用于处理目标表面且具有符合人体工程学地枢转的柄部的装置.pdf

一种用于处理目标诸如清洁窗户的装置。该装置具有以枢转关系安装到彼此的柄部和头部。当头部被放置成与目标表面呈滑动接触关系时，所述柄部能够相对于头部枢转以为使用者提供符合人体工程学的便利性。

权利要求书
1.  一种用于清洁窗户的装置10，所述装置10包括：
用于清洁所述窗户的头部14，所述头部14具有至少一个横向且面向外的接触表面13，所述接触表面用于接触所述窗户并处理所述窗户上的液体；和
柄部12，所述柄部能够关节运动地接合到所述头部14并对着关节运动角度，所述柄部12限定相对于所述接触表面13的前臂角度，所述前臂角度从30至70度作关节运动，而不垂直地交叉于所述窗户。

2.  根据权利要求1所述的装置10，其特征在于所述前臂角度的范围为40至65度。

3.  根据前述权利要求中任一项所述的装置10，其中所述面向外的接触表面13包括橡皮扫帚。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的装置10，其中柄部12和所述头部14由凸形或凹形轨道20接合，所述轨道在其中具有互补滑块26。

5.  根据权利要求4所述的装置10，还包括齿条20和与所述轨道20并置的小齿轮22，其中所述齿条20和小齿轮22之一设置在所述头部14上，所述齿条20和所述小齿轮22中的另一个接合到所述柄部12，以便于两者间的相对运动。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的装置10，还包括至少两个横向且面向外的接触表面13，所述接触表面用于接触所述目标表面。

7.  根据权利要求6所述的装置10，其中所述头部14具有至少两个横向且面向外的接触表面13，所述接触表面用于接触所述目标表面并处理所述目标表面上的液体；所述接触表面13限定它们之间的间隔；其中所述间隔在3至10cm之间。

8.  根据权利要求7所述的装置10，其中所述间隔在4至8cm之间。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的装置10，其特征在于所述装置10对着范围为30至70度的前臂角度，而不以102度的抓持角度垂直地交叉。

10.  根据权利要求1、2、3和4所述的装置10，所述装置10对着58至72度的装置10角度，而不引起前臂不稳定性，所述前臂不稳定性在所述前臂角度垂直于所述目标表面时发生。

11.  根据权利要求1、2、3和4所述的装置10，所述装置10对着64至146度的装置10角度，而不引起前臂不稳定性，所述前臂不稳定性在所述前臂角度垂直于所述目标表面时发生。

12.  根据前述权利要求中任一项所述的装置10，其中所述柄部12具有有效柄部12长度，所述柄部12从第一装置10角度至第二装置10角度作关节运动，所述第二装置10角度大于所述第一装置10角度，其特征在于所述有效柄部12长度以至少1mm/度关节运动的比降减小。

13.  根据权利要求12所述的装置10，其中所述柄部12具有有效柄部12长度，所述柄部12从第一装置10角度至第二装置10角度作关节运动，所述第二装置10角度大于所述第一装置10角度，所述有效柄部12长度以至少3mm/度关节运动的比降减小。

说明书用于处理目标表面且具有符合人体工程学地枢转的柄部的装置
技术领域
本发明涉及可用于处理目标表面的装置。此类装置可用于清洁窗户、为地板除尘、施用表面处理物、整平混凝土等。
背景技术
用于处理目标表面的装置是本领域熟知的。此类装置包括橡皮扫帚、油漆滚筒、清洁头部、混凝土浮体、具有可更新的表面的除尘拖把、具有可替换的表面的除尘拖把，诸如由本受让人出售的Swiffer Sweeper。
这些装置通常具有接触目标表面的刀片或其它边缘。刀片可用于铺展用于处理目标表面或用于从目标表面除去液体的液体。例如，橡皮扫帚刀片可用于除去清洁溶液，并且同时从窗户除去污垢。或所述刀片可用于将着色剂或漆铺展到硬木地板上。
当使用这种装置时，使用者可能遇到的一个问题是，难以保持对刀片或接触目标表面的其它组件的控制。当目标表面的尺寸增加时，该困难可加剧。尤其是，当使用者遇到竖直目标表面并且希望在头部上方开始行程并靠近地板结束所述行程时，可能难以在整个行程中保持对目标表面的适当压力。
例如，使用者可能试图清洁竖直地从地板延伸至天花板的窗户。如果清洁装置的头部设置在使用者的腰部和肩部之间，则使用者通常能够施加足够的压力。同样，当清洁装置的头部设置在使用者的腰部和膝部之间时，使用者通常能够对目标表面施加足够的压力。然而，在围绕腰部水平的某处，使用者可能在过渡中遇到困难因而不能够对目标表面施加足够的压力以使清洁装置以最佳功效操作。该困难可导致颤动或甚至与目标表面分离。
简单的平面柄部和刮刀示出于US4,200,948和5,009,009中。平面地设置的柄部和头部的另一个例子存在于常见的油漆滚筒中。对该系统进行改 善的尝试见于5,666,685和US7,308,729B2，前者示出了一种具有弯曲柄部的清洁工具，后者示出了一种具有整体橡皮扫帚的真空吸嘴。但这些装置均保持头部与柄部呈固定关系。因此，它们不能针对所有条件均提供最佳的符合人体工程学的效果。
一种对该系统进行改善的尝试见于在头部上具有枢转接头或万向接头的装置，如公开于US D622,463S、5,175,902、5,549,167、5,862,562、7,007,338以及共同转让的专利Des.409,343、D615,260S、5,888,006、6,842,936B2和7,516,508B2中。但结果证明这些仅针对头部所作出的尝试并未完全成功。
也作出了通过提供不同的柄部排列来补偿人体工程学上的缺点的尝试。例证性柄部排列示出于US2008/0265536A1、2008/0236972A1、7,124,474B2和7,571,945B2中。还可见其它柄部排列。例如，Lowes推出了一种具有滚筒轴的油漆滚筒柄部，所述滚筒轴相对于柄部的纵向轴线呈可调节的非平面关系。
但结果证明单独形式的改善柄部的尝试，如同单独形式的改善头部的尝试一样，也不是完全令人满意的。因此，需要一种新的方法。
发明内容
本发明包括具有柄部和头部的装置。柄部和头部以枢转关系安装到彼此。当头部被放置成与目标表面呈接触关系时，柄部和头部能够有利地相对于另一个枢转以便为使用者提供符合人体工程学的便利性。
