專利名稱：用于產(chǎn)生電功率的便攜式機電一體化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于從在互為相反的方向上具有加速度的系統(tǒng)的自然振蕩運動 中恢復(fù)出功率的方法和產(chǎn)生電功率的設(shè)備。此自然振蕩運動系統(tǒng)是例如攜帶懸掛在其腰部 的設(shè)備的外殼的行人。
背景技術(shù)：
M. Ruellan、S. Turri、Hamid Ben Ahmed 禾口 B. Multon 發(fā)表于在 2005 年 10 月 2-6日香港IEEE IAS年度會議的CDROM會刊中的文章“Electromagnetic resonant generator (電磁諧振發(fā)電機)”公開了包括具有管狀結(jié)構(gòu)的同步電磁線性致動器的電功率 發(fā)電機系統(tǒng)，其中該致動器的永磁電感器被固定于一盒體，并且該致動器的電樞被固定于 通過阻尼彈簧耦合到該盒體的可移動質(zhì)量塊部件。該電樞被電連接到電功率存儲裝置。該 設(shè)備的盒體被攜帶在行人臀部高度，而該行人的運動被認(rèn)為基本上是正弦的。該致動器相 對于該可移動質(zhì)量塊部件是被動的，并且只作為用于對例如電功率存儲裝置如蜂窩電話的 電池進(jìn)行再充電的發(fā)電機來工作。所恢復(fù)出的功率隨著行人步伐的頻率而增加。
對于諸如人體那樣的自然運動，振蕩的頻率是很低的。在這樣的條件下，由根據(jù)以 上描述的文章的發(fā)電機系統(tǒng)恢復(fù)出的功率是非常低的。因此，采用由行人攜帶在臀部處的 這樣的電磁發(fā)電機系統(tǒng)，對于50克的可移動質(zhì)量塊部件和每秒兩步的步速而言，所恢復(fù)出 的平均功率低于40毫瓦。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用借助于致動器的電功率產(chǎn)生方法來克服了以上所提到的缺點，其中該致 動器電連接到電功率存儲裝置，并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件以及至少部分地 構(gòu)成能夠以相對于該第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件的第二構(gòu)件。
這樣的方法包括使該質(zhì)量塊部件的運動受該第一構(gòu)件的振蕩運動伺服控制來控 制該致動器在該致動器的工作循環(huán)的一部分期間作為對該存儲裝置充電的發(fā)電機，該質(zhì)量 塊部件在該致動器的工作循環(huán)的另一部分期間自由地移動。
該第一和第二構(gòu)件是例如磁體同步旋轉(zhuǎn)機器類型的致動器的外圍電樞和中央電 感器。在更大的機器上，磁體可由電磁體來替換。
提供了根據(jù)本發(fā)明的致動器以用于產(chǎn)生電功率，例如用于為便攜物品的電池再充 電，并且隨后作為發(fā)電機工作來為要連接到該便攜物品的電池的電功率存儲裝置充電。該 質(zhì)量塊部件隨后可在該致動器的工作循環(huán)的另一部分期間自由地移動。
本發(fā)明還涉及一種借助于致動器(11-12,21-22)的電功率產(chǎn)生方法，該致動器電 連接到電功率存儲裝置(16二6)，并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件(11，21)以及 至少部分地構(gòu)成能夠以相對于該第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件(13，23)的第二構(gòu)件 (12，22)。
這樣一種方法的特殊之處在于該方法包括
-使該質(zhì)量塊部件的運動受該第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制來控制該致動器在 該致動器的工作循環(huán)的一部分期間作為該存儲裝置充電的發(fā)電機，
-使該質(zhì)量塊部件的運動受該第一構(gòu)件的振蕩運動伺服控制來控制該致動器在該 致動器(11-12,21-22)的工作循環(huán)的另一部分期間作為由該存儲裝置供電的電動機。
