CN106455879B - 真空清洁器和用于该真空清洁器的重力补偿设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的构思的真空清洁器包括向把手单元施加补偿力以补偿由施加至把手单元的重力导致的转矩的重力补偿设备，所述重力补偿设备包括：弹性构件，所述弹性构件具有允许生成补偿力的弹性；和滑动构件，所述滑动构件根据把手单元的转动运动而进行平移运动，以便能够以与把手单元的角度无关的方式将补偿力保持在预定方向上。该重力补偿设备可以精确地补偿由施加至真空清洁器的把手单元的重力而导致的转矩，并且可以减轻用户的负担。

Description

真空清洁器和用于该真空清洁器的重力补偿设备

技术领域

本发明涉及真空清洁器和该真空清洁器中包括的重力补偿设备。

背景技术

真空清洁器或吸尘器是用于执行清洁的消费电器，所述消费电器具有用于生成吸力的风扇马达、用于吸入待清洁表面的空气的吸嘴、和用于分离和收集来自吸入空气的污物的灰尘收集器。

真空清洁器可以按照形状分为罐式、直立式、便携式、机器人清洁器类型等。

在常见的直立式真空清洁器中，为具有吸嘴的抽吸单元配备了轮，并且具有风扇马达、灰尘收集器和把手的把手单元与抽吸单元可转动地结合。相应地，抽吸单元在平时保持直立，但是在清洁过程中，用户通过使把手单元倾斜而执行清洁。

在使把手单元倾斜的同时，用户负荷把手单元的重量。换句话说，除了用于操作把手单元的操作力，源自由施加至把手单元的重力而导致的转矩或扭矩的额外负担也分摊在用户上。

同时，使用重力补偿机构的真空清洁器是已知的，该重力补偿机构使用弹性构件的弹力以通过补偿由重力导致的转矩而缓解用户的负担。在韩国专利公开号2001-0035934中公开了该真空清洁器的示例。

在该韩国专利公开号2001-0035934中公开的真空清洁器包括清洁主体、与清洁主体可旋转地结合的刷子组件、在清洁主体中形成的轴、和用于支持清洁主体的弹性的扭力弹簧，该扭力弹簧具有固定在所述轴上的一个端部和固定在刷子组件上的另一个端部，并且该真空清洁器利用扭力弹簧的弹力来补偿由施加至清洁主体的重力而导致的转矩。

然而，利用该韩国专利公开号2001-0035934中公开的重力补偿机构，虽然可以在某种程度上可以补偿由施加至清洁主体的重力而导致的转矩，但是，甚至在清洁主体处于非重量状态下时也难以精确地补偿转矩。

原因是因为由重力导致的转矩的大小和扭力弹簧的弹性转矩的大小根据清洁主体倾斜的角度而独立地改变，所以不容易或不可能将扭力弹簧的标准设计成使由重力导致的转矩的大小在每个角度下与扭力弹簧的弹性转矩的大小对应。

发明内容

要解决的技术问题

为此，本发明提供一种真空清洁器和重力补偿设备，以更精确地补偿由施加至把手单元的重力而导致的转矩。

为此，本发明还提供一种真空清洁器和重力补偿设备，以通过确定用户的意图并且主动地操作把手来减小用户的操作力。

技术方案

根据本发明的一个方面，清洁器包括用于清洁待清洁表面的抽吸单元、与抽吸单元结合以围绕旋转轴转动的把手单元、和重力补偿设备，所述重力补偿设备用于相对于旋转轴向把手单元的一侧施加补偿力，以补偿由施加至把手单元的另一侧的重力而导致的转矩。

重力补偿设备可以包括弹性构件和滑动构件，所述弹性构件连接到把手单元的一侧，所述滑动构件用于与把手单元的转动运动一起进行平移运动，从而以与把手单元的角度无关的方式将补偿力保持在恒定方向上。

补偿力的方向可以以与把手单元的角度无关的方式被保持在重力方向上。

清洁器可以进一步包括移动滑轮，所述移动滑轮安装在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

把手单元可以包括第一接合销，并且滑动构件可以包括第一接合导轨，第一接合导轨与第一接合销接合，用于使第一接合销能够在竖直方向上移动。

滑动构件可以包括第二接合销，并且抽吸单元可以包括第二接合导轨，第二接合导轨与第二接合销接合，用于使第二接合销能够在水平方向上移动。

弹性构件可以包括静态负载弹簧，静态负载弹簧以与弹性构件的形状的改变无关的方式生成恒定弹力。

旋转轴可以从把手单元突出以与抽吸单元可转动地结合，并且补偿力所施加到其上的作用点可以定位在远离旋转轴的预定距离处。

重力补偿设备可以进一步包括用于调节补偿力的大小的控制机构。

控制机构可以包括连接至弹性构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

清洁器可以进一步地包括用于连接把手单元和弹性构件的连接构件、连接至连接构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

