可變線性馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及馬達(dá)，更具體地說，涉及一種反向曲軸馬達(dá)，所述反向曲軸馬達(dá)通過曲軸結(jié)構(gòu)將來自旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)化成周期性往復(fù)力。所述曲軸結(jié)構(gòu)包括可變線性系統(tǒng)，該可變線性系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能夠在所述馬達(dá)操作的同時(shí)調(diào)整所述周期性往復(fù)力的幅度并且同時(shí)獨(dú)立地調(diào)整周期性旋轉(zhuǎn)力的頻率。
【背景技術(shù)】
[0002]一些裝置需要由外部馬達(dá)供應(yīng)的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(例如，由熱或電提供動(dòng)力的)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)可以產(chǎn)生圍繞固定軸線的周期性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與曲軸結(jié)合時(shí)，該周期性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被轉(zhuǎn)換為周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。從旋轉(zhuǎn)馬達(dá)供應(yīng)到外部裝置的該周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以由若干特征來限定。例如，周期性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的頻率可以通過由旋轉(zhuǎn)馬達(dá)施加的力來確定。周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度可以通過曲軸結(jié)構(gòu)的幾何形狀來分開地確定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，針對(duì)任何具體需要而維持理想的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的力將尤其取決于受該裝置影響的物體的質(zhì)量、周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度以及周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率。因此，有利的是，使馬達(dá)具有按照各種外部裝置和具體任務(wù)所需的可調(diào)節(jié)的幅度和頻率?，F(xiàn)有技術(shù)中已知具有可調(diào)幅度和頻率的電動(dòng)馬達(dá)。示例包括氣動(dòng)馬達(dá)、壓電馬達(dá)和電磁音圈馬達(dá)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的一個(gè)問題是在單個(gè)馬達(dá)中既提供一系列頻率又提供一系列幅度?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的馬達(dá)是其中一個(gè)提供的較多，則另一個(gè)就提供的較少。例如，通過線性運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將壓縮空氣轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量的氣動(dòng)馬達(dá)可以提供較寬的幅度范圍，包括非常高的幅度。然而，氣動(dòng)馬達(dá)具有有限的頻率范圍和相對(duì)較低的最大頻率。在頻譜的另一端處，采用在向材料施加電壓時(shí)改變尺寸的材料的壓電馬達(dá)可以提供較寬的頻率范圍，包括非常高的頻率。然而，壓電馬達(dá)具有有限的幅度范圍和相對(duì)較低的最大幅度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的另一個(gè)問題是通過彼此不限制的裝置獨(dú)立地提供可調(diào)節(jié)的頻率和幅度。電磁音圈(或螺線管)馬達(dá)(這種馬達(dá)將圍繞柱形芯部纏繞的電線圈與壓電活塞相結(jié)合)可以提供較寬的幅度范圍以及較寬的頻率范圍。然而，調(diào)節(jié)電磁音圈馬達(dá)的幅度或頻率的裝置不利地影響了另一方。因而，當(dāng)頻率增加時(shí)，周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度減小，反之亦然。
[0005]因而，本發(fā)明的目的是提供一種具有較寬幅度范圍以及較寬頻率范圍的馬達(dá)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有可獨(dú)立地調(diào)節(jié)的頻率和幅度的馬達(dá)，從而一方的減小或增加不會(huì)影響或限制另一方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及一種用于提供由延伸到外部二次裝置的幅度器提供的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度和頻率的獨(dú)立調(diào)整的反向(可逆)曲軸馬達(dá)和方法。所述反向曲軸馬達(dá)包括反向曲軸結(jié)構(gòu)，該反向曲軸結(jié)構(gòu)將周期性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述反向曲軸結(jié)構(gòu)通過第一軸連接至旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。所述反向曲軸結(jié)構(gòu)位于第一壁和第二壁之間，并且通過第一變換器和第二變換器而保持在適當(dāng)位置。所述第一變換器和所述第二變換器附接于在所述第一壁和所述第二壁之間延伸的調(diào)整螺栓。所述調(diào)整螺栓便于沿著所述調(diào)整螺栓的縱向軸線進(jìn)行所述第一變換器和所述第二變換器相對(duì)于彼此的調(diào)節(jié)。