為了從諸如攜帶具有該質(zhì)量塊部件的致動器的行人之類的自然振蕩運動系統(tǒng)恢 復(fù)出盡可能多的電功率，該致動器的操作是可逆的以使得該致動器的工作循環(huán)的另一部分 能夠包括使該質(zhì)量塊部件的運動受該第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制來控制該致動器作 為由該存儲裝置供電的電動機。在此情形中，該致動器遵循服從該自然振蕩系統(tǒng)的振蕩運 動的該第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制以要么作為電動機工作以加速該質(zhì)量塊部件，要么 作為發(fā)電機工作以恢復(fù)出該質(zhì)量塊部件的運動功率。此類伺服控制允許恢復(fù)出比根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)借助于被動致動器所恢復(fù)出的功率多得多的功率。
具體而言，該伺服控制系統(tǒng)可發(fā)生要求該質(zhì)量塊部件的運動速度從動于該第一構(gòu) 件的加速度。
歸功于此類伺服控制，本發(fā)明的方法有助于從該運動系統(tǒng)中汲取盡可能多的功 率，同時確保由于由該致動器所可能產(chǎn)生的重量、振動以及噪音對行人造成的不適感很小。 該質(zhì)量塊部件的偏離越大和/或其受到的加速度越強，則恢復(fù)出的功率就越高，當(dāng)該自然 振蕩系統(tǒng)的振蕩運動較慢時更加明顯。
該方法通過更為快速地實現(xiàn)該可移動質(zhì)量塊的人為運動以便為諸如舉例而言為 蜂窩移動終端供電的微蓄電器之類的電功率存儲裝置再充電的方式，來輔助從本質(zhì)上運動 緩慢的系統(tǒng)汲取功率。為此，該致動器的工作循環(huán)可包括該致動器作為電動機在該第一構(gòu) 件按與預(yù)定方向相反的方向的加速度的增大期間增大該質(zhì)量塊部件按該預(yù)定方向的運動 速度的工作相、該致動器作為發(fā)電機在該第一構(gòu)件按該相反方向的加速度的減小期間減小 該質(zhì)量塊部件按該預(yù)定的方向的運動速度的工作相、該致動器作為電動機在該第一構(gòu)件按 該預(yù)定方向的加速度的增大期間增大該質(zhì)量塊部件按該相反方向的運動速度的工作相、以 及該致動器作為發(fā)電機在該第一構(gòu)件按該預(yù)定方向的加速度的減小期間減小該質(zhì)量塊部 件的按該相反方向運動速度的工作相。
對該質(zhì)量塊部件的速度作為時間的函數(shù)所強加的變化形式可例如基本上是正弦、 梯形、或與該外殼的加速度相同的類型。
為了更好地優(yōu)化由該電功率存儲裝置對功率的恢復(fù)，該質(zhì)量塊部件的運動速度無 論其方向如何均可被維持在與該電感器加速度的絕對值最大值同步。換言之，該致動器的 工作循環(huán)可包括當(dāng)該第一構(gòu)件的加速度在最大值附近變化時使該致動器作為電動機來增 大和減小該質(zhì)量塊部件的運動速度的工作相。
本發(fā)明的目的還有提供一種電功率產(chǎn)生設(shè)備，該設(shè)備包括電連接到電功率存儲裝 置的致動器并且該致動器包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件以及至少部分地構(gòu)成能 夠以相對于該第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件的第二構(gòu)件。該設(shè)備的特征在于其包括在 該致動器的工作循環(huán)的一部分期間通過使該質(zhì)量塊部件的運動從動于該第一構(gòu)件的振蕩 運動來控制該致動器作為為該存儲裝置充電的發(fā)電機的伺服控制裝置。
該伺服控制裝置還能夠控制該致動器在該致動器的工作循環(huán)的另一部分期間作 為由該存儲裝置供電的電動機。根據(jù)能產(chǎn)生的電功率較少的更為經(jīng)濟的替換方案，不對該致動器供電且該質(zhì)量塊部件可在該致動器的工作循環(huán)的該另一部分期間自由地移動。