重力补偿设备可以进一步包括重量平衡装置，该重量平衡装置用于移动把手单元的重心，从而调节由施加至把手单元的重力而导致的转矩的大小。

重量平衡装置可以包括具有预定质量并且可移动地布置在把手单元中的平衡重物，和用于在把手单元的长度方向上移动平衡重物的操作工具。

操作工具可以包括用于生成旋转力的平衡马达，和用于将平衡马达的旋转力转换成平衡重物的直线运动的平衡螺杆。

重力补偿设备可以包括用于检测把手单元的转动位移的转动位移传感器，或用于检测施加至把手单元的操作力的操作力检测传感器，和控制器，所述控制器基于转动位移传感器或操作力检测传感器的结果控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小。

控制器可以被配置成当在把手单元中检测到操作力或旋转力时，以减小施加至把手单元的操作力或减小把手单元的旋转力的方式控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小。

弹性构件可以配置在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

根据本发明的另一方面，清洁器包括用于清洁待清洁表面的抽吸单元、与抽吸单元结合以围绕旋转轴转动的把手单元、连接至把手单元的一侧并且生成补偿力以补偿由施加至把手单元的重力而导致的转矩的弹性构件、和用于将弹性构件施加在把手单元上的补偿力保持在恒定方向上的补偿力方向保持构件。

弹性构件可以包括静态负载弹簧，该静态负载弹簧以与弹性构件的形状的改变无关的方式生成恒定弹力。

补偿力方向保持构件可以包括滑动构件，该滑动构件用于与把手单元的转动运动一起进行平移运动，从而以以与把手单元的角度无关的方式将补偿力保持在恒定方向上。

清洁器可以进一步包括移动滑轮，所述移动滑轮连接至弹性构件并且安装在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

弹性构件可以配置在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

清洁器可以进一步地包括用于调节补偿力的调节机构，其中调节机构包括连接至弹性构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

清洁器可以进一步地包括用于连接把手单元和弹性构件的连接构件和用于调节补偿力的调节机构，并且调节机构可以包括连接至连接构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

通过在正向方向/反向方向上旋转，控制马达可以增加施加至把手单元的补偿力的大小。

清洁器可以进一步包括重量平衡装置，该重量平衡装置用于移动把手单元的重心，从而调节由施加至把手单元的重力而导致的转矩的大小。

重量平衡装置可以包括具有预定质量并且可移动地布置在把手单元中的平衡重物，和用于在把手单元的长度方向上移动平衡重物的操作工具。

清洁器可以进一步包括用于检测把手单元的转动位移的转动位移传感器，或用于检测施加至把手单元的操作力的操作力检测传感器；和控制器，所述控制器基于转动位移传感器或操作力检测传感器的结果控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小。

控制器可以被配置成当在把手单元中检测到操作力或旋转力时，以减小施加至把手单元的操作力或减小把手单元的旋转力的方式控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小。

根据本发明的一方面，重力补偿设备用于相对于旋转轴向把手单元的一侧施加补偿力，以补偿由施加至把手单元的另一侧的重力而导致的转矩，所述重力补偿设备包括连接到把手单元的所述一侧的弹性构件，和用于将弹性构件施加在把手单元上的补偿力保持在恒定方向上的补偿力方向保持构件。

弹性构件可以包括静态负载弹簧，该静态负载弹簧以与弹性构件的形状的改变无关的方式生成恒定弹力。

补偿力方向保持构件可以包括滑动构件，该滑动构件用于与把手单元的转动运动一起进行平移运动，从而以与把手单元的角度无关的方式将补偿力保持在恒定方向上。

重力补偿设备可以进一步包括移动滑轮，所述移动滑轮连接至弹性构件并且安装在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

弹性构件可以配置在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

重力补偿设备可以进一步地包括用于调节补偿力的调节机构，并且调节机构可以包括连接至弹性构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

重力补偿设备可以进一步包括重量平衡装置，该重量平衡装置用于移动把手单元的重心，从而调节由施加至把手单元的重力而导致的转矩的大小。

重量平衡装置可以包括具有预定质量并且可移动地布置在把手单元中的平衡重物，和用于在把手单元的长度方向上移动平衡重物的操作工具。

重力补偿设备可以进一步地包括用于检测把手单元的转动位移的转动位移传感器，或用于检测施加至把手单元的操作力的操作力检测传感器，和控制器，所述控制器基于转动位移传感器或操作力检测传感器的结果控制施加至把手单元的转矩的大小或控制补偿力的大小。