附图说明
图1为根据本发明的装置的第一实施例的后部透视图。
图1A为图1的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图2为抵靠目标表面设置的图1的装置的侧正视图，其以实线示出了柄部的第一位置并且以虚线示出了柄部随后的第二位置。
图3A为图1-2的装置的后正视图。
图3B为抵靠目标表面设置的图1-2的装置的垂直截面图，其是沿图1的线3-3截取的并且示出了凸形齿轮齿条。
图4为根据本发明的且抵靠目标表面设置的装置的一个可供选择的实施例的垂直截面图，示出了凹形齿轮齿条。
图5为一个可供选择的实施例装置的侧正视图，所述装置具有设置在头部中的滚筒和头部后面的曲率中心。
图6为沿图5的线6-6截取的图5的装置的水平截面图。
图7为根据本发明的且具有设置在头部上的凸形轨道的装置的一个可供选择的实施例的后部透视图。
图8为图7的装置的侧正视图。
图9为沿图8的线9-9截取的水平截面图。
图10为根据本发明的且具有设置在柄部上的凹形轨道的装置的一个可供选择的实施例的后部透视图。
图11为图10的装置的侧正视图。
图12为沿图11的线12-12截取的水平截面图。
图13为根据本发明的在头部中具有跟踪轮和滚筒的装置的一个可供选择的实施例的前部透视图。
图14为根据本发明的具有弯曲的固定长度柄部的装置的一个可供选择的实施例的后部透视图，其以实线示出了柄部的第一位置并且以虚线示出了柄部随后的第二位置。
图14A为图14的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图15为抵靠目标表面设置的图14的装置的后正视图。
图16为沿线16-16截取的图15的装置的垂直截面图。
图16A、16B和16C为具有包括可变曲率半径的弓形固定长度的柄部的装置的一个可供选择的实施例的侧正视图，其示出了曲率半径的中心分别从目标表面的后面移动到目标表面上并移动到目标表面的使用者侧。
图16D为具有弓形伸缩式套叠柄部的可供选择的装置的透视图，所述装置被示出处在延伸位置，如在行程开始时可发生的那样。
图16E为图16D的装置的侧正视图，所述装置被示出处在延伸位置。
图16F为图16D的装置的透视图，所述装置被示出处在回缩位置，如在行程要结束时可发生的那样。
图16G为图16F的装置的侧正视图，所述装置被示出处在回缩位置。
图17为根据本发明的装置的一个可供选择的实施例的截面图，所述装置在头部中具有滚筒和橡皮扫帚并且在头部中具有凸形轨道。
图17A为图17的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图17B、17C、17D和17E为在柄部中具有可压缩弹簧的图17的装置的一个变体实施例的顺序侧正视图，并且示出了该弹簧在行程期间的压缩。
图18为具有形成了闭环的大致曲线的柄部的装置的一个可供选择的实施例的侧正视图，并且其以实线示出了柄部的第一位置并且以虚线示出了随后的第二位置。
图18A、18B和18C为具有闭环柄部和枢转地接合到其上的头部的一个可供选择的实施例的侧正视图，其分别示出了行程的开始、行程的随后一部分和行程的随后另一部分（头部塌缩成抵靠柄部）。
图19为图1-3的装置的自由体受力图。
图19A为可用于分析本文所述且受权利要求保护的装置的广义自由体受力图。
图20A为图1-3的装置的一个可供选择的实施例的侧正视图，所述装置被示出处在靠近竖直取向的目标表面的顶部的例证性起始位置并且在头部和柄部中间具有传动装置，并且被示出处于行程的开始。
图20B为图20A的装置的侧正视图，所述装置被示出处在靠近竖直取向的目标表面的底部的例证性最终位置。
图20C为图20A-20B的装置的侧正视图，所述装置被示出处在靠近竖直取向的目标表面的顶部的例证性起始位置。
图20D为图20A的装置的侧正视图，示出了例证性90度对着的装置角度而未遇到前臂不稳定性。
图21A为图20A-20D的装置的后部透视图。
图21B为图21A的装置的侧正视图。
图21C为图21A的装置的后部透视图，所述装置具有相对于彼此处在中间位置的柄部和头部。
图21D为图21C的装置的侧正视图。
图21E为图21A的装置的后部透视图，所述装置具有相对于彼此处在更推进位置的柄部和头部。
图21F为图21E的装置的侧正视图。
图21G为沿图21A的线21G-21G截取的图21A-21F的装置的垂直截面图，其以实线示出了图21B的头部/柄部关系并且以虚线示出了图21F的头部/柄部关系。
图21H为可供选择的传动装置的片段侧正视图，所述传动装置可用于图21A-G的装置。
图22为针对正交于图20-21的装置的目标表面输入的单位力的所施加的力矩的图形关系，示出了柄部和头部之间的扭转弹簧的影响，假定抵靠目标表面无摩擦。
图23为针对正交于图20-21的装置的目标表面输入的单位力的所施加的力矩的图形关系，示出了头部和目标表面之间的摩擦的影响，假定无扭转弹簧。
图24为图17的装置和示意性的使用者腕部和用通过垂直于目标表面的柄部所施加的力进行抓持的侧正视图。
图25为图24的装置、腕部和用如下力进行抓持的侧正视图，所述力是通过垂直于目标表面的使用者的腕部和前臂施加的。
图26为图17和24-25的装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图27为图1-3的装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图28为取自专利文献的现有技术装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图28A为图28的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图29为可商购获得的现有技术真空吸尘器头部装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图29A为图29的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图29B为具有附接到其上的真空软管的图29的装置的侧正视图，示出了其中由使用者将所述力矩施加到装置的点。