更具體而言，該伺服控制裝置可包括用于測量該第一構(gòu)件的加速度的裝置、用于 測量該質(zhì)量塊部件的運動速度的裝置、以及用于控制該致動器以使該質(zhì)量塊部件的運動速 度從動于該第一構(gòu)件的加速度的裝置。該使從動裝置可包括用于取決于對該第一構(gòu)件所測 得的加速度以及對該質(zhì)量塊部件所測得的運動速度相對于取決于該第一構(gòu)件的位置的可 變設(shè)定點來校正參數(shù)的裝置、以及用于根據(jù)經(jīng)校正的參數(shù)將該電功率的變化適配成要么從 該致動器恢復(fù)出要么被提供給該致動器以指導(dǎo)該存儲裝置的端子上的電流和電壓的可逆 放大器-波蕩器。
該質(zhì)量塊部件的運動與致動器類型的不同組合可有助于實現(xiàn)本發(fā)明的該設(shè)備。根 據(jù)第一實施例，該質(zhì)量塊部件的運動是線性的而該致動器是線性的或旋轉(zhuǎn)的?？蓮闹屑橙?功率的自然振蕩可以是垂直的或根據(jù)另一方向來取向的。
根據(jù)第二實施例，該質(zhì)量塊部件的運動是旋轉(zhuǎn)的并且該致動器是旋轉(zhuǎn)的。在這樣 的第二實施例中，該伺服控制裝置能夠使該質(zhì)量塊部件的運動速度在比該第一構(gòu)件的最大 角速度更高的標(biāo)稱速度附近變化以汲取更多的功率。在此第二實施例中，為了改善行人的 舒適度，該致動器的第一構(gòu)件可由固定于該自然振蕩運動系統(tǒng)的外殼支撐且例如由諸如至 少一個滾珠軸承之類的解耦裝置從該第一構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地解耦。
為了更好地輔助該致動器從該自然振蕩運動系統(tǒng)中汲取功率并促進(jìn)該設(shè)備的小 型化，該設(shè)備可包括固定于支撐該致動器的外殼的彈性裝置，用于當(dāng)該致動器作為電動機 工作時輔助該致動器加速該質(zhì)量塊部件。由此對該質(zhì)量塊部件和該彈性裝置的伺服控制可 不僅與該質(zhì)量塊部件的運動速度有關(guān)，還與該彈性裝置的剛度和/或可在例如與該致動器 的軸線呈徑向的桿上移動的平衡錘的運動有關(guān)。
調(diào)整移動中的質(zhì)量塊部件的慣性力矩也可通過相對于該轉(zhuǎn)動軸移動液體而產(chǎn)生， 而該彈性裝置本身可以是通過其剛度根據(jù)其壓力調(diào)整的可壓縮流體來實施的。


本發(fā)明的其他特性和優(yōu)勢將從閱讀本發(fā)明通過非限制示例的方式給出的若干實 施例的下列描述并參考相對應(yīng)的附圖變得更加清晰明顯，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的電功率產(chǎn)生設(shè)備的示意軸向截面圖2是根據(jù)第一實施例的替換方案的旋轉(zhuǎn)致動器的電感器的旋轉(zhuǎn)速度伺服控制 系統(tǒng)的框圖3包括與外殼和電功率產(chǎn)生設(shè)備的質(zhì)量塊部件的正弦運動位置有關(guān)以及與其 速度和加速度有關(guān)的作為時間的函數(shù)的六張圖表；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的從動于該外殼的正弦加速度的該質(zhì)量塊部件速度的最優(yōu) 變化；
圖5和圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電功率產(chǎn)生設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)致動器的立體 和正視示意圖7是根據(jù)第二實施例的電功率產(chǎn)生設(shè)備的軸向截面圖8是根據(jù)第二實施例的旋轉(zhuǎn)致動器的電感器的旋轉(zhuǎn)速度伺服控制系統(tǒng)的框圖9與圖1類似，但具有根據(jù)第一實施例的替換方案的壓縮彈簧；并且
圖10示出用于替換的第二實施例的盤簧。
具體實施方式
參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機電一體化電功率產(chǎn)生設(shè)備1包括封 入電磁致動器11-12的外殼10、可移動質(zhì)量塊部件13以及電路14-16。該電路的主要組件 是控制該致動器的電子伺服控制系統(tǒng)14、可逆放大器-波蕩器15以及諸如蓄電器或超級電 容器之類的微型電功率存儲設(shè)備16。
