真空清洁器清洁地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电；以及

(c)随后将所述手持式真空清洁器从所述刚性气流导管的所述上端移除并使用所述手持式真空清洁器清洁表面。

在任何实施方案中，步骤(b)可以包括使用所述杆式真空清洁器清洁所述地板，持续至多5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、120分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟或15分钟，同时所述电容器已基本上或完全再充电。

在任何实施方案中，所述地板清洁单元可以进一步包括具有储能构件的充电器，其中当完全充电时，所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次，并且步骤(b)可以包括使用所述储能构件对所述电容器再充电。

还提供了一种使用表面清洁设备清洁表面的方法，所述表面清洁设备包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

所述方法包括：

(a)将所述便携式清洁单元从所述地板清洁单元上移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面；

(b)随后将所述便携式清洁单元安装在所述地板清洁单元上并使用所述表面清洁设备清洁地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电；以及

(c)随后将所述便携式清洁单元从所述地板清洁单元上移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面。

在任何实施方案中，步骤(b)可以包括使用所述杆式真空清洁器清洁所述地板，持续至多5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、120分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟或15分钟，同时所述电容器已基本上或完全再充电。

在任何实施方案中，所述地板清洁单元可以进一步包括具有储能构件的充电器，其中当完全充电时，所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次，并且步骤(b)可以包括使用所述储能构件对所述电容器再充电。

所述方法可以使用杆式真空清洁器进行，所述杆式真空清洁器包括：

(a)表面清洁头；

(b)刚性气流导管，所述刚性气流导管具有上端和下端，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(c)手持式真空清洁器，所述手持式真空清洁器可移除地安装到所述刚性气流导管的所述上端，所述手持式真空清洁器包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄、电容器和可与固定电源连接的电线，

其中当所述便携式表面清洁单元安装到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

在任何实施方案中，所述电线可以与所述手持式真空清洁器可移除地连接。

在任何实施方案中，所述电容器可以可移除地安装到所述手持式真空清洁器。

在任何实施方案中，所述电容器可以是超级电容器。

应当理解，这些方面中的一个或更多个方面可以与如电动工具、厨房器具、个人器具等外部家用自供电器具一起使用。

附图说明

为了更好地理解所述实施方案并更清楚地示出如何使它们生效，现在将通过举例来参见附图，其中：

图1是根据实施方案的表面清洁设备的透视图；

图2是图1的表面清洁设备的分解图；

图3是图1的表面清洁设备的便携式表面清洁单元的透视图；

图4是沿图3中的线4-4截取的横截面视图；

图5是根据另一实施方案的表面清洁设备的透视图；

图6是图5的表面清洁设备的分解图；

图7是图3的便携式表面清洁单元的侧立面图，其中储能构件被移除；

图8是图7的储能构件和充电器的透视图；

图9是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图10是根据实施方案的通过电力电缆连接到固定电源的便携式表面清洁单元的透视图；

图11是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图12是根据实施方案的与电力电缆断开连接的便携式表面清洁单元的透视图；

图13是根据实施方案的具有通过电力电缆连接到固定电源的地板清洁单元的表面清洁设备的透视图；

图14是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图15是根据实施方案的具有通过电力电缆连接到充电器的地板清洁单元的表面清洁设备的透视图；

图16是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图17是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图18-20是根据各个实施方案的储能构件、热冷却单元和充电器的示意图；

图21是展示了根据实施方案的利用表面清洁设备进行清洁的方法的流程图；

图22是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；

图23是根据实施方案的表面清洁设备的示意图；以及

图24是根据实施方案的表面清洁设备的示意图。

具体实施方式

许多实施方案在本申请中进行了描述并且仅出于说明目的而呈现。所述实施方案不旨在在任何意义上进行限制。本发明广泛适用于许多实施方案，这从本文的公开内容中显而易见。本领域技术人员将认识到，可以在具有不脱离本文公开的教导的修改和改变的情况下来实践本发明。尽管可以参考一个或更多个特定实施方案或附图来描述本发明的特定特征，但是应当理解，此类特征不限于在描述所述特征时所参考的一个或更多个特定实施方案或附图中的使用。

除非另有明确说明，否则术语“一实施方案”、“实施方案(embodiment)”、“实施方案(embodiments)”、“所述实施方案(the embodiment)”、“所述实施方案(the embodiments)”、“一个或更多个实施方案”、“一些实施方案”和“一个实施方案”意指“本发明的一个或更多个(但不是所有)实施方案”。

除非另有明确指定，否则术语“包含”、“包括”及其变体是指“包含但不限于”。除非另有明确指定，否则项目列表并不意味着项目中的任何或所有项目是相互排斥的。除非另有明确指定，否则术语“一个”、“一种”和“所述”意指“一个或更多个”。

如本文和权利要求书中所使用的，只要存在连结，就称两个或更多个部件“联接”、“连接”、“附接”、“接合”、“附连”或“紧固”，其中所述部件直接地或间接地(即，通过一个或更多个中间部件)接合在一起或一起操作。如本文和权利要求书中所使用的，在以下情况下称两个或更多个部件“直接联接”、“直接连接”、“直接附接”、“直接接合”、“直接附连”或“直接紧固”：所述部件以彼此物理接触的方式连接。如本文所使用的，在以下情况下称两个或更多个部件“刚性联接”、“刚性连接”、“刚性附接”、“刚性接合”、“刚性附连”或“刚性紧固”：所述部件被联接以便作为整体移动，同时相对于彼此保持恒定朝向。术语“联接”、“连接”、“附接”、“接合”、“附连”和“紧固”均不区分两个或更多个部件接合在一起的方式。

进一步地，尽管方法步骤可以按顺序的次序描述(在本公开中和/或在权利要求书中)，但是此类方法可以被配置成以交替的次序工作。换句话说，可能描述的步骤的任何顺序或次序并不一定表示要求按所述次序执行步骤。本文所述的方法的步骤可以以任何可行的次序执行。进一步地，一些步骤可以同时执行。

本文中的一些元件可以通过部件号来标识，所述部件号由基数后跟字母或下标数字后缀(例如，112a或1121)构成。本文中的多个元件可以通过部件号来标识，所述部件号共享共同的基数且其后缀不同(例如，1121、1122和1123)。所有具有共同基数的元件均可以使用不带后缀的基数(例如，112)来统称或通称。

手持式真空清洁器的一般描述

参考图1-6，表面清洁设备的示例性实施方案一般示出为100。以下是对设备100的一般性讨论，其为理解本文所讨论的若干个特征提供了基础。如随后所讨论的，在本文公开的此实施方案或其它实施方案中，特征中的每个特征可以单独使用或以任何特定组合或子组合使用。