图29C为在图29B的装置的整个行程中所施加的力矩的变化的图示。
图29D为具有附接到其上的延伸棒的图29的装置的侧正视图，示出了其中由使用者将所述力矩施加到装置的点。
图29E为在图29D的装置的整个行程中所施加的力矩的变化的图示。
图29F为不具有附接到其上的延伸柄部的图29的装置的侧正视图，示出了其中由使用者将所述力矩施加到装置的点。
图29G为在图29F的装置的整个行程中所施加的力矩的变化的图示。
图30为图14-16的装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图30A为作为图30的装置的装置角度和前臂角度的函数的有效柄部长度（D2）、从目标表面至柄部的有效中点的垂直距离（D5）和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离（D6）的图形关系。
图30B为图30A所分析的装置的侧正视图，示出了D2和D5尺寸。
图31为装置的侧正视图，其中所述力通过垂直于目标表面的使用者的腕部施加，并且该图示出了有效柄部长度和从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离。
图31A为图31的装置的侧正视图，示出了其中由使用者将所述力矩施加到装置的点。
图31B为在图31A的装置的整个行程中所施加的力矩的变化的图示。
图31C为图31的装置的对前臂角度、长度D1-D6和施加的力矩进行的装置角度迭代的效应表。
图32为各种装置图形关系，示出了作为柄部相对于目标表面的角度（“装置角度”）的函数的从目标表面至柄部的有效中点的垂直距离（D5）。
图33为各种装置的图形关系，示出了作为柄部相对于目标表面的角度（“装置角度”）的函数的从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离（D6）。
图34为各种装置的图形关系，示出了作为使用者的前臂相对于目标表面的角度（“前臂角度”）的函数的从目标表面至柄部的有效中点的垂直距离（D5）。
图35为各种装置的图形关系，示出了作为使用者的前臂相对于目标表面的角度（“前臂角度”）的函数的从柄部的有效中点至介于装置头部的所述两个接触点之间中途的目标表面上的点的距离（D6）。
图36为根据本发明的在头部中具有滚筒和橡皮扫帚且在头部中具有凸形轨道的图17、24和25的装置的侧正视图，示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图37为图1-3和27的在头部上具有凸形齿轮齿条的装置的侧正视图，并且该图示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图38为图14-16和30的具有伸缩式套叠的弓形柄部的现有技术装置的侧正视图，并且该图示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图39为图31的装置的侧正视图，并且该图示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图40为取自专利文献的图28的装置的侧正视图，并且该图示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图41为取自专利文献的图29的可商购获得的现有技术装置的侧正视图，并且该图示出了从行程开始直到垂直时前臂不稳定点所对着的角度。
图42A、42B和42C为分别对应于95、102和109度的抓持角度的图36-41所示对着的装置角度的条形图。
图43为根据现有技术的装置和根据本发明的装置的柄部的作为装置角度的函数的有效中点处的施加的力矩的图形关系。
图44示出了相对于图43所示曲线的装置角度的导数，示出了装置力矩的变化率。
具体实施方式
参见图1、1A、2和3，本发明包括一种用于处理目标表面的装置10。装置10将被描述为适用于清洁窗户且尤其是竖直取向的窗户的装置，所述竖直取向的窗户从使用者的肩部上方延伸至使用者的膝部下方，虽然技术人员将认识到本发明并不限于此。本发明的装置10可用于对目标表面进行其它处理。
装置10可包括柄部12和通过枢转机构枢转地接合到其上的头部14。所述枢转运动可提供围绕单一轴线的关节运动，所述轴线大致垂直于图2的纸面平面。预言地，可使用球窝接头以用于该目的。
更仔细地检查各组件，头部14可在大致横向(width-wise)方向上延伸。头部14可包括一个或多个元件以接触并处理目标表面。例如，头部14可具有施用装置诸如滚筒以向目标表面施用液体。所述液体可包括清洁剂、消毒剂、溶剂、漆、染色剂、香料、涂料等。作为另外一种选择或除此之外，液体还可通过从独立分配器或其它施用装置喷涂而施加到目标表面。
施用装置可用液体浸透。作为另外一种选择或除此之外，独立基底可交叉于施用装置以便在切线处抵靠目标表面进行压缩。抵靠目标表面进行压缩可导致施用装置从预润湿的基底或饱和的滚筒挤出液体并施用到目标表面上。
头部14也可包括橡皮扫帚。橡皮扫帚可由橡胶（如本领域已知的那样）、弹簧钢刀片制成，或可为由纤维素材料或合成非织造材料制成的简单擦拭物。橡皮扫帚可移除和/或铺展施用到目标表面的液体。
头部14可包括一个或多个接触表面13。所述一个或多个接触表面13为头部14的如下部分，所述部分在使用期间接触目标表面。例如，头部14可具有包括橡皮扫帚、和施用装置等的单一接触表面13。作为另外一种选择，头部14可具有多个接触表面13，所述多个接触表面包括橡皮扫帚、施用装置和用于头部14的机架或外壳。接触表面13可包括橡皮扫帚、滚筒、施用装置、擦拭物等。
头部14的接触表面13可在主要横向方向上延伸，如图所示。如果利用多个接触表面13，则接触表面13可在它们之间限定间隔。间隔正交于横向方向并且可平行于柄部12的纵向。间隔是从接触表面13元件的外边缘至外边缘测量的。间隔及相关尺寸可在静止状态中测量，即不考虑由于抵靠目标表面进行压缩而导致的变形。
如果接触表面13不是如图所示地直的或平行的，则将间隔测量为这些元件之间的最大距离。用于本文所述且受权利要求保护的装置10的间隔可为至少2、3、4、或5cm且小于12、10、8、或6cm。所述间隔在相关图中被标记为D3。