有益效果

根据本发明的构思，由施加至真空清洁器的把手单元的重力而导致的转矩可以被精确地补偿，从而在用户抓握把手单元进行清洁的同时，缓解用户的来自把手单元的重量的负担。

根据本发明的另一构思，可以容易地设计弹性构件的标准以补偿由施加至真空清洁器的把手单元的重力而导致的转矩。

根据本发明的又一构思，通过确定用户的意图，真空清洁器可以主动地在用户期望的方向上操作，从而减少用户的操作力。

附图说明

图1是图示根据本发明的实施例的真空清洁器的外部的透视图；

图2是图示根据本发明的实施例的真空清洁器的侧面的剖视图；

图3是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的抽吸单元和把手单元之间的结合关系的视图，其中抽吸单元的顶部壳体被省略；

图4是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器(其中省略连接构件)的重力补偿设备的特征的分解图；

图5至6是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的重力补偿设备的操作的视图；

图7是根据本发明的实施例的真空清洁器的控制马达的控制方框图；

图8是根据本发明的实施例的真空清洁器的控制马达的控制流程图；

图9是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡装置的放大剖视图；

图10是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡装置的沿着图9的线I-I切割的剖视图；

图11是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡马达的控制方框图；

图12是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡马达的控制流程图；以及

图13是用于说明根据本发明的另一实施例的真空清洁器的特征的视图。

具体实施方式

图1是图示根据本发明的实施例的真空清洁器的外部的透视图。

图2是图示根据本发明的实施例的真空清洁器的侧面的剖视图。

参见图1至2，将大致描述根据本发明的实施例的真空清洁器或吸尘器和用于该真空清洁器或吸尘器的重力补偿设备。

真空清洁器10包括抽吸单元20、把手单元60、和重力补偿设备100，所述抽吸单元20用于吸入待清洁的表面处的空气，所述把手单元60包括用于收集污物的灰尘收集器62和用于生成吸力的风扇马达63并且与抽吸单元20可转动地结合或接合，并且所述重力补偿设备100用于在把手单元60倾斜时补偿由于施加至把手单元60的重力而导致的转矩。

由抽吸单元20吸入的空气可以通过挠性软管32而流动到把手单元60的灰尘收集器62。在吸入的空气中包含的污物可以被收集在灰尘收集器62中，并且其中的污物已被收集的空气可以通过出口(未示出)释放到把手单元60外。

灰尘收集器62可以使用气旋方法以从空气离心分离污物，或使用灰尘袋方法以使用灰尘袋分离污物。

抽吸单元20可以包括顶部壳体30、结合或接合到顶部壳体30的底部上的底板40、安装在底板40的刷子安装件42中的刷子41、用于吸入待清洁表面处的空气的抽吸入口43、用于将吸入的空气从抽吸入口43引导至挠性软管30的抽吸管道44、配置在任一侧以被驱动的轮31、和防止抽吸单元20向后落下的脚轮34。

抽吸单元20可以进一步包括用于支撑把手单元60和重力补偿设备100的元件的支撑架50。支撑框架50可以安装在底板40的在图4中示出的支撑框架装配件46中。

开口33可以形成在顶部壳体30的顶部表面上，把手单元60穿过开口33。即，把手单元60可以穿过顶部壳体30的开口33并且与抽吸单元20的支撑框架50结合或接合。

把手单元60可以包括配置有灰尘收集器62和风扇马达63的灰尘收集单元61、主杆71、可以由用户握住的柄70、和用于与抽吸单元20结合或接合的连接杆72。

把手单元60可以配置有用于检测用户的操作力的至少一个操作力检测传感器78、79。在该实施例中，把手单元60配置有第一操作力检测传感器78和第二操作力检测传感器79，所述第一操作力检测传感器被构造成用于检测在把手单元60的长度方向上的操作力，所述第二操作力检测传感器被构造成用于检测在把手单元60的转动方向上的操作力。

第一操作力检测传感器78可以是压力式测压元件或测力传感器，并且第二操作力检测传感器79可以是弯曲式测压元件或测力传感器。可以基于通过第一操作力检测传感器78和第二操作力检测传感器79收集的信息而确定用户要做的事。