表面清洁设备100可以是任何类型的表面清洁设备，包含例如如图1所示的杆式真空清洁器、如图5所示的立式真空清洁器、罐式真空清洁器、提取器或湿式/干式真空清洁器。任选地，表面清洁设备100可以使用一个或更多个旋风器并且因此可以是旋风表面清洁设备。

在图1-6中，表面清洁设备100被展示为包含地板清洁单元104和可连接到地板清洁单元104的便携式表面清洁单元108。地板清洁单元104可以包含适于清洁地板的表面清洁头112。便携式表面清洁单元108可以包含空气处理构件116。表面清洁设备100可以包含直立配置(也称为‘地板清洁配置’，参见图1和图5)，其中便携式表面清洁单元108安装到地板清洁单元104，并且进入表面清洁头112的脏空气向下游流动到便携式表面清洁单元108，在该处脏空气由空气处理构件116清洁。表面清洁设备100还可以包含‘便携式清洁配置’(也称为‘手提式配置’或‘地板上方清洁配置’，参见图3和图6)，其中便携式表面清洁单元108与地板清洁单元104分离，以便清洁地板上方的表面和例如通常表面清洁头112无法到达或不适合用所述表面清洁头清洁的表面。

在图1-4的实施方案中，表面清洁设备100被展示为杆式真空清洁器，所述杆式真空清洁器也可以称为“杆式真空吸尘器(stickvac)”。如本文和权利要求书中所使用的，杆式真空清洁器是这样的真空清洁器：其中便携式表面清洁单元108是手持式真空清洁器，所述手持式真空清洁器(hand vacuum cleaner)也可以被称为“手持式真空吸尘器(handvac)”或“手持式真空清洁器(hand-held vacuumcleaner)”。如本文和权利要求书中所使用的，手持式真空清洁器是通常可以单手操作以清洁表面的真空清洁器。也就是说，手持式真空清洁器的整个重量可以由用于相对于待清洁表面引导手持式真空清洁器的脏空气入口的同一只手握持。例如，手柄120和脏空气入口124可以彼此刚性联接(直接或间接)，如一体成型或单独模制然后如通过粘合剂或焊接来不可移除地固定在一起，以便作为整体移动，同时相对于彼此保持恒定朝向。这与罐式和立式真空清洁器形成对比，所述罐式和立式真空清洁器的重量在使用过程中通常由表面(例如，地板)支撑。

在图5-6的实施方案中，表面清洁设备100被展示为可转换立式真空吸尘器，其中便携式表面清洁单元108是‘起吊式’吊舱，在便携式清洁配置下，所述‘起吊式’吊舱可以通过手柄120来手提。与手持式真空清洁器相反，起吊式吊舱通常使用柔性软管将用于处理的空气递送到起吊式吊舱壳体中设置的进气口。如所示出的，便携式表面清洁单元108可以包含位于柔性软管128上游的脏空气入口124。例如，脏空气入口124可以位于刚性导管132(例如，杆)的上游端处。用户可以操控刚性导管132以将脏空气入口124定位在待清洁的表面(例如，地板上方表面)上或附近。任选地，刚性导管132可以包含手柄136，供用户在操控刚性导管132时抓握。

再次参考图1-6，地板清洁单元104可以包含表面清洁头112、上部区段140、脏空气入口144、空气出口148和从脏空气入口144延伸到空气出口148的气流路径152。如所示出的，表面清洁头112可以包含与后端160相对的前端156、相对的侧164和168以及与上端176相对的下端172。脏空气入口144可以位于下端172上。例如，脏空气入口144可以设置在前端156处。可替代地或另外地，脏空气入口可以设置在后端160处或前端156和后端160的中间处。

上部区段140可以以允许上部区段140在直立储存位置(例如，图1)和倾斜地板清洁位置(例如，图5)之间移动的方式可移动地安装到表面清洁头112。例如，上部区段140可以具有与表面清洁头112的旋转连接，所述旋转连接允许上部区段140在直立储存位置与倾斜地板清洁位置之间旋转。

如图1-4中所示，便携式表面清洁单元108是手持式真空清洁器，并且在图5-6中，便携式表面清洁单元108是起吊式吊舱。因此，下面对设备100和便携式表面清洁单元108的描述频繁参考示出了其中便携式表面清洁单元108被展示为类似于图1-4的手持式真空吸尘器的实施方案的图。为了清楚和简洁并避免重复，所述描述可以不参考具有与图5-6的实施方案相似的外观的起吊式吊舱型式。然而，本领域技术人员明确考虑到并将容易理解的是，除非另有明确规定，否则参考类似于图1-4的实施方案的手持式真空清洁器描述的特征经必要修正后还适用于具有类似于图5-6的起吊式吊舱的实施方案。

参考图3-4，便携式表面清洁单元108包含具有空气处理构件116(所述空气处理构件可以永久地附连到主体或可以从所述主体移除以进行清空)的主体180、脏空气入口124、清洁空气出口184以及在脏空气入口124与清洁空气出口184之间延伸的气流路径188。

便携式表面清洁单元108具有前端192、后端196、上端(也称为顶部)204和下端(也称为底部)208。在所示的实施方案中，脏空气入口124位于前端192的上部部分处，而清洁空气出口184位于后端196处。应当理解，脏空气入口124和清洁空气出口184可以定位于便携式表面清洁单元108的不同位置。例如，图6展示了清洁空气出口184位于前端192处的实施方案。

转到图4，便携式表面清洁单元108可以包含抽吸电机212以通过气流路径188产生真空抽吸。抽吸电机212可以定位于电机壳体216内。抽吸电机212可以是包含电机和叶轮叶片的风扇-电机组件。在展示的实施方案中，抽吸电机212定位于空气处理构件116下游的气流路径188中。在此配置下，抽吸电机212可以被称为“清洁空气电机”。可替代地，抽吸电机212可以定位于空气处理构件116的上游，并且被称为“脏空气电机”。

空气处理构件116被配置成从气流中移除污垢颗粒和其它碎屑。在所展示的示例中，空气处理构件116包含具有单个旋风清洁级的旋风器组件(也称为“旋风器箱组件”)，所述单个旋风清洁级具有单个旋风器220和污垢收集室224(也称为“污垢收集区域”、“污垢收集箱”、“污垢箱”或“污垢室”)。旋风器220具有旋风器室228、旋风器空气入口232和旋风器空气出口236。污垢收集室224可以在旋风器室228的外部(即，污垢收集室224的空间可以与旋风器室228的空间分立)。旋风器220和污垢收集室224可以是适合于从气流中分离污垢并分别收集分离的污垢的任何配置，并且可以通过旋风器室的污垢出口连通。