如果需要，可使用可纵向移动的片材来覆盖面向外的接触表面13中的任一者或两者。所述片材可为预润湿的以向窗户或其它目标表面施用清洁剂或其它液体。作为另外一种选择或除此之外，所述片材可用于保护橡皮扫帚或其它面向外的接触表面13，并且为橡皮扫帚或其它面向外的接触表面13提供可更新的表面。此类装置10可根据2011年4月21日提交的共同转让的美国专利申请13/091,297的教导内容来制备。
柄部12可包括闭环。所述环的一部分可大致平行于装置10在目标表面上的移动方向。作为另外一种选择，柄部12可包括单一心轴，如常见的油漆滚筒的情况那样，或可为T形。
尤其参见图1、3A和3B，枢转机构在头部14和柄部12之间提供移动界面。头部14或柄部12中的任一个能够保持固定不动，并且另一个与其相对地作关节运动。例如，可使头部14沿着目标表面移动。在此类运动期间，柄部12可作关节运动以与头部14成不同的角关系。
枢转机构可包括互补的凸形部分和凹形部分。凸形部分可包括一个或多个沟槽，所述沟槽设置在头部14上并且被取向成从目标表面凸出。凹形部分可包括一个或多个滑块26，所述滑块嵌在沟槽中并且可被取向成朝目标表面凹入。
沟槽/滑块26界面允许头部14和柄部12之间的关节运动，同时也防止它们分离。沟槽的有效半径决定了枢转运动的中心，即头部14和柄部12在关节运动的枢转运动期间围绕其旋转的轴线。
沟槽的有效半径应当足够大使得旋转中心即枢转轴线设置在头部14及其组件的凹陷外侧的方向上。该几何形状提供设置在目标表面平面后面的 旋转轴线。应当理解，如果目标表面具有显著的厚度，即相对厚的玻璃面、加固壁等，则仅考虑如呈现给使用者的表面。不考虑被本文的受权利要求书保护的装置10接触的表面后面的玻璃、壁等的厚度。
通过增加枢转机构的曲率半径，柄部12/头部14围绕其相对于彼此旋转的轴线被移动得更远离枢转机构。因此，柄部12在关节运动期间所对着的弧具有相对更大的曲率半径。通过增加由柄部12对着的弧的曲率半径，能够增加所述半径的长度直到旋转中心超过并处在头部14的外侧。
该排列有利地使旋转中心设置在接触目标表面的头部14的部分以外并超过所述部分。通过将旋转轴线设置在头部14的接触表面13以外，在装置10的使用期间产生了未预计到的稳定性。
枢转机构还可包括齿条20和小齿轮22系统。凸形齿轮齿条20可设置在头部14上。互补小齿轮22可设置在柄部12上。齿条和小齿轮22在使用者处理目标表面期间可提供改善的关节运动。
当头部14和柄部12在行程期间相对于彼此移动时，小齿轮22可减少头部14和柄部12之间的结合。该实施例还可具有设置在头部14和柄部12之间的回复弹簧。回复弹簧帮助装置10达到整个行程范围，而不从被处理的目标表面移除头部14的接触表面13。
图1-3的实施例提供了如下有益效果：如果期望模块化构造，则柄部12可由于缺乏齿条而相对不太昂贵。同样，下图4的实施例提供了如下有益效果：如果期望模块化构造，则头部14可由于缺乏齿条而相对不太昂贵。在这两个实施例中的任一个中，小齿轮均可用于不具有齿条的互补组件。
参见图4，在一个可供选择的实施例中，装置10可包括枢转机构，所述枢转机构大致反相于前述枢转机构。在该装置10中，可在柄部12上设置至少一个凹形沟槽和齿轮齿条20。互补小齿轮22和滑块26系统可设置在头部14上。可如上所述地使用互补沟槽和滑块26系统以防止头部14和柄部12分离。
沟槽和滑块26系统以及齿条20和小齿轮22系统可再次被设置成使得沟槽和轨道被取向成凹出于头部14以外并朝向目标表面。如果曲率半径相对于垂直于横向方向获取的头部14的厚度足够大，则旋转中心将在目标表 面后面。同样，预言地，将旋转中心设置在目标表面后面将在使用期间提供未预计到的改善的稳定性的结果。
参见图5-6，示出了装置10，其不受本文的权利要求书保护且大致反相于图4所示的装置。该装置10具有沟槽和滑块26系统，所述系统被取向成朝向柄部12且背离目标表面为凹形的。
该装置10提供柄部12相对于头部14围绕位于头部14后面的轴线的旋转。即旋转轴线不在头部14的接触表面13的外侧。相反，旋转轴线略微位于枢转机构的后面，并且处在柄部12自身内。
参见图7-9，在一个可供选择的装置10中，可利用不太复杂的枢转机构。该枢转机构包括轨道28和滑块26。滑块26在轨道28中捕获，同样防止头部14和柄部12分离。
轨道28可为凸形的并设置在头部14上。轨道28可被取向成凸形地朝向柄部12，如上文关于图1-3所述。只要曲率半径足够大，旋转中心就将处在头部14的接触表面13的外侧并且在目标表面的后面。同样，预言地，将产生未预计到的稳定性的改善。
图7-9的实施例提供了如下构造的有益效果，所述构造避免了齿条和小齿轮22的成本。轨道28和滑块26可按已知型式按扣在一起。作为另外一种选择，下图7-9和图10-12的实施例可由塑料部件诸如注塑部件装配成。聚碳酸酯、聚丙烯、乙缩醛共聚物和ABS塑料可适用于根据本发明的装置10。这些部件可使用螺丝、粘合剂、溶剂焊接、超声结合等来接合，如本领域已知的那样。
参见图10-12，在另一个可供选择的装置10中，可同样利用前述不太复杂的枢转机构。该枢转机构也包括轨道28和滑块26。滑块26同样在轨道28中捕获，同样防止头部14和柄部12分离。该实施例可被认为是采用了选自图4和图7-9的实施例的结构。
图10-12的实施例具有设置在柄部12上的凹形轨道28。与该轨道28互补的凸形滑块26设置在头部14上。该排列允许头部14和柄部12相对于彼此作关节运动而不分离，如上所述。同样，只要轨道28/滑块26系统的有效曲率半径足够大，此类曲率的中心就将处在装置10尤其是头部14的外面，并且处在被头部14的接触表面13接触的任何目标表面的后面。
参见图13，如果需要，头部14还可包括一个或多个跟踪轮34。每个跟踪轮34均可设置在柱上。柱可从与头部14并置的近端延伸至与远离其的远端。每个臂的远端可具有轮轴，跟踪轮34围绕所述轮轴旋转。这些轴线可为共线的且大致平行于横向。
跟踪轮34提供如下有益效果：在头部14的接触表面13上具有多个接触点。同样，当装置10在使用时，跟踪轮34可提供更线性的直线跟踪。