重力补偿设备100可以包括：弹性构件110，所述弹性构件配置在抽吸单元20中并且具有弹性；连接构件120，所述连接构件用于连接把手单元60和弹性构件110并且向把手单元60施加张力；移动滑轮130，所述移动滑轮由连接构件120卷绕并且与把手单元60的转动运动一起进行平移运动，从而以与把手单元60的角度θ(见图5和6)无关的方式将施加至把手单元60的张力的方向恒定地保持在重力方向上；和滑动构件140，所述滑动构件允许移动滑轮130与把手单元60的转动运动一起进行平移运动。

连接构件120可以包括线、带、链条等，以生成张力并且将弹性构件110的弹力传递至把手单元60。

重力补偿设备100还可以包括控制马达160(见图4)和控制滑轮162以向把手单元60施加滚动阻力，从而减少较小振动或扰动的影响或进一步地校正补偿结果中可能存在的误差。控制马达160和控制滑轮162可以配置在连接构件120中。

此外，重力补偿设备100可以包括重量平衡装置170，其用于通过移动把手单元60的重心而调节由施加至把手单元60的重力而导致的转矩的大小。

现在将具体地描述根据本发明的实施例的重力补偿设备100的特征和其作用。

图3是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的抽吸单元和把手单元之间的结合或接合关系的视图，其中抽吸单元的顶部壳体被省略。图4是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器(其中省略连接构件)的重力补偿设备的特征的分解图。图5至6是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的重力补偿设备的操作的视图。

参见图3至4，将描述根据本发明的实施例的真空清洁器的抽吸单元20和把手单元60之间的结合或接合关系。

抽吸单元20和把手单元60与彼此可转动地结合或接合。为此，把手单元60的连接杆72可以具有从任一侧突出的旋转轴74，并且用于容纳旋转轴74并且允许旋转轴74转动的旋转轴容纳装置51可以形成在抽吸单元20的支撑框架50的顶部上。

旋转轴74可以成形为几乎类似于圆柱体，并且旋转轴容纳装置51可以成形为几乎类似于具有顶部开口的圆弧。旋转轴74可以放置在旋转轴容纳装置51上。

在旋转轴74放置在旋转轴容纳装置51上之后，它们可以与保持器54接合，使得保持器54可以覆盖旋转轴74的上部。保持器54可以通过诸如螺钉之类的紧固构件与支撑框架50牢固地结合。

利用这种结构，抽吸单元20和把手单元60可以可转动地彼此结合或接合。然而，因为抽吸单元20的转动被限制，而抽吸单元20被支撑在待清洁表面上，因此把手单元60可以围绕抽吸单元20转动。

如果把手单元60抵靠待清洁表面处于竖直位置，则由于重力而导致的转矩不能作用于把手单元60上。另一方面，如果把手单元60从竖直位置倾斜，则由重力而导致的转矩开始施加至把手单元60并且成为抓握把手单元60的用户的负担。

在本发明的实施例中，重力补偿设备100可以补偿由施加至把手单元20的重力而导致的转矩，从而即使把手单元60倾斜，也不向用户施加额外的负担。

具体地，根据本发明的实施例的重力补偿设备100可以更精确地补偿由重力而导致的转矩，并且有利于容易设计重力补偿设备100，特别是弹性构件110的标准，如弹性模量。

同时，在本发明的实施例中，转动位移传感器57可以配置在真空清洁器中以测量把手单元60的转动角度。对于转动位移传感器57，可以使用采用可变电阻器的电位计或使用编码器。

转动位移传感器57的传感器主体可以与支撑框架50或保持器54结合或接合，并且传感器转动节点(未示出)可以与旋转轴74的节点组合器75结合或接合，以能够与旋转轴74一起转动。

如之后将描述的那样，由操作力检测传感器78、79所收集的与用户的操作力相关的信息和与由转动位移传感器57所收集的与把手单元60的转动相关的信息可以用于校正重力补偿误差和校正用户期望的主动操作控制的误差。

参见图3至6，将具体地描述根据本发明的实施例的真空控制器的重力补偿设备100的特征。

重力补偿设备100包括：弹性构件110，所述弹性构件具有弹性；连接构件120，所述连接构件用于连接把手单元60和弹性构件110并且向把手单元60施加补偿力Fc；移动滑轮130，所述移动滑轮由连接构件120卷绕以改变补偿力Fc的方向并且与把手单元60的转动运动一起进行平移运动，使得施加至把手单元60的补偿力Fc所在的方向以与把手单元60的角度θ无关的方式保持在重力方向上；和滑动构件140，所述滑动构件用于使移动滑轮130与把手单元60的转动运动一起进行平移。

本文中假设补偿力Fc基本上是连接构件120的张力，该张力等于弹性构件110的弹力。

不管它具有什么形式，具有弹力的任何物质，如卷簧、板簧、扭力弹簧、静态负载弹簧等可以用于弹性构件110。静态负载弹簧涉及被形成为不管形状改变而具有恒定弹力的弹性构件。