在替代实施方案中，空气处理构件116可以包含具有两个或更多个彼此串联布置的旋风清洁级的旋风器组件。每个旋风清洁级可以包含彼此平行布置的一个或更多个旋风器以及一个或更多个具有任何适当配置的污垢收集室。污垢收集室可以在旋风器的旋风器室的外部。可替代地，一个或更多个(或所有)污垢收集室可以在旋风器室中的一个或更多个(或所有)旋风器室的内部。例如，内部污垢收集室可以被配置为旋风器室内的污垢收集区。

在其它实施方案中，空气处理构件116可以不包含旋风清洁级。例如，空气处理构件116可以包含袋子、多孔物理过滤介质(例如，泡沫或毡)、一个或更多个筛网或其它空气处理装置。

参考图4，便携式表面清洁单元108可以包含设置在气流路径188中空气处理构件116下游和抽吸电机212上游的电机前过滤器240。电机前过滤器240可以由任何合适的物理多孔过滤介质(也称为“多孔过滤材料”)形成。例如，电机前过滤器240可以是泡沫过滤器、毡过滤器、HEPA过滤器或其它物理过滤介质中的一种或多种。在一些实施方案中，电机前过滤器240可以包含静电过滤器等。如所示出的，电机前过滤器240可以位于空气处理构件116外部的电机前过滤器壳体244中。

在展示的实施方案中，脏空气入口124是空气入口导管248的入口端252。任选地，空气入口导管248的入口端252可以用作用于直接清洁表面的喷嘴。可替代地或除了用作喷嘴之外，空气入口导管248可以连接(例如，直接连接)到任何合适的辅助工具的下游端，所述辅助工具如刚性气流导管(例如，地板上方清洁杆)、缝隙工具、迷你刷等。如所示出的，脏空气入口124可以定位于空气处理构件116的前方，但并非必须如此。

在图4的实施方案中，空气处理构件包括旋风器220，空气处理空气入口是旋风器空气入口232，并且空气处理构件空气出口是旋风器空气出口236。因此，当在便携式清洁配置下操作时，抽吸电机212可以被启动以通过脏空气入口124将脏空气汲取到便携式表面清洁单元108中。脏空气沿空气入口导管248被引导到旋风器空气入口232。如所示出的，旋风器空气入口232可以引导脏气流在切向方向上进入旋风器室228以促进旋风作用。随着脏气流从旋风器空气入口232行进到旋风器空气出口236，污垢颗粒和其它碎屑可以从脏气流中解除夹带(即，分离)。解除夹带的污垢颗粒和碎屑可以通过污垢出口从旋风器室228排放到旋风器室228外部的污垢收集室224中，在所述污垢收集室处，可以收集和储存污垢颗粒和碎屑，直到污物收集室224被清空。

从旋风器室228离开的空气可以通过位于旋风器空气出口236上游的出口通道256。旋风器室出口通道256还可以充当涡流导向器(vortex finder)以促进旋风器室228内的旋风流动。在一些实施方案中，旋风器出口通道256可以包含位于气流路径188中的用于移除离开气流中剩余的如毛发等大污垢颗粒和碎屑的筛网260(也称为护罩)(例如，细网眼筛网)。

气流可以从旋风器空气出口236被引导到电机前过滤器壳体244中。气流可以通过电机前过滤器240，然后离开电机前过滤器壳体244进入电机壳体216中。在电机壳体216处，清洁气流可以被汲取到抽吸电机212中，并且然后通过清洁空气出口184从便携式表面清洁单元108排放。在离开清洁空气出口184之前，经处理的空气可以通过电机后过滤器，所述电机后过滤器可以为一层或多层过滤介质。

参考图1-4，在直立配置(图1)下，便携式表面清洁单元108的脏空气入口124流体连接到地板清洁单元104的空气出口148，由此便携式表面清洁单元108的气流路径188位于地板清洁单元104的气流路径152的下游。在操作中，脏空气进入地板清洁单元104的脏空气入口144，沿着气流路径152行进到空气出口148，并且然后在脏空气入口124处进入便携式表面清洁单元108。如上文结合便携式清洁配置所述，脏气流从脏空气入口124移动通过便携式表面清洁单元108。

参考图1-2，地板清洁单元104的上部区段140可以包含刚性气流导管132。刚性气流导管132包含位于导管下端268下游的导管上端264。导管下端268可以在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到表面清洁设备。便携式表面清洁单元108可以连接到导管上端264。如所示出的，这允许将手持式真空吸尘器108的手柄120用作杆式真空吸尘器100的转向手柄。

快速充电电容器

无线真空清洁器的一个趋势是在一次充电中提供更长的运行时间。例如，一些无线真空清洁器在再充电前可以连续运行30分钟或更长时间。然而，此类真空清洁器需要大、昂贵、笨重的电池。在使用中，这会使这些真空清洁器在尺寸和重量上都难以携带。此外，对高容量电池进行完全再充电可能需要很长时间，而且在真空清洁器的工作寿命期间电池经常会劣化并需要更换。更换电池的费用对用户来说是一笔不小的开支。

在本文公开的一些实施方案中，表面清洁设备包含配备有储能构件的便携式表面清洁单元，所述储能构件具有一个或更多个电容器。与可再充电电池(例如，铅酸电池、镍镉(Ni-Cad)电池、镍氢(NiMH)电池或锂电池)相比，电容器的再充电可以快得多并且使用寿命更长(以充电循环衡量)。对于电池供电的真空吸尘器，传统的设计理念是拥有较长的运行时间以减少在清洁环节期间必须再充电的情况很重要，因为再充电可能需要几个小时(例如，4-8小时)，这将对希望及时结束清洁环节的用户造成中断干扰。相比之下，利用电容器供电的便携式清洁单元，在环节中需要再充电所造成中断干扰可能是最小的，因为它可能仅需要几秒钟到几分钟的时间来再充电。因此，电容器供电的便携式表面清洁单元可以包含相对较小的储能容量，因为避免在环节中再充电并不是优先考虑事项。结果，与高容量电池组相比，电容器供电的便携式表面清洁单元可以具有相对较小和较轻的机载储能构件(一个或更多个电容器)。这可以使电容器供电的便携式表面清洁单元在整体上更小和更轻，而不会影响性能或用户体验。此外，电容器的较长寿命(通常为100万次充电循环或更多)意味着在便携式表面清洁单元的工作寿命期间通常将不需要更换电容器。

本节中的特征可以在任何表面清洁设备中单独使用或者以与本文所述的任何其它一个或更多个特征的任何组合或子组合使用。

为方便起见，本文提及的“电容器”意指“一个或更多个电容器”，除非另有明确说明(例如，“单个电容器”)。类似地，本文提及的“电池”意指“一个或更多个电池”，除非另有明确说明(例如，“单个电池”)。