参见图14、14A、15和16，柄部12的整体或大部分可为曲线的。在特定情况下，所述曲线的柄部12可为圆形的。此类柄部12具有滑动组件和固定组件。弯曲柄部12可具有固定长度，其上具有滑块26。使用者在使用中可用一只手抓持滑块26。在使用中，滑块26沿弯曲柄部12的固定部分向上从与柄部12的远端（即自由端）并置的位置行进至与柄部12的近端（靠近头部14）并置的位置。
参见图16A、16B和16C，如果需要，弓形柄部12可具有可变的曲率半径。该排列提供如下有益效果：抓持者的结合随着曲率半径的增加而减小。
重新参见图14-16，滑动组件且更具体地固定组件的曲率可足够大使得同样地曲率半径的中心位于头部14的外侧，甚至位于整个装置10的外侧。该实施例的曲率中心同样位于目标表面的后面。
作为另外一种选择，如图16A、16B和16C所示，当使用者开始行程时所述半径的中心可处在目标表面的后面，并且当行程发生时移动到目标表面的使用者侧上。该排列在整个行程范围内提供平滑过渡的有益效果。
曲率半径的范围可为从几厘米至几米，尤其是至少2、5或15cm但小于3米、2米或30cm。如果期望更长的弓形柄部12，则此类柄部12可例如预言地用来清洁第二层楼的窗户，同时使用者安全地站在地面上。
滑动组件和固定组件可按已知型式使用轨道28和沟槽接合在一起，如上所述。尤其是，可利用多个轨道，它们被设置成在柄部12的固定不动的组件的不同侧面上间隔开180°。
该装置10也可具有形成接触表面13的一部分的跟踪轮34，如上文关于图13的实施例所述。然而，在该装置10中，每个跟踪轮34的轮轴可直接设置在头部14上，而不使用前述臂。与具有专用于安装跟踪轮34的独立臂的装置10相比，该排列提供了复杂性较小的构造。
参见图16D、16E、16F和16G，并且更仔细地检查该实施例，能够看出柄部12可由多个片段15构成。片段15可伸缩式套叠起来。可利用两个，三个或更多个伸缩式套叠柄部12片段15，只要半径和贴合性允许发生伸缩式套叠即可。如果选择伸缩式套叠的弯曲柄部12，则柄部12的远侧片段15可伸缩式套叠到下一个柄部12片段15上等，直到达到邻近于头部14的柄部12片段15。如果需要，柄部12可被弹簧偏置以回复至延伸的起始位置。
该排列提供如下有益效果：在开始头部上方14行程时，提供相对更长的柄部12，从而改善了作用范围。在行程期间，柄部12可塌缩到自身上。该塌缩允许使用者的手在行程期间接近目标表面。通过接近目标表面，可改善控制。下文参照各图中所包括的图形进一步讨论了该现象。
如果需要，该实施例可具有任选的闩锁30以将柄部12片段15固定在固定不动的位置。闩锁30可为弹簧加载的，如人们所熟知的那样，以防止一个柄部12片段15相对于另一个滑动，从而为使用者提供固定长度柄部12的便利性。所述固定长度可为相对更长或更短的长度以适应于手上的任务。同样，闩锁30能够使片段15固定在是适当的位置，使得使用者在整个行程或行程的一部分期间不必克服弹簧力。
实例1
参见图17和17A，示出了根据本发明的示例性装置10。该装置10被示出在使用中处于水平目标服务中，虽然本发明不限于水平目标表面和竖直目标表面。
该装置10具有两个组件，它们构成头部14的接触表面13。一个组件为具有大约9.98mm半径的基底滚筒。另一个组件为橡皮扫帚，当装置10用于竖直位置时，其位于基底滚筒的上方。该装置10在头部14中具有凸形轨道28并且在柄部12中具有互补滑块26。凸形轨道28和滑块26具有32.5mm的有效曲率半径。
该几何形状提供了枢转轴线，其位于目标表面后面大约2mm处。枢转轴线位于从接触表面13的橡皮扫帚部分朝向基底滚筒的大约12.5mm处。另外，枢转轴线位于介于构成头部14的接触表面13的所述两个组件之间大约中途。
参见图17B-17E，如果需要，可将压缩弹簧36安装在装置10的柄部12中。对该弹簧36的压缩允许柄部12在使用期间缩短。尤其是从柄部12的有效中点至设置在介于头部14的接触表面13之间中途的目标表面上的点的有效距离可在单一行程期间缩短。可使此类行程向下作用于竖直目标表面，或可使其朝向使用者作用于水平目标表面。
参见图18，示出了可供选择的装置10，并且其不受本文的权利要求书保护。该装置10也具有曲线的伸缩式套叠柄部12。柄部12形成闭环，并且在特定情况下形成圆。该装置10的曲率中心设置在柄部12的所述环内。该装置10提供如下有益效果：对柄部12的抓持可设置在头部14的接触表面13的上方。通过将对柄部12的抓持设置在头部14的上方，装置10可用于各种位置和构型，如可期望其符合人体工程学。
参见图18A、18B和18C，可供选择的装置10可具有包括枢转地附接到其上的头部14的闭环柄部12。尽管所示出的是具有三个顶点的等边三角形柄部12，但技术人员将认识到本发明不限于此。可使用具有固定的柄部12的任何闭环。可使用等腰三角形，或可使用具有四个或更多个边的闭环。
该几何形状提供如下有益效果：当头部14的接触表面13在行程期间追踪目标表面时，对柄部12的抓持更快速地接近窗户，从而减小了力矩臂并增加了控制。
参见图19，示出了图1-3的装置10的自由体受力图。该装置10在接触表面13上的被标记为FRX1和FRX2的所述两个点处具有水平反作用力。
参见图19A，示出了广义自由体受力图，如可用于表示图19和本文所述的其它装置10。由于所有水平力和竖直力的总和为零，因此未示出这些力。但由于需要施加的力矩来保持头部14与目标表面接触，因此示出了施加的力矩。
本文所述且受权利要求书保护的装置10几何形状的尺寸和确定被示出为用于对平坦且平面的目标表面使用的装置10。技术人员将认识到本发明不限于此。本文所述且受权利要求书保护的装置10能够与曲线的目标表面一起使用。尽管下述尺寸中的一些涉及目标表面，例如与其平行或垂直，但装置10独立于抵靠它的或使用它的目标表面及其任何放置。
以下距离被认为是剖面上的，或垂直于头部14和柄部12之间的旋转轴线。结合附图所示的表，技术人员将认识到角度α、D2、D5和D6在整个行程中是变化的。相反，D1、D3、D4在整个行程中保持恒定。
如本文所用，D1为垂直于目标表面获取的从头部14和柄部12之间的枢转点和头部14的接触表面13的距离。如果旋转中心在目标表面的后面，则D1被获取为穿过并垂直目标表面至头部14的接触表面13的距离。如果头部14具有两个接触表面13，则接触表面13被对齐使得它们两者均接触目标表面。
D2值由该构型确定。如果头部14具有三个或更多个接触表面13，并且此类接触表面13不是共平面的，则考虑产生最大D2值的接触表面13。