[0007]所述曲軸結(jié)構(gòu)包括:第一框架，該第一框架連接至從所述馬達(dá)延伸出來并穿過所述第一壁的第一軸；和第二框架，該第二框架連接至從所述第二壁延伸出來的第二軸。所述第一軸、所述第二軸和所述曲軸結(jié)構(gòu)沿著公共中心軸線縱向地定向。所述第一框架和所述第二框架均具有開口，并且所述第一框架和所述第二框架彼此縱向相對(duì)地定向成使得所述開口面向彼此。在由所述第一框架和所述第二框架的開口產(chǎn)生的空間中，第三軸定位成使得所述第三軸的軸線基本平行于所述反向曲軸馬達(dá)的中心軸線。所述第三軸通過鉸鏈連接至所述第一框架和所述第二框架的內(nèi)部，每個(gè)鉸鏈都通過第一樞軸附裝至所述第三軸，并通過第二樞軸分別附裝至所述第一框架和所述第二框架中的每個(gè)。將所述第三軸連接至所述第一框架的所述鉸鏈相對(duì)于所述第一框架的內(nèi)部以與將所述第三軸連接至所述第二框架的鉸鏈的角度相等但相反的角度定向。
[0008]由所述第三軸的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的可變徑向距離由所述鉸鏈分別與所述第一框架和所述第二框架形成的角度來確定。進(jìn)而，所述鉸鏈的角度由所述第一框架和所述第二框架之間的縱向距離確定。該距離通過調(diào)整螺栓的旋鈕來調(diào)節(jié)，這又調(diào)節(jié)所述第一變換器和所述第二變換器之間的縱向距離。這樣，所述反向曲軸馬達(dá)的操作者可以調(diào)節(jié)由所述第三軸的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相對(duì)于所述中心軸線的徑向運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述第三軸連接至垂直于所述反向曲軸馬達(dá)的中心軸線延伸的幅度器。所述幅度器還可以連接至二次外部裝置。在所述反向曲軸馬達(dá)的操作期間，所述幅度器將以周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，該周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度被限定為所述第三軸距離所述反向曲軸馬達(dá)的中心軸線的可變徑向距離的近似兩倍。所述幅度器因而在垂直于所述馬達(dá)的軸線的方向上相對(duì)于所述第一框架和所述第二框架產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
[0010]本發(fā)明還涉及一種獨(dú)立地調(diào)節(jié)所述反向曲軸馬達(dá)的頻率和幅度的方法。如與所述反向曲軸馬達(dá)結(jié)合地使用通過所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的速度確定一樣，所述頻率可以通過本領(lǐng)域公知的方法來調(diào)節(jié)。所述幅度可以通過所述調(diào)整螺栓的調(diào)節(jié)來獨(dú)立地且不影響頻率地或基本不受頻率影響地來調(diào)節(jié)，該調(diào)整螺栓可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的機(jī)械或電子裝置來接合。調(diào)節(jié)所述調(diào)整螺栓致使所述第一變換器和所述第二變換器朝向彼此或遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)，這又改變了所述第一框架到所述第二框架之間的縱向距離，而這又改變了所述鉸鏈相對(duì)于所述第三軸的角度，由此改變圍繞所述中心軸線行進(jìn)的可變徑向距離。調(diào)節(jié)所述第三軸的所述徑向距離調(diào)節(jié)了由所述幅度器提供的所述周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度。
【附圖說明】
[0011]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的反向曲軸馬達(dá)。
[0012]圖1A示出了圖1的放大部分。
[0013]圖2示出了當(dāng)?shù)谝豢蚣芎偷诙蚣鼙环蛛x到使得第三軸的軸線與反向曲軸馬達(dá)的中心軸線基本對(duì)準(zhǔn)的程度時(shí)處于最小幅度階段的反向曲軸馬達(dá)。
[0014]圖3示出了當(dāng)?shù)谝豢蚣芎偷诙蚣鼙环蛛x到使得第三軸的軸線位于距離反向曲軸馬達(dá)的中心軸線中間徑向距離的位置時(shí)處于中間幅度階段的反向曲軸馬達(dá)。
[0015]圖4示出了當(dāng)?shù)谝豢蚣芎偷诙蚣鼙粚?duì)準(zhǔn)成使得在鉸鏈和所述第一框架或第二框架的內(nèi)部之間形成近似90°角并且第三軸的軸線位于距離反向曲軸馬達(dá)的中心軸線最大可能徑向距離的位置時(shí)處于最大幅度階段的反向曲軸馬達(dá)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的反向曲軸馬達(dá)允許用戶在該反向曲軸馬達(dá)操作的同時(shí)分開地并獨(dú)立地調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的頻率和由反向曲軸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的幅度。本發(fā)明的反向曲軸馬達(dá)包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的示例在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。所述馬達(dá)通過第一軸連接至曲軸結(jié)構(gòu)。所述曲軸結(jié)構(gòu)通過第一變換器和第二變換器保持在第一壁和第二壁之間的適當(dāng)位置，第一變換器和第二變換器中的每個(gè)都附接于延伸穿過所述第一壁和所述第二壁的調(diào)整螺栓。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述螺栓的表面包括螺紋，所述螺紋被定向成使得所述第一變換器和所述第二變換器能夠在所述螺栓軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)同時(shí)地朝向或背離彼此滑動(dòng)。該調(diào)節(jié)可以在所述反向曲軸馬達(dá)操作的同時(shí)遠(yuǎn)程地控制或通過操作位于用戶可接近的位置的調(diào)整螺栓旋鈕來控制。例如，所述旋鈕可以位于與所述反向曲軸馬達(dá)相反的一側(cè)，并定位成允許用戶通過機(jī)械裝置容易地接近。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一變換器和所述第二變換器可以附