参考图4，便携式表面清洁单元108被示出为包含储能构件272。储能构件272可以包含电容器276。例如，电容器276可以是储能构件272中唯一重要的储能器，或者储能构件272可以进一步包含电池。便携式表面清洁单元108的一些或全部电力消耗元件可以由电容器276供电。例如，至少抽吸电机212可以由电容器276供电。在一些实施方案中，便携式表面清洁单元108的一些或全部电力消耗元件可以专门由电容器276供电。例如，在一些实施方案中，至少抽吸电机212可以专门由电容器276供电。

电容器276可以是适合于供应至少操作抽吸电机212所需的电力的任何电容器。例如，电容器276可以是超级电容器(也称为特级电容器或金电容(Goldcap))。与电解电容器相比，超级电容器具有显著更高的能量密度(每单位质量和每单位体积)。超级电容器的类型包含静电双层电容器(EDLC)、电化学赝电容器和以静电和电化学方式储存电荷的混合电容器。因此，将理解便携式表面清洁单元108可以仅使用单个电容器276或任选地，例如2个、3个或4个电容器276。

电容器276可以通过来自便携式表面清洁单元108外部的电源的电力来再充电。图7-8示出了这样的示例：其中储能构件272可从便携式表面清洁单元108移除以电连接到外部充电器280。外部充电器280可以通过与固定电源284(例如，市电)的电连接供电。这种设计的优点是与将充电器280包含在便携式表面清洁单元108内相比，外部充电器280还减小了便携式表面清洁单元108的尺寸和重量。进一步地，这种设计可能不需要便携式表面清洁单元108具有电源线或电源线连接器，所述设计也可以在其它一切相同的情况下减小便携式表面清洁单元108的尺寸和重量。应当理解，如果电容器快速充电(例如，1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟)，则用户可能能够冲一杯咖啡或拨打一个简短的电话然后返回以利用已更充分地再充电的电容器276继续进行清洁操作。

这种设计的另外的优点是所述设计可以允许用户将已放电的储能构件272更换为已储存在充电器280上的已充电的储能构件272。

可替代地或除了储能构件272可移除以进行再充电之外，储能构件272可以原位再充电而无需从便携式表面清洁单元108移除。例如，图9-10示出了其中便携式表面清洁单元108包含用于从固定电源284朝储能构件272传输电力的电力电缆288的实施方案。不可移除的储能构件272的优点在于其可能不需要用于用户处理和运输的分立外壳，因为所述不可移除的储能构件永久地容纳在主体180内。进一步地，不可移除的储能构件272可能不需要硬件来支持用户容易地移除和插入储能构件272。在其它一切都相同的情况下，这可以使储能构件272更小和更轻。

根据图9-10的替代例示实施方案，便携式表面清洁单元108包含位于主体180内的充电器280。这种设计的优点是其可以使将便携式表面清洁单元108连接到固定电源284更加方便，因为不需要将外部充电器重新定位到所选固定电源284。

图11示出了替代实施方案，其中储能构件272可通过与外部充电器280的有线连接来原位再充电而无需从便携式表面清洁单元108移除。这种设计的优点是在所有一切都相同的情况下，与在便携式表面清洁单元108内包含充电器280相比，所述设计可以减小便携式表面清洁单元108的尺寸和重量。

在储能构件272可原位再充电而无需从便携式表面清洁单元108移除的替代实施方案中，便携式表面清洁单元108本身可以插入充电器280中。

储能构件272可以具有足够的能量容量以至少为抽吸电机212(或便携式表面清洁单元108的所有电力消耗部件)供电至少3分钟(例如，3分钟到15分钟)。例如，具有至少5Wh容量的储能构件272可以向抽吸电机212提供100W的功率，持续至少3分钟。如上所述，在一些实施方案中，所有储能器都可以由电容器276提供。3到5分钟的运行时间可能足以用于短期清洁环节，例如清洁沙发上的面包屑、清洁花盆周围的污垢或清洁儿童溅洒的谷物。

如果任务较大并且需要比储能构件272所能提供的更多的运行时间，则储能构件272可以被快速再充电。例如，充电器280(无论是位于便携式表面清洁单元108的外部还是内部)可以被配置成以至少2C、3C或4C(例如，至少6C，如4C到10C或6C到10C)的速率对电容器276进行再充电。与许多电池情况下的数小时相比，这可以允许电容器276在数秒或数分钟内被完全再充电。

回到图10，在一些实施方案中，电力电缆288可以永久地连接到便携式表面清洁单元108。这种设计的优点是其可能不需要便携式表面清洁单元108具有硬件来支持可移除的连接，并且所述设计可以使将便携式表面清洁单元108连接到固定电源284更加方便以致于不需要将单独的电力电缆288重新定位到所选电源284。图12示出了替代实施方案，其中电力电缆288可移除地连接到便携式表面清洁单元108。例如，电力电缆288可以仅在用于对储能构件272进行再充电时连接到便携式表面清洁单元108。这种设计的优点是当便携式表面清洁单元108不需要连接到固定电源284时(例如，不再充电时)，不需要用户承载电力电缆288的重量。

在直立配置下可再充电的电容器

在一些实施方案中，当便携式表面清洁单元连接到地板清洁单元时，地板清洁单元对便携式表面清洁单元的电容器充电。例如，便携式表面清洁单元的电容器可以在表面清洁设备在直立配置下操作时再充电。这种设计有若干个优点。第一，这种设计可以减轻便携式表面清洁单元的电容器当在便携式清洁配置下使用而与地板清洁单元断开连接时的死机。第二，如果便携式表面清洁单元在便携式表面清洁模式下电量耗尽，则这种设计可以允许以直立配置继续清洁。例如，如果便携式表面清洁单元的电容器在清洁地板上方表面时电量耗尽，则用户可以将便携式表面清洁单元连接到地板清洁单元并在电容器再充电的同时恢复清洁地板表面。第三，这种设计可以允许电容器在便携式表面清洁单元在储存模式下连接到地板清洁单元时再充电。与需要将便携式表面清洁单元与地板清洁单元断开连接以再充电的设计相比，这减少了地板清洁单元的错放。

本节中的特征可以在任何表面清洁设备中单独使用或者以与本文所述的任何其它一个或更多个特征的任何组合或子组合使用。

现在参考图13-图14。如所示出的，地板清洁单元104可以包含充电器280。例如，充电器280可以如图所示位于表面清洁头112中，或位于上部区段140中。当充电器280连接到电源并且便携式表面清洁单元108连接到地板清洁单元104时，充电器280可以对储能构件272(至少包含电容器276)再充电。在所展示的示例中，便携式表面清洁单元108在直立配置下连接到地板清洁单元104。因此，储能构件272可以在表面清洁设备100处于储存位置和/或倾斜的地板清洁位置时再充电。