静态负载弹簧可以具有几乎成螺旋形卷绕的形式。将在之后描述在本发明的实施例中为什么静态负载弹簧期望用于重力补偿设备100的原因。

弹性构件110可以形成为被卷筒111卷绕，并且卷筒111可以被安装在卷筒固定板114上，卷筒固定板114与抽吸单元20固定地结合或接合。待与连接构件120结合或接合的连接构件连接器112可以布置在弹性构件110的一个端部上，并且弹性构件110可以由导轨115引导。

连接构件120连接弹性构件110和把手单元60。根据跷跷板原理，为了利用更小的力补偿由于重力而导致的转矩，连接构件120和把手单元60的连接点73优选地尽可能远离旋转轴74定位。虽然已经描述连接构件120连接弹性构件110和把手单元60，但是可以将弹性构件110布置成直接地连接到移动滑轮，并且如果可以通过控制滑轮和控制马达直接地调节弹力，如将在下文所述，则弹性构件110可以在省略连接构件的情况下直接地连接到把手单元60。

连接点73也是作用点，补偿力，即，张力，在该作用点上施加至把手单元60。此外，在连接点73处，连接构件120应该连接至把手单元60以能够抵靠把手单元60转动。

移动滑轮130将连接构件120的方向改变成竖直方向，并且因此将施加至把手单元60的补偿力Fc的方向改变成重力方向。

进一步地，移动滑轮130与把手单元60的转动运动一起进行平移运动，从而不管把手单元60的角度θ是多少，总是将施加至把手单元60的补偿力Fc的方向保持在重力方向上。

具体地，假设图5示出的把手单元60的角度θ是θ1，而图6示出的把手单元60的角度θ是θ2，即使把手单元60的角度θ从θ1改变成θ2，施加至把手单元60的补偿力Fc的方向也恒定地保持在重力方向上。

因此，不管把手单元60的角度θ而将施加至把手单元60的补偿力Fc的方向保持在重力方向上的原因是容易获得使由施加至把手单元60的补偿力Fc而导致的转矩在大小上与由施加至把手单元60的重力而导致的转矩相等的弹力，并且进一步更精确地补偿由施加至把手单元60的重力而导致的转矩。

为详述该情况，假设由于施加至把手单元60的重力而导致的转矩T1等于以下方程：

T1＝L1×Fg×sinθ (1)

其中L1表示从旋转轴74至把手单元的重心60a的长度，并且Fg表示重力的大小(见图2)。

如果施加至把手单元60的补偿力Fc的方向不管把手单元60的角度θ是多少都恒定地保持在重力方向上，则由施加至把手单元60的补偿力Fc而导致的转矩T2可以如下概括：

T2＝L2×Fc×sinθ＝L2×Fe×sinθ (2)

其中L2表示从旋转轴74至连接构件的连接点73的长度，并且Fe表示弹性构件110的弹力的大小(见图2)。

补偿由施加至把手单元60的重力而导致的转矩T1的弹力Fe可以在T1＝T2的方程中如下容易地获得：

Fe＝L1×Fg/L2 (3)

结果，因为施加至把手单元60的重力Fg的大小是恒定的，并且L1/L2的比率也是恒定的，因此期望以与形状变化无关的方式保持弹性构件110的弹力恒定，并且因而，应该注意期望弹性构件110是静态负载弹簧。

同时，根据本发明的实施例的重力补偿设备100可以包括滑动构件140，滑动构件140用于使移动滑轮130与把手单元60的转动运动一起进行平移，使得施加至把手单元60的补偿力Fc的方向在不管把手单元60的角度θ是多少的情况下都保持恒定或施加至把手单元60的补偿力Fc的方向以与把手单元60的角度θ无关的方式保持恒定。

滑动构件140形成为与把手单元60的转动运动一起平移。移动滑轮130可以配置在滑动构件140中以与其一起移动。为此，用于接收移动滑轮130的滑轮轴132的滑轮安装沟槽141可以形成在滑动构件140中。

此外，一对第一接合销77可以布置在把手单元60的两侧，并且将与能够竖直地移动的第一接合销77接合的一对第一接合导轨142可以布置在滑动构件140中。

此外，一对第二接合销143可以布置在把手单元140的量侧，并且将与能够水平地移动的第二接合销143接合的一对第二接合导轨52可以布置在抽吸单元20的支撑框架50中。