不考虑接触表面13由于抵靠目标表面进行压缩而造成的变形，因为不同的使用者可能对目标表面施加不同量的力。相同的使用者可能在相同行程的不同部分施加不同量的力，和/或可能在不同的行程中施加不同量的力。此类不同水平的力导致不同的变形量和变形程度。因此，为一致起见，本文所考虑的距离是在装置10处于其自由状态且不受压缩力的情况下获取的。
D2被获取为从头部14和柄部12之间的枢轴至柄部12上的点（力矩被认为施加在所述点）的距离。柄部12上的点（认为力矩施加在所述点）称为柄部12的有效中点，如下所述。
D3为沿平行于目标表面的平面在接触表面13的最外边缘之间获取的距离。如果头部14具有多个接触表面13，则D3被获取为与介于外位接触表面13的最外边缘之间相距的最大距离。
D4为沿平行于目标表面的平面获取的介于接触表面13的最外边缘间的至头部14和柄部12之间的枢轴的距离。如果头部14具有多个接触表面13，则D4被获取为与朝装置10的顶部获取的距柄部12最远的外位接触表面13的最外边缘相距的最大距离。
D5为从柄部12上的有效中点（力矩被认为施加在所述点）至接触表面13的最外边缘的距离。该距离是垂直于目标表面获取的。
D6为从柄部12上的有效中点（力矩被认为施加在所述点）至介于头部14的接触表面13之间中途的目标表面上的点的距离。如果头部14具有仅单一接触表面13，则该点被当作该接触表面13的中心。
角度α为柄部12在单一行程期间所摆动经过的弧。该角度是在如下方向上从目标表面的部分测量的，装置10在使用期间朝所述方向被移动。对于清洁竖直窗户的典型使用者，假定使用者从窗户的顶部开始，并且在行程期间向下移动装置10。因此，角度α为两条线之间的角度。第一条线处在头部14和柄部12之间的枢轴或旋转中心和柄部12上的点（认为力矩由使用者施加在所述点）之间。第二条线为由目标表面形成的平面。技术人员将认识到，两个互补角由目标表面潜在地限定。角度α被选择为在行程期间增加的角度。
由使用者的手所施加的力矩在附图中被获取为逆时针的并被标记为MA。对于本公开，利用了在目标表面的位置输入的且在朝目标表面的方向上在FX处获取的单位力。认为力矩施加在柄部12的有效中点。
柄部12的有效中点被获取为介于柄部12的顶点和柄部12的远端之间中途的柄部12上的点。如果柄部12具有多个弯曲部并因此具有多个顶点，则考虑将最靠近头部14的顶点用于确定该距离。
下述所有运动学分析均是使用进行的以使计算自动化。也可利用可商购获得的软件，诸如购自Corporation(Concord，MA)的软件。除非另外特别说明，下文的所有运动学分析均受到以下边界条件的限制：刚体运动、行程期间的恒定的头部14速度、整个行程中的恒定的1单位的水平输入力、以及柄部12和头部14之间的无摩擦枢转。
参见图20A-20B，装置10被示出分别处于其初始位置和最终位置。初始位置起始于当柄部12相对于目标表面的下部成39°度的角度时，装置10在使用期间朝所述下部被移动。最终位置具有呈141°的角度的柄部12，所述角度以相同方式测量。因此，在单一行程中，柄部12从头部14下方的接触点至头部14上方的不同接触点摆动经过102°的弧。
参见图20A、20B、20C、20D、21A、21B、21C、21D、21E、21F和21G，如果需要，齿轮系24可置于装置10的头部14和柄部12之间，其在这些组件之一上具有齿轮齿条20。第二齿轮齿条20可设置在另一个组件上并且与其成互补且可操作的关系。此类系统可具有两个凸形互补齿轮齿条20，它们被设置成与它们之间的齿轮之一成面对关系。第一齿轮齿条20可设置在头部14上，并且第二齿轮齿条20可设置在柄部12上。
齿轮系24可包括多个齿轮，如图所示。作为另外一种选择，齿轮系24可包括单一齿轮。在任一种情况下，齿轮系24用作第一齿轮齿条20和第二齿轮齿条20之间的传动装置25。与如果使用单一齿轮齿条20或单一轨道28/滑块26排列将发生的情况相比，传动装置25允许装置10的头部14和柄部12相关于彼此移动得更远。尤其是，当柄部12移动经过头部14上的弧时，传动装置25允许柄部12和头部14彼此的角关系改变。
因此两个角关系在该装置10的行程期间改变。柄部12和头部14的绝对位置相对于彼此改变。并且柄部12和头部14的角位置相对于彼此的改变随着绝对位置的改变而改变。
该排列在头部14和柄部12之间的相对移动中提供受控滑动。置于其中的齿轮系24提供如下有益效果：头部14和柄部12之间的复合相对移动在行程期间允许更大范围的运动。
所述更大范围的运动在达到前臂不稳定性之前为装置10提供角度以对着超过30、35、40、50、60、70、80、90、100、120、130或140度。在达到前臂不稳定性之前，装置10角度的运动范围可小于180、170、160或150度。随着前臂不稳定性之前的运动范围的增加，使用者的控制量得到改善。可发生更长的行程，而不经过不稳定区域。随着行程长度的增加，可清洁更大的表面积，而不经过不稳定区域。通过在行程期间避免不稳定性，在整个所考虑的区域中改善了对目标表面的清洁或其它处理。
参见图21H，如果需要，传动装置25可包括带驱动器32。带传动32提供头部14和柄部12之间的复合差异移动。即头部14和柄部12能够用头部14和柄部12之间的这种传动装置25来移动绝对位置和彼此的角关系。
参见图22-23，使用所述可商购获得的运动学模拟软件来分析图19所示的装置10。该分析假定对于图22的模拟无摩擦，并且对于图23的模拟无弹簧力。
参见图22，示出了在MA处获取的三个不同的力矩曲线，所述曲线示出了所得力矩。所述三条曲线示出了任选的扭力弹簧的效应，所述扭力弹簧被插入在柄部12和头部14之间以在使用期间提供阻抗柄部12相对于头部14的旋转的力。
第一曲线或上曲线为对照曲线，其示出了在柄部12和头部14之间无添加的弹簧弹出时的情况。力矩总是正的，认为是发生在逆时针方向上。在使用中，力矩在102°的行程内从0.28减小至0.5。
在第一试验中，添加0.0023牛顿×米/度的扭力弹簧不改变起始点处的力矩。然而，在119°时力矩确实从正的转变成了负的。在第二试验中，将弹簧力增加至0.0034牛顿×米/度同样不改变起始点处的力矩。然而，在90°时力矩确实从正的转变成了负的。相对于第一试验，负力矩的量级不可预见地增加了超过五的因数。