当设备100处于倾斜的地板清洁位置时可以对储能构件272再充电的实施方案可以允许用户在便携式表面清洁单元108在便携式清洁配置下电量耗尽时继续清洁而不会中断。电容器276的快速充电速率意味着电容器276可以在短时间段内完全再充电，并且因此允许用户在仅处于直立配置下一小段时间后返回到便携式清洁配置。

在一些实施方案中，抽吸电机212可以仅(即，排他地)由(i)储能构件272(例如，当在便携式清洁配置下时)或(ii)由固定电源(例如，市电，当在直立清洁配置下时)供电。如所示出的，当在直立清洁配置下时，充电器280可以通过电力电缆288电连接到固定电源284。电力电缆288可以具有适合于允许表面清洁设备100在连接到固定电源284的同时以直立配置用于清洁地板的长度。例如，电力电缆288可以为至少10-15英尺长。

电力电缆288可以永久地连接到地板清洁单元104。例如，当在直立配置下时，表面清洁设备100可能需要与固定电源284电连接。这可以鼓励用户安排他们的清洁惯例以允许储能构件272在以便携式清洁配置下使用的短时间段之间再充电。

可替代地，电力电缆288可以可移除地连接到地板清洁单元104。这允许表面清洁设备100在处于直立配置下时以无线方式操作，即使仅维持取决于储能构件272的电力容量的较短持续时间。例如，这可以允许在直立配置下使用表面清洁设备100来清洁在其一定范围内没有电源插座的地板(例如，在未完工的地下室中)。

图15示出了其中充电器280位于地板清洁单元104的外部的实施方案。与在地板清洁单元104内部具有充电器280的设计相比，这可以减小地板清洁单元104的尺寸和重量。

包含储能构件的地板清洁单元

在一些实施方案中，地板清洁单元可以包含储能构件。储能构件可以具有足够的电力容量以对便携式表面清洁单元的电容器完全再充电若干次。这通过所述表面清洁设备实现了连续的无线清洁环节，其中清洁环节包含以下的两次或更多次迭代：(i)在便携式清洁配置下利用便携式清洁单元进行清洁，以及(ii)在直立清洁配置下进行清洁的同时对便携式清洁单元进行再充电。地板清洁单元可以包含储能容量比便携式表面清洁单元的电容器大若干倍的相对便宜的、可再充电的储能构件(例如，铅酸、镍镉、镍氢或锂)。虽然在地板清洁单元(任选地，表面清洁头)中提供可再充电的储能构件增加了地板清洁单元的重量，但此增加的重量由被清洁的地板支撑，并且当在储存配置下时，还可以通过降低重心来帮助稳定表面清洁设备100。可替代地或另外地，所述增加的重量可以提供帮助将表面清洁头的脏空气入口与被清洁的地板保持期望的距离所需的重量。

本节中的特征可以在任何表面清洁设备中单独使用或者以与本文所述的任何其它一个或更多个特征的任何组合或子组合使用。

参考图16，地板清洁单元104可以包含储能构件292。地板清洁单元104还可以包含充电器280，如图所示。充电器280可以包含一个或更多个充电电路，所述一个或更多个充电电路用于以下中的一项或多项：

(i)将电力从固定电源(即，通过电力电缆288)供应到储能构件292；

(ii)将电力从地板清洁单元储能构件292供应到便携式表面清洁单元储能构件272；以及

(iii)将电力从固定电源(即，通过电力电缆288)供应到储能构件272。

储能构件292可以是适合于供应用于对储能构件272完全再充电一次或若干次的电力的任何装置。例如，储能构件292可以包含电池和/或电容器，所述电池和/或电容器共同具有足以对储能构件272(或至少电容器276)再充电两次或更多次(例如，三次或更多次，或六次或更多次)的储能容量。

在一些实施方案中，当便携式表面清洁单元108连接到地板清洁单元104并且地板清洁单元104与外部电源断开连接(例如，电力电缆288与市电断开连接和/或与地板清洁单元104断开连接)时，储能构件272由充电器280利用来自储能构件292的电力充电。在这种情况下，表面清洁设备100可以在储能构件272充电的同时在倾斜的地板清洁位置操作以清洁地板。在短时间段(例如，15分钟或更短时间)之后，储能构件272将已经基本上或完全再充电，并且便携式表面清洁单元108可以被移除以再次在便携式清洁配置下使用。

当储能构件272正由充电器280利用由储能构件292供应的电力来充电时，抽吸电机212可以专门由储能构件272供电。这种设计的优点是所述设计不需要便携式表面清洁单元108包含以下电路系统，所述电路系统能够对抽吸电机212进行电气重新配置以直接从储能构件292接收电力和/或使抽吸电机212能够直接从储能构件292接收电力。进一步地，这种设计不要求储能构件292能够以足以供应(i)储能构件272的再充电和(ii)为抽吸电机212供电的速率放电。

可替代地，当储能构件272正由充电器280利用由储能构件292供应的电力来充电时，抽吸电机212可以专门由储能构件292供电。这种设计的优点是所述设计可以减少或停止储能构件272的放电，使得储能构件272可以更快地实现基本上或完全的充电以供在便携式清洁配置下使用。

可替代地，当储能构件272正由充电器280利用由储能构件292供应的电力来充电时，抽吸电机212可以由储能构件272、292一起供电。

在一些实施方案中，当便携式表面清洁单元108连接到地板清洁单元104并且地板清洁单元104连接到外部电源(例如，电力电缆288连接到市电和地板清洁单元104)时，以下中的一项或多项可以同时发生：

(i)储能构件272可以由充电器280利用来自储能构件292的电力和/或来自外部电源的电力充电；

(ii)储能构件292可以由充电器280利用来自外部电源的电力充电；以及

(iii)抽吸电机212可以由来自储能构件272和/或储能构件292和/或外部电源的能量供电。

在这种情况下从外部电源部分地或完全地为抽吸电机212供电的优点是其可以减少或停止由于储能构件272、292向抽吸电机212供电而产生的能量放电，使得储能构件272、292可以更快地实现基本上或完全再充电。一旦储能构件272、292已经实现基本上或完全充电，表面清洁设备100可以再次在无线配置下使用(例如，电力电缆288可以与市电断开连接和/或与地板清洁单元104断开连接)。