另外，用于与能够在水平方向上移动的移动滑轮130的滑轮轴132接合的一对第三接合导轨53可以布置在抽吸单元20的支撑框架50中。

利用该结构，当把手单元60相对于图5和6顺时针方向转动时，滑动构件140和移动滑轮130可以向左侧进行平移运动。另一方面，如果把手单元60逆时针方向转动，则滑动构件140和移动滑轮130可以向右侧进行平移运动。

利用这些特征，由于把手单元60的滚动阻力由于移动滑轮130和滑动构件140之间的摩擦力而基本上增加，所以根据本发明的实施例的重力补偿设备100可以对扰动和振动具有缓冲作用。

根据本发明的实施例的重力补偿设备100可以包括控制马达160和控制滑轮162，以向把手单元60施加滚动阻力，即一种摩擦力，从而通过调节施加至把手单元60的张力Fc的大小来减少较小振动或扰动的影响或进一步地校正补偿结果中可能存在的误差。

控制马达160的旋转轴161与控制滑轮162接合以转动控制滑轮162，并且控制滑轮162被连接构件120卷绕。控制滑轮162可以被与支撑框架50结合或接合的控制滑轮支撑构件163可转动地支撑。

尽管没有电流施加至控制马达160，控制马达160可以向把手单元60施加滚动阻力。具体地，因为在没有施加电流时，控制马达160具有定位转矩以抵抗转动，因此如果施加至控制马达160的旋转轴161的转矩不大于制动转矩，则把手单元60不能旋转。

换句话说，把手单元60可以被认为具有像控制马达160的定位转矩一样大的静态摩擦力。控制马达160的定位转矩可以施加在两个方向上。此外，因为即使当用户亲自以一操作力操作把手单元60时，定位转矩被施加，因此通过施加大于控制马达160的滚动阻力的操作力，用户可以旋转转动构件160。

在这点上，控制马达160可以用作阻力装置以生成一定大小的滚动阻力。与本发明的实施例不同，除了控制马达160，生成其它阻力的设备，例如阻尼设备，可以用作阻力装置。

同时，如果在重力补偿结果中存在误差，则控制马达160可以用于校正该误差。换句话说，如果由施加至把手单元60的补偿力Fc而导致的转矩小于由重力而导致的转矩，则控制马达160可以通过在一个方向上转动控制滑轮162来拉动连接构件120而增加补偿力Fc。

相反，如果由施加至把手单元60的补偿力Fc而导致的转矩大于由重力而导致的转矩，则控制马达160可以通过在另一个方向上转动控制滑轮162来松开连接构件120而减少补偿力Fc。

在这点上，控制马达6可以被认为用作增加/减少补偿力Fc的致动器。虽然在该实施例中，控制滑轮162连接到连接构件120以用于增加/减小补偿力的结构已经被描述，但是控制滑轮162可以直接地连接至弹性构件110以用于增加/减小补偿力。此外，在该实施例中，控制滑轮162被布置成由控制马达160自动地转动，但是与此不同，用户还可以亲自转动控制滑轮162以增加/减少补偿力。

至此已经研究了控制马达160作为滚动阻力器和作为致动器以用于校正重力补偿结果中的误差的功能，控制马达160可以进一步地用于在确定用户的意图之后，主动地转动把手单元60以减少用户的操作力。这将在下文被进一步描述。

图7是根据本发明的实施例的真空清洁器的控制马达的控制方框图。图8是根据本发明的实施例的真空清洁器的控制马达的控制流程图。

参见图7至8，将描述根据本发明的实施例的控制重力补偿设备中的控制马达160的方法。

真空清洁器可以包括控制器190，该控制器用于从操作力传感器78、79接收关于由用户施加至把手单元60的操作力的信息，从转动位移传感器57接收关于把手单元60的转动运动的信息，并且基于所述信息驱动控制马达160。

当用户的操作力施加至把手单元60以将把手单元60转动至施加操作力的方向时，控制器190可以通过增加或减小施加至把手单元60的补偿力来驱动控制马达160。这可以减少用户的操作力。

在图8的流程图中将总结用于控制控制马达160的方法。

首先，在310中，从操作力检测传感器78、79检测到用户是否将操作力施加至把手单元60。

如果用户施加操作力，则在320中，控制器190可以在正常方向上或在相反方向上驱动控制马达160，使得把手单元60在操作力的方向上转动。

如果用户未施加操作力，则在330中，从转动位移传感器57检测把手单元60中是否已经出现转动位移。

如果把手单元60中已经出现转动位移，这表示重力补偿结果已经出现误差，并且因而在340中，控制器190可以在正常方向或相反方向上驱动控制马达160，以校正该误差。

图9是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡装置的放大剖视图。图10是用于说明根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡装置的沿着图9的线I-I切割的剖视图。图11是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡马达的控制方框图。图12是根据本发明的实施例的真空清洁器的平衡马达的控制流程图。