致動器11-12是可逆的。在伺服控制系統(tǒng)14的控制下，該致動器當(dāng)其由作為電壓 源的電功率存儲設(shè)備16供電時作為電動機工作以將電功率轉(zhuǎn)換成使可移動質(zhì)量塊部件13 偏移的機械功率，或作為發(fā)電機工作以將由該可移動質(zhì)量塊部件的運動得到的機械功率轉(zhuǎn) 換成將被存儲在能夠投放輸出電壓VS的存儲設(shè)備中的電功率。
根據(jù)圖1所解說的實施例，該致動器是同步線性的并包括兩個主要構(gòu)件具有固 定在外殼10內(nèi)側(cè)的線圈的圓柱形電樞11以及具有能夠在該電樞中以垂直軸向平移滑動的 永磁體的圓柱形電感器12。電感器12由下端通過軸向桿121支撐移動質(zhì)量塊部件13。
根據(jù)該線性致動器的替換方案，該電樞與該電感器的相對位置可顛倒。該電樞位 于中央且固定于軸向桿121并由摩擦電刷連接到放大器-波蕩器15。該電感器是外圍的并 包圍該電樞。
根據(jù)圖2所示的替換方案，該致動器是包括具有永磁體的圓柱形定子電樞Ila和 可旋轉(zhuǎn)地搭載在電樞Ila中的線圈圓柱形轉(zhuǎn)子電感器12a的DC旋轉(zhuǎn)機器。致動器lla_12a 的示例將參考圖7和圖8進(jìn)一步詳細(xì)描述。此替換方案中的質(zhì)量塊部件13a借助于齒條 131a可垂直于電感器1 的軸向桿121a移動，該齒條的下端固定于該質(zhì)量塊部件且齒輪鏈 接到固定于軸向桿121a的一端的齒輪12 中。
外殼10由移動的系統(tǒng)攜帶并從后者受到按兩個相反方向的加速度。根據(jù)后續(xù)提 及的一示例，該移動的系統(tǒng)是攜帶固定于其腰部的外殼的行人。從而外殼10服從基本上 在垂直平面中的、由該行人的步伐所產(chǎn)生的且以按兩個相反方向的加速度為特征的振蕩運 動。根據(jù)其他示例，該移動的系統(tǒng)是服從由在浪濤影響下產(chǎn)生的側(cè)滾和/或俯仰所造成的 振蕩運動的船。
圖1所示的質(zhì)量塊部件13是例如其電池至少部分地是電功率存儲設(shè)備16自身的 移動蜂窩終端或隨身聽或諸如鑰匙圈或錢包之類的任何其他物體的全部或部分的。該質(zhì)量 塊部件可通過軸向桿121上的夾子或者魔術(shù)貼(hook and loop)編織帶、或者磁體加鐵類 型的緊固件來從該致動器移除。
根據(jù)圖1所示的實施例的替換方案，該外殼被倒置并且包括外殼10、致動器11-12 和電路14-16的組裝件由該致動器的軸向桿121從該行人的腰部垂下以使得該質(zhì)量塊部件 至少由該機電一體化設(shè)備的非常重的組件構(gòu)成。由此附加的質(zhì)量就沒有用了。在此類替換 方案中，加速計被固定于該致動器的軸向桿。該致動器相對于該軸向桿的速度如以下進(jìn)一 步所述的那樣被測量。移動蜂窩終端或任何其他物體也可從該外殼垂下以使其更重些，如 前所述。
圖1中，向上的箭頭示出由腰部施加在外殼10上的保持力!V方向向下的箭頭示 出質(zhì)量塊部件施加在該致動器的軸向桿121上的作用Fa。外殼10相對于聯(lián)系到地面S并且原點0在離地面高度H處的參考系的位置、和該外殼的運動振幅分別記為χ和X。質(zhì)量塊 部件13相對于聯(lián)系到該外殼的參考系的位置以及該質(zhì)量塊部件該外殼中的運動振幅分別 記為y和Y。帶有其全部組件的外殼具有質(zhì)量M且該可移動質(zhì)量塊部件具有質(zhì)量m。
根據(jù)本發(fā)明，致動器11-12是從動的，以自動地汲取比現(xiàn)有技術(shù)的被動發(fā)電機多 得多的功率。當(dāng)該致動器作為發(fā)電機工作時，外殼10例如被向上加速并且坐標(biāo)χ增加，而 質(zhì)量塊部件13由于其慣性趨向保持靜止并且坐標(biāo)y減小。發(fā)電機隨后提供能夠被存儲在 設(shè)備16中的電功率。
力Fa和&由以下方程給出
Fa = mg+(m d2x/dt2+m d2y/dt2)，以及