现在参考图17。可替代地或除了在地板清洁单元104中提供充电器2801之外，地板清洁单元104可以连接到外部充电器2802。例如，内部充电器2801可以被配置具有用于将电力从储能构件292传送到储能构件272的充电电路，并且外部充电器2802可以被配置具有用于将电力从外部电源(例如，市电)传送到储能构件292的充电电路。与在地板清洁单元104内包含充电器2801和2802两者(或具有两个充电器功能的单个充电器)的设计相比，这种设计可以减小地板清洁单元104的尺寸和/或重量。

参考图16-17，储能构件292可以位于地板清洁单元104内的任何地方。例如，储能构件292可以位于表面清洁头112(如所示出的)或上部区段140处(例如，位于其内部、位于其一部分处或与其附接)。在展示的实施方案中，表面清洁头112具有位于前端156和后端160中间的中心304，并且储能构件292具有位于清洁头中心304前方的重心296。这种设计的优点是储能构件292可以帮助表面清洁设备100的重心向前移动，从而帮助在处于储存位置时稳定表面清洁设备100。例如，设备100的更向前的重心可以减轻表面清洁设备在处于储存位置时向后倾倒的情况。

在充电和/或放电期间的热冷却

储能构件在不遭受损坏或实质性劣化的情况下能够充电的速率可能受到充电期间所产生热量的限制。当用于器具的储能构件充电时，产生的热量可以将储能构件的温度升高到危险或破坏性水平。在一些实施方案中，提供了在充电期间直接或间接冷却器具储能构件的热冷却单元。当储能构件快速充电时(例如，以4C或更快的速率)，这可以帮助将储能构件的温度保持在安全界限内。如果充电器在表面清洁单元中，则表面清洁设备可以包含充电器和热冷却单元。可替代地，如果充电器是远程的，则充电器可以包含热冷却单元。此热冷却单元可以被称为器具储能构件热冷却单元。

如本文所讨论的，用于对储能构件充电的充电器本身可以具有机载储能构件。此机载储能构件在不遭受损坏或实质性劣化的情况下能够放电的速率也可能受到放电期间所产生热量的限制。当储能构件快速放电时，产生的热量可以将储能构件的温度升高到危险或破坏性水平。在一些实施方案中，提供了在放电期间直接或间接冷却充电器储能构件的热冷却单元。当充电器对储能构件快速充电时(例如，以4C或更快的速率)，这可以帮助将充电器的储能构件的温度保持在安全界限内。如果充电器在表面清洁单元中，则表面清洁设备可以包含充电器和热冷却单元。可替代地，如果充电器是远程的，则充电器可以包含热冷却单元。此热冷却单元可以被称为充电器储能构件热冷却单元。

应当理解，在一些实施方案中，器具储能构件热冷却单元和充电器储能构件热冷却单元可以是相同的热冷却单元。

本节中的特征可以在任何表面清洁设备中单独使用或者以与本文所述的任何其它一个或更多个特征的任何组合或子组合使用。

图18-20展示了充电器280和热冷却单元308的各个实施方案，所述充电器280电连接到储能构件272或292，所述热冷却单元308热连接到储能构件272、292，以移除储能构件272或292再充电或储能构件292放电期间产生的热量，从而在储能构件快速充电或储能构件292快速放电时将储能构件272、292的温度保持在安全界限内。

应当理解，在其它地方所述或在任何图中展示的表面清洁设备100、地板清洁单元104或便携式表面清洁单元108的任何实施方案中，本文所述的包含热冷却单元308的布置可以与储能构件272和/或292组合使用。进一步地，热冷却单元308可以被包含在使用储能构件的位置处(例如，在便携式表面清洁单元108中)或储能构件被再充电的位置处(例如，如果原位充电，则在便携式表面清洁单元108中，或者如果在器具100外部再充电，则在充电器280中)。例如，参考图22和图23，便携式表面清洁单元108可以包含热冷却单元308，因为储能构件272可以原位再充电。可替代地或另外地，如图23所例示，表面清洁头112可以包含热冷却单元308以在储能构件292充电和/或放电时冷却储能构件292。在图24中例示的替代实施方案中，储能构件272在设备100外部再充电。因此，远程充电器280设置有热冷却单元308，所述热冷却单元可以用于在充电期间冷却储能构件272和/或292和/或在放电期间冷却储能构件292。应当理解，充电器280可以具有单个热冷却单元308，当储能构件272、292安装在充电器280中时，所述热冷却单元热连接到储能构件272、292中的每个储能构件。可替代地，可以提供当储能构件272安装在充电器280中时与储能构件272热连接的第一热冷却单元308，并且可以提供当储能构件292安装在充电器280中时与储能构件292热连接的第二热冷却单元308。

参考图18，在一些实施方案中，热冷却单元308可以包含主动冷却。可以使用本领域已知的任何主动冷却手段。即，热冷却单元308可以包含动力冷却元件312。这种设计的优点是可以通过调节供应给冷却元件312的动力来控制冷却速率。这可以提供对储能构件272、292温度的更好控制。动力冷却元件312可以是可以被操作以从储能构件272、292移除热量的任何动力装置。例如，动力冷却元件312可以是如图所示的风扇、冷却剂循环泵(例如，储能构件或收纳储能构件的外壳可以包含冷却液由于冷却剂循环泵的操作而可以流动通过的流动通道)或珀耳帖冷却器(Peltier cooler)。如所示出的，充电器280可以被配置成控制动力冷却元件312的操作。例如，充电器280可以包含温度传感器，所述温度传感器向控制器提供信号，所述控制器继而根据来自传感器的表示储能构件272、292温度的信号来控制风扇312的速度。

可替代地或除了动力冷却元件312之外，热冷却单元308可以包含被动冷却元件316。被动冷却元件316可以是可在充电期间有效地从储能构件272、292移除热量的无动力装置。图19示出了这样的示例：其中被动冷却元件316是散热器(例如，金属散热器，如铝散热器)。图20示出了这样的示例：其中被动冷却元件316是液体散热器。

在一些实施方案中，被动冷却元件316可以被配置成提供扩大的表面积以促进与环境空气的自然对流冷却。例如，图19中的散热器316包含共同提供大表面积以供对流冷却的多个翅片320。在使用中，储能构件272、292被定位成与散热器316热接触(例如，邻接)，由此来自储能构件272、292的热量通过传导传递到散热器316中，并且来自散热器316的热量通过对流损失到环境空气中。