因此，能够看出，在使用者在力矩从正的转变成负的之前能够遇到的行程量和最终力矩量级之间存在折衷。如果使用者期望保持力矩不转变，这也是可能的。然而，较早在行程中将力矩从正转变成负的装置10将导致使用者在行程结束时施加更大的力矩。
参见图23，重复了该分析，假定在头部14和目标表面之间存在不同的摩擦阻力。最下方的曲线为对照曲线，并且是在零摩擦下运行的。该曲线示出了大约0.28牛顿×米的起始力矩和大约-0.30牛顿×米的最终力矩。正力矩和负力矩之间的转变在90°时发生。然而，具有零摩擦的装置10可能是不现实的。
第一试验假定了0.075的摩擦阻力。在94°时转变的情况下，初始施加的力矩增加至0.31，并且最终施加的力矩减小至大约-0.27牛顿×米。因此，对力矩的摩擦效应不显著。
第二试验将摩擦阻力增加至0.500。并非令人惊讶地，在116°时转变的情况下，初始施加的力矩增加至0.4，但最终力矩减小至大约0.16牛顿×米。因此，能够看出摩擦效应增加了起始力并因此增加了用以相对于目标表面移动装置10所需的起始力矩，然而，所述增加的摩擦延迟了力矩从正的至负的正负号（符号）的转变。
第三试验证实了在第一试验和第二试验之间所看出的趋势。第三试验将摩擦力增加至1.000。初始力矩增加至大约0.53并且在衰减之前保持在大约该水平大约10°，并且在135°时转变成负的。最终力矩为大约0.04。因此，能够看出，在起始力矩量级和使用者在力矩的正负号从正的转变成负的之前能够遇到的行程量之间存在折衷。
参见图24-25，已发现装置10可不相同地匹配使用者的前臂角度。前臂角度为前臂相对于柄部12所构成的角度。前臂角度对于本文所述且受权利要求书保护的装置10的性能是显著的，因为已出乎意料地发现，当前臂角度穿过垂直于目标表面的线时，产生了不稳定性。
即当前臂角度正交于目标表面时，装置10在使用中可出乎意料地颤动并遇到不稳定性。因此，如下所述，将有利地具有如下装置10，其在前臂角度达到垂直之前提供相对长的行程。
如下确定用于特定装置10的前臂角度。The Department of Defense Handbook for Human Engineering Guidelines，MIL-HDBK-759C,1991，第139-140页表明，人通常以范围为95至109度的抓持角度来抓持装置10诸如本文所述且受权利要求保护的装置；其中102度为平均值，并且除非另外指明，将其用于本文。
参见图24-29，如下确定前臂角度。在柄部12的有效中点和柄部12的远端之间作出一条线。从该线朝装置10的底部作出对着102度的角度的线，并且在相关联的图中称为前臂线。前臂线的关节运动对着前臂角度。
图24表明，当装置10角度垂直于目标表面时，前臂可处在垂线上方，并且相对于目标表面呈锐角或钝角关系。在该情况下，在使用中由于装置10角度正交于目标表面，可产生不稳定性。
图25示出了一种不同形式的不稳定性。在图25中，前臂角度正交于目标表面。但装置10角度为锐角。因此，可能希望在使用期间协调装置10和前臂角度之间的关系。
图26表明，对于图17的装置10，当前臂角度正交于目标表面时，装置10角度为垂线下方的锐角。相反，图27表明，对于图1-3的装置10，当前臂角度正交于目标表面时，装置10角度为垂线上方的锐角。
参见图28、28A、29和29A，两个现有技术装置10的行为类似于图26的装置10。即，当前臂角度正交于目标表面时，装置10角度为垂线下方的锐角。图29B、29D和29F示出了用于图29的装置10的各种有效柄部12对自由体受力图的效应。图29C、29E和29G示出了分别用于图29B、29D和29F的装置10的所述各种柄部12对由使用者施加的力矩的效应。
参见图30，当前臂角度正交于目标表面时，装置10角度为垂线下方的锐角。参见图30A和30B，并且更仔细地检查图30的装置10，能够看 出，装置10角度和前臂在整个行程中不相等地增加。另外，还能够看出，有效柄部12长度（D2）、和从柄部12的有效中点至目标表面上介于装置10头部14的所述两个接触点之间中途的点的距离（D6）作为装置10角度和前臂角度两者的函数单调地减小。
从目标表面至柄部12的有效中点的垂直距离（D5）在行程期间改变比降，并且是该装置10的装置10角度和前臂角度的函数。该距离与从柄部12的有效中点至头部14的面向外的接触表面13的距离（也是D5）相同。
参见图31A、31B、31C和31D，示出了另一个装置10。在该装置10中，当前臂角度正交于目标表面时，装置10角度同样为垂线下方的锐角。
因此，能够看出，图27的装置10意想不到地表现出与现有技术的装置10相比在质量上不同的性能。尤其是，当前臂角度正交于所述表面时，图27的装置10具有垂线上方的锐角的装置10角度。
参见图32，示出了在行程期间作为装置10角度的函数的从目标表面至柄部12的有效中点的垂直距离（D5）的改变。尤其是，该距离单调地增加或增加，然后在所述90度装置10不稳定角度时或在此之前减小。
图32表明，根据图1的装置可有利地且预想不到地延迟经过装置不稳定点之后的前臂不稳定性的发生。图34也表明，根据图31的装置示出了单调增加的D5值，并且在发生30、35、40或45度的装置角度时不遇到前臂不稳定性。
参见图33，示出了从柄部12的有效中点至目标表面上介于装置10头部14的所述两个接触点之间中途的点的距离（D6）。意想不到地，图33表明，对于图14-16的装置10，该距离在整个行程中单调地减小。图33也意想不到地表明，对于图1-3的装置10，前臂不稳定点发生在装置10不稳定点之后。该装置10为如下的仅一个装置，其示出了同类性能的这种定性差异。
参见图34，并且再次检查对于这些装置10的前臂角度的改变，看出一些装置10示出了在行程期间单调地增加的从目标表面至柄部12的有效中点的垂直距离（D5）的差值，一些增加了，然后在90度时发生前臂不稳定性之前减小，并且一个装置10示出了前臂不稳定点发生之后的略微的减小。
图34-35示出了两个装置的装置不稳定性。对于剩余的装置不发生装置不稳定性，因为那些装置的装置角度达不到90度。
但是参见图35，并再次检查对于这些装置10的柄部12的有效中点和目标表面上介于装置10头部14的所述两个接触点之间中途的点之间的距离（D6）的改变，出乎意料地出现了清楚的图案。图14-16的装置10意想不到地示出了单调地减小的值。