参见图9至12，将描述根据本发明的实施例的重力补偿设备的重量平衡装置170。

重力补偿设备100可以包括重量平衡装置170，重量平衡装置170用于通过移动把手单元60的重心而调节由施加至把手单元60的重力而导致的转矩的大小。

重量平衡装置170可以包括具有一定质量并且被布置成可由把手单元60移动的平衡重物171、用于生成旋转力的平衡马达176、和用于将平衡马达176的旋转力转换成平衡重物171的直线运动的平衡螺杆177。

平衡重物171可以抵靠在把手单元60的连接杆72被可移动地支撑。平衡重物171可以包括放置在连接杆72的内部空间中的内部重物172、放置在连接杆72外侧的外部重物173、和放置在连接杆72的开口76中用于连接内部重物172和外部重物173的连接器174。

螺纹形成在内部重物172中以对应于平衡螺杆177的螺纹，并且当平衡螺杆177被转动时，平衡重物171可以沿着连接杆72移动远离或接近把手单元60的旋转轴74。

相应地，由于把手单元60随着平衡重物171移动而改变其重心，因此具有以下效果：施加至把手单元60的重力的作用点变远或变近，由施加至把手单元60的重力而导致的转矩可以被调节。

换句话说，尽管重量平衡装置旨在像控制马达160那样进行重力补偿的误差校正和把手单元60的主动转动，但是它们之间存在的行为差异在于，重量平衡装置调节把手单元60的重心，而控制马达160调节施加至把手单元60的补偿力Fc。

真空清洁器可以包括控制器190，控制器190用于从操作力传感器78、79接收关于由用户施加至把手单元60的操作力的信息，从转动位移传感器57接收关于把手单元60的转动运动的信息，并且基于所述信息驱动平衡马达176。

在图12的流程图中将描述用于控制平衡马达160的方法。

首先，在410中，从操作力检测传感器78、79检测用户是否将操作力施加至把手单元60。

如果用户施加操作力，则在420中，控制器190可以通过驱动平衡马达176以在操作力的方向上转动把手单元60来移动把手单元60的重心。

如果用户未施加操作力，则在430中，从转动位移传感器57检测把手单元60是否已经出现转动位移。

如果把手单元60已经出现转动位移，这表示重力补偿结果已经存在误差，并且因而在440中，控制器190可以在正常方向或相反方向上驱动平衡马达176，以校正该误差。

重量平衡装置不限于此，但是也可以被布置成具有平衡重物和液压缸或螺线管装置，液压缸或螺线管装置连接至平衡重物以用于通过液压缸或螺线管装置的膨胀/收缩来移动平衡重物。即，虽然在该实施例中，平衡马达176和平衡螺钉177用作用于操作平衡重物的操作工具，但是替代地也可以使用液压缸或螺线管装置。

此外，虽然在该实施例中，描述了平衡重物171由平衡马达176自动地调节时的情况，但是在不利用平衡马达的情况下用户可以亲自手动地调节平衡重物。

因此，利用主要将施加至把手单元60的补偿力Fc的方向恒定地保持在重力方向上的结构，根据本发明的实施例的真空清洁器的重力补偿设备可以更精确地执行重力补偿，并且即使在重力补偿结果中具有误差的情况下，该重力补偿设备也利用控制马达160和重量平衡装置170执行额外补偿。

此外，通过确定用户意图而被主动地转动的把手单元60可以减少用户的操作力。

在上述实施例中，通过把手单元60的操作力检测传感器78、79和/或转动位移传感器57校正把手单元60的重力补偿结果的误差，或根据用户的意图主动地改进把手单元60的操作力，但是也可以甚至通过其它的探测器机构实现重力补偿结果的误差的校正或把手单元60上的操作力的改进。

例如，如果污物积聚在安装在把手单元60中的灰尘收集器62中，则把手单元60的重量相应地增加。因此，一旦安装在把手单元60中的灰尘收集器62的重量被检测到并且重量的改变被检测到，则还可以通过控制马达160或重量平衡装置170改变重力补偿的容量以对应于改变的重量。

图13是用于说明根据本发明的另一实施例的真空清洁器的特征的视图。

参见图13，描绘了根据本发明的另一实施例的真空清洁器的特征。与上述实施例相同的特征由相同附图标记指示，并且在本文中将省略重叠的描述。

根据本发明的另一实施例的真空清洁器200的重力补偿设备可以包括弹性构件210和滑动构件240，所述弹性构件210具有用于生成补偿力的弹性，弹性构件210安装在滑动构件240上，所述滑动构件240用于与把手单元60的转动运动一起进行平移运动，以在不管把手单元60的角度θ的情况下或以与把手单元60的角度θ无关的方式，将补偿力保持在恒定方向上。