可替代地或除了促进对流热损失之外，被动冷却元件316可以具有足以吸收由于储能构件272、292的一次或若干次充电(例如，至少2次充电循环、至少3次充电循环或至少4次充电循环)和/或储能构件292的快速放电产生的热量的热容量。例如，被动冷却元件316可以包含一定体积的材料，所述材料在吸收储能构件272、292的一次或若干次充电后将储能构件272、292保持在目标温度以下。在图19的示例性实施方案中，散热器316可以由足够体积的金属(例如，铝)构成以实现此效果。在图20中，热冷却单元308被示出为包含壳体324，所述壳体将储能构件272、292保持在一定体积的液体328(例如，矿物油或其它冷却剂)中。液体328可以具有足够的体积以在若干次充电循环之后将储能构件272、292的温度保持在安全界限内。

在被动冷却元件316吸收了由多次充电循环产生的热量并且用户完成了其清洁环节之后，被动冷却元件316将被动冷却回室温，同时表面清洁设备100储存搁置(例如，过夜)。一旦处于室温下，被动冷却元件316将再次能够吸收由多次充电循环产生的热量。

在替代实施方案中，应当理解，还可以使用本文公开的任何技术向被动冷却元件319提供主动冷却。

利用电容器供电的便携式表面清洁单元进行清洁的方法

可在直立配置和便携式清洁配置下操作并具有可以由可快速再充电的储能构件(例如，电容器供电的便携式表面清洁单元)供电的便携式表面清洁单元的表面清洁设备可以根据新范式进行操作。尽管常规理念是手持式真空吸尘器应该具有最大化的运行时间使得可以在一次连续操作中清洁需要使用手持式真空吸尘器的所有表面而无需对手持式真空吸尘器再充电，但本文公开的实施方案促进了包含以下的若干次迭代的清洁环节：(i)在直立配置下进行清洁同时便携式表面清洁单元充电，以及(ii)在便携式清洁配置下利用便携式表面清洁单元进行清洁，所述便携式表面清洁单元由例如其电容器供电。这种在直立配置与便携式清洁配置之间交替的方法降低了便携式表面清洁单元所需的储能容量。这意味着便携式表面清洁单元可以具有更小、更轻且可能更便宜的储能构件。为了在单个不中断的清洁环节中实现便携式表面清洁单元的若干次完全充电，储能构件优选地使用能够实现非常快速充电的电容器。

应当理解，在其它实施方案中，也可以使用可快速充电的电池或电池组。例如，如果手持式真空吸尘器的运行时间较短(例如，3分钟、5分钟、7分钟或10分钟)，则手持式真空吸尘器可以仅具有一个或几个(例如，2个或3个)电池。在这种情况下，与可能具有6-7个电池的传统电池组相比，对电池完全充电所需的能量减少。因此，在快速再充电期间将产生较少的热量，并且手持式真空吸尘器可以相应地包含不会给手持式真空吸尘器增加过多重量的热冷却单元308。

本节中的特征可以在任何表面清洁设备中单独使用或者以与本文所述的任何其它一个或更多个特征的任何组合或子组合使用。

参考图2和图21，示出了使用表面清洁设备100(例如，杆式真空吸尘器)清洁表面的方法400。

在404处，将便携式表面清洁单元108(例如，手持式真空吸尘器108)从地板清洁单元104移除。例如，便携式清洁单元108可以与刚性导管上端264断开连接以将表面清洁设备100重新配置为便携式清洁配置。

在408处，便携式表面清洁单元108用于在便携式清洁配置下清洁表面。例如，便携式表面清洁单元108可以用于清洁不适合表面清洁头112的表面，如座垫、柜台、窗帘和天花板。便携式表面清洁单元108可以由电容器276(图4)供电。

在412处，便携式表面清洁单元108被重新安装到地板清洁单元104。例如，便携式清洁单元108可以重新连接到刚性导管上端264以将表面清洁设备100重新配置为直立配置。

在416处，在便携式表面清洁单元108再充电的同时，在直立配置下使用表面清洁设备100来清洁地板。电容器276(图4)可以由内部或外部充电器280利用来自外部电源和/或另一个储能构件292的电力进行再充电，如上文结合图9-图17所述。步骤416中的清洁和再充电可以持续一定时间段，所述时间段足以对电容器276(图4)基本上或完全再充电。例如，步骤416可以持续至多15分钟、或至多10分钟、或至多5分钟、或至多3分钟，在此期间电容器276(图4)可以已基本上再充电或完全再充电。

如所示出的，在步骤416之后，方法400可以返回到步骤404并继续直至清洁环节完成。因此，用户可以移除便携式清洁单元108并在便携式清洁单元配置下使用所述便携式清洁单元，直到便携式清洁单元108需要再充电或直到清洁工作完成。

虽然以上描述提供了实施方案的示例，但应当理解，在不脱离所述实施方案的精神和操作原理的情况下，所述实施方案的一些特征和/或功能易于修改。因此，上述内容旨在说明本发明并且是非限制性的，并且本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书中所限定的本发明范围的情况下，可以进行其它改变和修改。权利要求书的范围不应受优选实施方案和示例的限制，而是应当被给予与说明书总体相一致的最宽泛的解释。

本说明书还包含以下条款集的主题：

条款集A：

1.一种真空清洁器，其包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端、后端、中心和充电器，所述前端具有脏空气入口，所述中心定位于所述前端和所述后端的中间；

(ii)上部区段，所述上部区段在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到地板清洁单元空气出口；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述上部区段，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

其中所述便携式表面清洁单元在安装到所述地板清洁单元时是可再充电的，并且

其中所述电容器可以至少4C的速率再充电。

2.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述抽吸电机仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

3.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述储能构件具有重心，并且所述重心定位于所述表面清洁头的所述中心的前方。

4.根据条款3所述的表面清洁设备，其中所述重心定位于所述表面清洁头的所述前端处。

5.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述电容器包括超级电容器。

6.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述便携式表面清洁单元包括手持式真空清洁器，并且所述上部区段包括具有上端和下端的刚性气流导管，

其中所述刚性气流导管的所述下端在所述直立储存位置与所述向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头，并且

其中所述手持式真空清洁器可连接到所述刚性气流导管的所述上端，

由此当所述手持式真空清洁器连接到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

7.根据条款6所述的表面清洁设备，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与固定电源连接的电线。

8.根据条款7所述的表面清洁设备，其中所述抽吸电机仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从所述固定电源供应的电力进行操作。

9.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次。

10.根据条款1所述的表面清洁设备，其中所述地板清洁单元进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

11.一种表面清洁设备，其包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端、后端、中心和充电器，所述前端具有脏空气入口，所述中心定位于所述前端和所述后端的中间；

(ii)上部区段，所述上部区段在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到地板清洁单元空气出口；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述上部区段，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

其中所述便携式表面清洁单元在安装到所述地板清洁单元时是可再充电的，并且

其中所述储能构件具有重心，并且所述重心定位于所述表面清洁头的所述中心的前方。

12.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述抽吸电机仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

