可變線性馬達的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及馬達，更具體地說，涉及一種反向曲軸馬達，所述反向曲軸馬達通過曲軸結(jié)構(gòu)將來自旋轉(zhuǎn)馬達的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)化成周期性往復力。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)被設計成能夠在所述馬達操作的同時調(diào)整所述周期性往復力的幅度并且同時獨立地調(diào)整周期性旋轉(zhuǎn)力的頻率。
【背景技術】
[0002]一些裝置需要由外部馬達供應的周期性往復運動。(例如，由熱或電提供動力的)旋轉(zhuǎn)馬達可以產(chǎn)生圍繞固定軸線的周期性旋轉(zhuǎn)運動，當與曲軸結(jié)合時，該周期性旋轉(zhuǎn)運動可以被轉(zhuǎn)換為周期性往復運動。從旋轉(zhuǎn)馬達供應到外部裝置的該周期性往復運動可以由若干特征來限定。例如，周期性旋轉(zhuǎn)運動的頻率可以通過由旋轉(zhuǎn)馬達施加的力來確定。周期性往復運動的幅度可以通過曲軸結(jié)構(gòu)的幾何形狀來分開地確定。本領域技術人員將認識到，針對任何具體需要而維持理想的周期性往復運動所需的力將尤其取決于受該裝置影響的物體的質(zhì)量、周期性往復運動的幅度以及周期性往復運動的頻率。因此，有利的是，使馬達具有按照各種外部裝置和具體任務所需的可調(diào)節(jié)的幅度和頻率?，F(xiàn)有技術中已知具有可調(diào)幅度和頻率的電動馬達。示例包括氣動馬達、壓電馬達和電磁音圈馬達。
[0003]現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的一個問題是在單個馬達中既提供一系列頻率又提供一系列幅度?，F(xiàn)有技術中已知的馬達是其中一個提供的較多，則另一個就提供的較少。例如，通過線性運動或旋轉(zhuǎn)運動將壓縮空氣轉(zhuǎn)換成機械能量的氣動馬達可以提供較寬的幅度范圍，包括非常高的幅度。然而，氣動馬達具有有限的頻率范圍和相對較低的最大頻率。在頻譜的另一端處，采用在向材料施加電壓時改變尺寸的材料的壓電馬達可以提供較寬的頻率范圍，包括非常高的頻率。然而，壓電馬達具有有限的幅度范圍和相對較低的最大幅度。
[0004]現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的另一個問題是通過彼此不限制的裝置獨立地提供可調(diào)節(jié)的頻率和幅度。電磁音圈(或螺線管)馬達(這種馬達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)電磁音圈馬達的幅度或頻率的裝置不利地影響了另一方。因而，當頻率增加時，周期性往復運動的幅度減小，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。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有可獨立地調(diào)節(jié)的頻率和幅度的馬達，從而一方的減小或增加不會影響或限制另一方。

【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運動的幅度和頻率的獨立調(diào)整的反向(可逆)曲軸馬達和方法。所述反向曲軸馬達包括反向曲軸結(jié)構(gòu)，該反向曲軸結(jié)構(gòu)將周期性旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成周期性往復運動。所述反向曲軸結(jié)構(gòu)通過第一軸連接至旋轉(zhuǎn)馬達。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行所述第一變換器和所述第二變換器相對于彼此的調(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。將所述第三軸連接至所述第一框架的所述鉸鏈相對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]由所述第三軸的運動產(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)生的相對于所述中心軸線的徑向運動。
[0009]所述第三軸連接至垂直于所述反向曲軸馬達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的操作期間，所述幅度器將以周期性往復運動的方式運動，該周期性往復運動的幅度被限定為所述第三軸距離所述反向曲軸馬達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的軸線的方向上相對于所述第一框架和所述第二框架產(chǎn)生獨立運動。
[0010]本發(fā)明還涉及一種獨立地調(diào)節(jié)所述反向曲軸馬達的頻率和幅度的方法。如與所述反向曲軸馬達結(jié)合地使用通過所述旋轉(zhuǎn)馬達的速度確定一樣，所述頻率可以通過本領域公知的方法來調(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)有技術中已知的機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離彼此移動，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于所述第三軸的角度，由此改變圍繞所述中心軸線行進的可變徑向距離。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運動的幅度。
【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。
[0012]圖1A示出了圖1的放大部分。
[0013]圖2示出了當?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的中心軸線基本對準的程度時處于最小幅度階段的反向曲軸馬達。
[0014]圖3示出了當?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的中心軸線中間徑向距離的位置時處于中間幅度階段的反向曲軸馬達。
[0015]圖4示出了當?shù)谝豢蚣芎偷诙蚣鼙粚食墒沟迷阢q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的中心軸線最大可能徑向距離的位置時處于最大幅度階段的反向曲軸馬達。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明的反向曲軸馬達允許用戶在該反向曲軸馬達操作的同時分開地并獨立地調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)馬達的頻率和由反向曲軸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的幅度。本發(fā)明的反向曲軸馬達包括旋轉(zhuǎn)馬達，旋轉(zhuǎn)馬達的示例在現(xiàn)有技術中是已知的。所述馬達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位置，第一變換器和第二變換器中的每個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。在一個實施方式中，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)時同時地朝向或背離彼此滑動。該調(diào)節(jié)可以在所述反向曲軸馬達操作的同時遠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相反的一側(cè)，并定位成允許用戶通過機械裝置容易地接近。在另一個實施方式中，所述第一變換器和所述第二變換器可以附