相应地，弹性构件210可以与滑动构件240一起移动。

如在本发明的上述实施例中，弹性构件210优选地是静态覆盖弹簧，并且由弹性构件210卷绕的卷筒211可以固定在滑动构件240上。

其中滑动构件240与把手单元60的转动运动一起进行平移运动的结构与上述实施例中的结构相同。

利用该结构，在不管把手单元60的角度的情况下或以与把手单元60的角度θ无关的方式，施加至把手单元60的补偿力Fc可以被更简单地保持恒定。

尽管已经参照其一些示例性实施例示出和描述本发明，但是本领域的技术人员将理解，可以在没有脱离本发明的由随附权利要求和其等同物限定的范围和精神的情况下，可以进行形式和细节的各种改变。

Claims (15)

1.一种清洁器，包括：

抽吸单元，所述抽吸单元用于清洁待清洁的表面；

把手单元，所述把手单元与抽吸单元结合以围绕旋转轴转动；和

重力补偿设备，所述重力补偿设备用于相对于旋转轴向把手单元的一侧施加补偿力，以补偿由施加至把手单元的另一侧的重力而导致的转矩，

其中重力补偿设备包括滑动构件，所述滑动构件用于与把手单元的转动运动一起进行平移运动，由此以与把手单元的角度无关的方式将所述补偿力保持在恒定方向上。

2.根据权利要求1所述的清洁器，其中重力补偿设备还包括：

弹性构件，所述弹性构件连接至把手单元的所述一侧。

3.根据权利要求2所述的清洁器，其中：

所述补偿力的方向被以与把手单元的角度无关的方式保持在重力方向上。

4.根据权利要求2所述的清洁器，进一步包括：

移动滑轮，所述移动滑轮被安装在滑动构件中以与滑动构件一起移动。

5.根据权利要求2所述的清洁器，

其中把手单元包括第一接合销，并且

其中滑动构件包括第一接合导轨，所述第一接合导轨与第一接合销接合，用于使第一接合销能够在竖直方向上移动。

6.根据权利要求5所述的清洁器，其中：

滑动构件包括第二接合销，并且

其中抽吸单元包括第二接合导轨，所述第二接合导轨与第二接合销接合，用于使第二接合销能够在水平方向上移动。

7.根据权利要求2所述的清洁器，其中：

弹性构件包括静态负载弹簧，该静态负载弹簧以与弹性构件的形状的改变无关的方式生成恒定弹力。

8.根据权利要求1所述的清洁器，其中：

旋转轴从把手单元突出以与抽吸单元可转动地结合，并且补偿力被施加到一作用点，该作用点定位在远离旋转轴的预定距离处。

9.根据权利要求2所述的清洁器，其中：

重力补偿设备进一步包括用于调节补偿力的大小的控制机构。

10.根据权利要求9所述的清洁器，其中：

控制机构包括连接至弹性构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

11.根据权利要求9所述的清洁器，进一步包括：

连接构件，所述连接构件用于连接把手单元和弹性构件，

其中，控制机构包括连接至连接构件的控制滑轮和用于使控制滑轮转动的控制马达。

12.根据权利要求1所述的清洁器，其中：

重力补偿设备进一步包括重量平衡装置，该重量平衡装置用于移动把手单元的重心，以调节由施加至把手单元的重力而导致的转矩的大小。

13.根据权利要求12所述的清洁器，其中重量平衡装置包括：

平衡重物，所述平衡重物具有预定质量并且能够移动地布置在把手单元中；和

操作工具，所述操作工具用于在把手单元的长度方向上移动平衡重物。

14.根据权利要求13所述的清洁器，其中操作工具包括：

平衡马达，所述平衡马达用于生成旋转力；和

平衡螺杆，所述平衡螺杆用于将平衡马达的旋转力转换成平衡重物的直线运动。

15.根据权利要求1所述的清洁器，其中重力补偿设备包括：

用于检测把手单元的转动位移的转动位移传感器，或用于检测施加至把手单元的操作力的操作力检测传感器；和

控制器，所述控制器基于转动位移传感器或操作力检测传感器的结果，控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小，

其中所述控制器被配置成：

当在把手单元中检测到操作力或旋转力时，以减小施加至把手单元的操作力或减小把手单元的旋转力的方式控制施加至把手单元的转矩的大小或控制重力补偿设备的补偿力的大小。