13.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述重心定位于所述表面清洁头的所述前端处。

14.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述电容器包括超级电容器。

15.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述便携式表面清洁单元包括手持式真空清洁器，并且所述上部区段包括具有上端和下端的刚性气流导管，

其中所述刚性气流导管的所述下端在所述直立储存位置与所述向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头，并且

其中所述手持式真空清洁器可连接到所述刚性气流导管的所述上端，

由此当所述手持式真空清洁器连接到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

16.根据条款15所述的表面清洁设备，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与固定电源连接的电线。

17.根据条款16所述的表面清洁设备，其中所述抽吸电机仅可通过以下来进行操作：

(a)从所述电容器供应的电力，或者

(b)所述表面清洁设备进一步包括可与固定电源连接的电线，并且所述抽吸电机可通过从所述电容器供应的电力和从固定电源供应的电力进行操作。

18.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次。

19.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少三次。

20.根据条款11所述的表面清洁设备，其中所述地板清洁单元进一步包括热连接到所述充电器的热冷却单元。

条款集B：

1.一种表面清洁设备套件，其包括：

(a)表面清洁设备，所述表面清洁设备包括：

(i)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(ii)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器；以及

(b)充电器，所述充电器可远离所述表面清洁设备定位并可电连接到固定电源，

其中当所述电容器与所述充电器电连接时，所述电容器以至少4C的速率再充电。

2.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其中所述电容器包括超级电容器。

3.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其中所述充电器可操作为以至少6C的速率对所述电容器再充电。

4.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其进一步包括热冷却单元，所述热冷却单元热连接到所述充电器。

5.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其中所述电容器可移除地安装到所述便携式表面清洁单元。

6.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与固定电源连接的电线。

7.根据条款6所述的表面清洁设备套件，其中所述电线可与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

8.根据条款1所述的表面清洁设备套件，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与所述充电器连接的电线。

9.根据条款8所述的表面清洁设备套件，其中所述电线可与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

10.一种表面清洁设备套件，其包括：

(a)表面清洁设备，所述表面清洁设备包括：

(i)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(ii)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和储能构件；

(b)充电器，所述充电器可远离所述表面清洁设备定位并可电连接到固定电源；以及

(c)热冷却单元，所述热冷却单元热连接到所述充电器。

11.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述储能构件包括电容器。

12.根据条款11所述的表面清洁设备套件，其中所述电容器包括超级电容器。

13.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述充电器可操作为以至少6C的速率对所述电容器再充电。

14.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述热冷却单元包括液体散热器。

15.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述电容器可移除地安装到所述便携式表面清洁单元。

16.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与固定电源连接的电线。

17.根据条款16所述的表面清洁设备套件，其中所述电线可与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

18.根据条款10所述的表面清洁设备套件，其中所述便携式清洁单元进一步包括可与所述充电器连接的电线。

19.根据条款18所述的表面清洁设备套件，其中所述电线可与所述便携式表面清洁单元可移除地连接。

条款集C：

1.一种使用杆式真空清洁器清洁表面的方法，所述杆式真空清洁器包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括：

(i)表面清洁头，所述表面清洁头具有前端和后端，所述前端具有脏空气入口；

(ii)刚性气流导管，所述刚性气流导管具有上端和下端，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(iii)气流路径，所述气流路径从所述脏空气入口延伸到刚性气流导管空气出口；以及

(b)手持式真空清洁器，所述手持式真空清洁器可移除地安装到所述刚性气流导管的所述上端，所述手持式真空清洁器包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

所述方法包括：

(a)将所述手持式真空清洁器从所述刚性气流导管的所述上端移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面；

(b)随后将所述手持式真空清洁器安装在所述刚性气流导管的所述上端上并使用所述杆式真空清洁器清洁地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电；以及

(c)随后将所述手持式真空清洁器从所述刚性气流导管的所述上端移除并使用所述手持式真空清洁器清洁表面。

2.根据条款1所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述杆式真空清洁器清洁所述地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已完全再充电。

3.根据条款1所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述杆式真空清洁器清洁地板，持续至多10分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电。

4.根据条款1所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述杆式真空清洁器清洁地板，持续至多10分钟，同时所述电容器已完全再充电。

5.根据条款1所述的方法，其中所述地板清洁单元进一步包括具有储能构件的充电器，其中当完全充电时，所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次，并且步骤(b)包括使用所述储能构件对所述电容器再充电。

6.一种使用表面清洁设备清洁表面的方法，所述表面清洁设备包括：

(a)地板清洁单元，所述地板清洁单元包括表面清洁头和具有上端和下端的刚性气流导管，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(b)便携式表面清洁单元，所述便携式表面清洁单元可移除地安装到所述刚性气流导管，所述便携式表面清洁单元包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄和电容器，

所述方法包括：

(a)将所述便携式清洁单元从所述地板清洁单元上移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面；

(b)随后将所述便携式清洁单元安装在所述地板清洁单元上并使用所述表面清洁设备清洁地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电；以及

(c)随后将所述便携式清洁单元从所述地板清洁单元上移除并使用所述便携式清洁单元清洁表面。

7.根据条款6所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述表面清洁设备清洁所述地板，持续至多15分钟，同时所述电容器已完全再充电。

8.根据条款6所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述表面清洁设备清洁地板，持续至多10分钟，同时所述电容器已至少基本上再充电。

9.根据条款6所述的方法，其中步骤(b)包括使用所述表面清洁设备清洁地板，持续至多10分钟，同时所述电容器已完全再充电。

10.根据条款6所述的方法，其中所述地板清洁单元进一步包括具有储能构件的充电器，其中当完全充电时，所述储能构件储存的存储电力足以对所述电容器再充电至少两次，并且步骤(b)包括使用所述储能构件对所述电容器再充电。

11.一种杆式真空清洁器，其包括：

(a)表面清洁头；

(b)刚性气流导管，所述刚性气流导管具有上端和下端，所述下端在直立储存位置与向后倾斜的地板清洁位置之间可移动地安装到所述表面清洁头；以及

(c)手持式真空清洁器，所述手持式真空清洁器可移除地安装到所述刚性气流导管的所述上端，所述手持式真空清洁器包括主体、空气处理构件、抽吸电机、手柄、电容器和可与固定电源连接的电线，

其中当所述便携式表面清洁单元安装到所述刚性气流导管的所述上端时，所述手柄是用于所述真空清洁器的转向手柄。

12.根据条款11所述的杆式真空清洁器，其中所述电线可与所述手持式真空清洁器可移除地连接。

13.根据条款11所述的杆式真空清洁器，其中所述电容器可移除地安装到所述手持式真空清洁器。

14.根据条款11所述的杆式真空清洁器，其中所述电容器是超级电容器。