联合参见图33和35，能够看出，具有曲线的伸缩式套叠柄部12的实施例仅为具有显著比降的实施例，并且还仅为具有显著负比降的实施例。如上所述，负比降的减小的值提供了改善的控制的有益效果。
参见图36-37，能够看出，根据本发明的装置10不可预见地在不稳定性发生之前扫掠范围为30至65度的角度。所述相对大的角度提供如下有益效果：在越过前臂垂直点之前，使用者能够将装置10在目标表面上牵拉更大的距离。因接触表面13的更大的区域而产生了改善的性能。
尤其是，图36-37的装置10扫过其运动范围，从而导致装置10角度和前臂角度均发生改变。当装置10角度越过了与目标表面的垂直时，产生装置10不稳定性。当前臂角度越过了与目标表面的垂直时，对于特定抓持角度，产生前臂不稳定性。这两种形式的不稳定性中的任一种均可导致头部14相对于目标表面的颤动和/或不均匀的运动，从而导致劣化的性能。
因此，期望随着装置10角度在整个行程中增加并逼近90度，前臂角度不过早地遇到垂直，并且不当地限制或缩短可用的装置10行程，并且反之亦然。因此，提供更大的装置10角度或前臂角度范围的装置10，在达到前臂不稳定性之前，提供如下有益效果：增加行程长度并因此增加表面区域处理，而不遇到劣化的性能。
参见图38-39，如果需要，可调节所述性能以提供37至44度的扫掠角度。因此，技术人员将会理解，通过对本文所述且受权利要求书保护的装置10进行适当的几何形状的调整，能够对着至少30、35、40、45、50、55、60、65或70度，或小于这些值中任何值的前臂角度，而前臂线不越过与目标表面的垂直。
相比之下，参见图40-41，在出现前臂垂直之前，现有技术的装置10仅对着范围为18至25度的角度。在使用者遇到前臂不稳定性之前，发生更短的行程并降低了性能。
参见图42A、42B和42C，能够看出，即使抓持角度的变化是假定的，在利用本发明的情况下，也不可预见地发生改善的运动范围。同样，甚至在多种抓持角度内和使用条件下，也不可预见地发生改善的性能。因此，根据本发明的装置10能够适应于使用者习惯的相对宽的变化，而不脱离受权利要求书保护的本发明的有益效果。
更具体地，对于前述Department of Defense Handbook for Human Engineering Guidelines所指定的抓持角度的整个范围，根据本发明的装置10可表现出有利的装置10角度范围，而未遇到前臂不稳定性。结果示于下表1中。
表1
逼近的装置10角度在前臂不稳定性发生之前扫掠
（以度计）

上表1示出了本发明未预计到的且牢靠的性质。对于前述国防部对人类工程指南手册(Department of Defense Handbook for Human Engineering Guidelines)所指定的抓持角度的整个范围，与利用现有技术所发生的情况相比，产生了改善的且更有用的装置10角度。
因此，根据本发明的装置10表现出如下运动范围，所述运动范围在达到前臂不稳定性之前允许装置10角度对着超过30、35、40、50、60、70、80、90、100、120、130或140度。在达到前臂不稳定性之前，装置10角度的运动范围可小于180、170、160或150度。
参见图43，能够看出，当在其中考虑的装置10通过所述可用的行程推进时，施加的力矩减小，并且在装置10垂直时消失。能够看出，并非图43所示的所有装置10均具有范围为0至90度的可用角度。装置10中的一些具有限制头部14和柄部12之间的角关系的机械止挡件等。
当行程发生时，图43示出了力矩并有效地示出了长度D6，它们两者均减小了。本申请人相信，随着该距离和力矩的降低，可产生对装置10的改善的使用者控制。
参见图44，如能够由其中的曲线看出，根据本发明的装置10并且尤其是根据图14的装置10在长度D6的减小中示出了相对陡的比降。据信由于与利用具有更逐渐的比降的装置10时的情况相比，更快地产生了改善的控制，因此所述性能为有利的。
根据本发明的装置10可具有负比降。所述比降可为至少-0.010、-0.011、-0.012、-0.013、-0.014、-0.015、-0.016、-0.017或-0.018牛顿×米/度装置10角度关节运动，但小于-0.20牛顿×米/度装置10角度关节运动。重要的是，根据本发明的装置10能够保持这种比降以便扫掠如下装置10角度，所述角度涵盖至少10、15、20、25、30、35、40、45或50度且小于60度。
有利的是，能够由图44上的曲线看出，根据本发明的装置10可有利地在行程中比根据现有技术的装置更早地遇到前述比降。根据本发明的装置10可表现出起始于15、20、25、30、35、40、45、50、55、或60度的装置角度的前述行程，并且对于10、15、20、25、30、35、40、45、50或55度的范围表现出此类比降，如上所述且经受所述起始点。
图14的装置表现出范围为30至60、35至55，并且尤其是40至50度的整个装置角度中的最小比降（在数学上为负的最大值）。利用图14的本发明，所述未预想到的更早地开始前述负比降提供如下有益效果：使用者更快速地接近逐渐消失的力矩，因而改善对任务的控制。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
本文引用的每一文件，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此全文以引用方式并入本文，除非明确地排除在外或以其它方式限制。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式传授、提出建议或公开任何此类发明。此外，当本 文献中术语的任何含义或定义与引入本文以供参考的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时，将以赋予本文献中那个术语的含义或定义为准。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多种其它的改变和变型。因此，所附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有此类改变和变型。