Fb = Mg+ (M-m) d2x/dt2+ (m d2x/dt2+m d2y/dt2)，
g是重力加速度。
借助于軸向桿121被投放給該致動器的瞬時功率Pa和在外殼固定于該行人腰上 的位置處從該行人所汲取的瞬時功率I3b由以下“力χ速度”型的乘積表達(dá)
Pa (t) = -Fa dy/dt 且 I\(t) = Fb dx/dt。
這樣的功率在忽略外殼中的任何摩擦且假定所有的運動都是周期性的情下具有 相同的均值P，這要求取決于相同變量χ或y的所有這些導(dǎo)數(shù)乘積平均起來為零。那么前述 功率的平均功率就變?yōu)?br> P = <PA> = -m < (d2x/dt2) (dy/dt) > 且
P = <PB> = m < (d2y/dt2) (dx/dt) >。
前述第一個方程表達(dá)了提供給作為發(fā)電機工作的該致動器的機械功率取決于由 該行人強加于該外殼的垂直加速度d2x/dt2和該質(zhì)量塊部件相對于該外殼的垂直速度dy/ dt。在知曉強加于該外殼的加速度d2x/dt2取決于該行人的情況下，本發(fā)明使該質(zhì)量塊部件 的速度dy/dt從動于該外殼的加速度。為了調(diào)控該質(zhì)量塊部件的速度，電子伺服控制系統(tǒng) 14包括速度傳感器141、加速計142、減法器-乘法器143、校正器144以及可逆放大器-波 蕩器15，如圖2所示。速度傳感器141測量電感器12a的旋轉(zhuǎn)速度、或整合到該質(zhì)量塊部 件13a或13的電感器12的平移速度，并由此感測與該質(zhì)量塊部件的垂直速度dy/dt成比 例的幅值。例如，速度傳感器感測該電感器的運動速度是其線圈中感生的電壓或通過霍爾 效應(yīng)或由電-光單元導(dǎo)致的跨該致動器的電壓的函數(shù)。加速計142被固定于外殼10并測 量該外殼的基本垂直加速度d2x/dt2。
根據(jù)本發(fā)明中該外殼的加速度與該質(zhì)量塊部件的速度之間的關(guān)系，減法器-乘法 器143提供取決于所測得的該外殼的加速度和所測得該質(zhì)量塊部件的運動速度的參數(shù)。該 減法器-乘法器通過將所測得的加速度與具體取決于該加速度和該速度的振幅的預(yù)定的 因數(shù)相乘并將結(jié)果所得的乘積減去與所測得的垂直速度dy/dt成比例的大小來獲得此參 數(shù)。校正器144相對于取決于該外殼的位置的設(shè)定點值對由該減法器-乘法器投放的差值 進(jìn)行校正以將作為該經(jīng)校正的差值的函數(shù)的輸入電壓施加于放大器-波蕩器15。根據(jù)作為 該經(jīng)校正的差值的函數(shù)的輸入電壓，該放大器-波蕩器是可逆的，用于將電功率的變化適 配成要么從該致動器恢復(fù)出要么被提供給該致動器，以指導(dǎo)跨存儲設(shè)備16的電流和電壓。 放大器-波蕩器被連接到功率存儲設(shè)備16和致動器11-12以便將電流和電壓強加于該致 動器以使得后者作為具有用作電壓源的電功率存儲設(shè)備16的電動機工作，或甚至作為為存儲設(shè)備16充電的發(fā)電機工作。
靜止時，使質(zhì)量塊部件13a或13降落到該外殼的底部，并且當(dāng)該加速計感測到該 外殼的運動時僅再次被提升到齒條131a或軸向桿121的半沖程處。替換地，該質(zhì)量塊部件 由固定在該外殼的下部與齒條131a或軸向桿121之間的壓縮彈簧、或由固定在該外殼的上 部與齒條131a或軸向桿121之間的引力彈簧持久地保持平衡。
例如，假定作為電動機工作的該致動器對該外殼中的該質(zhì)量塊部件強加基本正弦 運動并且該外殼相對于地面S以基本正弦的方式垂直地移動，即
χ = X sin (2 π ft)，且
y 二 Y sin (2π Ι + φ),
其中f是基本正弦運動的頻率且φ是其間的相移，其中該相移φ等于-π /2時平均 功率P最大化。對于P = <ΡΑ>，這導(dǎo)致了該質(zhì)量塊部件相對于該外殼的速度從動于該外殼 相對于地面的加速度。根據(jù)P = <ΡΒ>使該質(zhì)量塊部件相對于該外殼的加速度從動于該外 殼相對于地面的速度實現(xiàn)起來更為方便。
在這樣的假設(shè)下，該質(zhì)量塊部件的速度相對于該外殼的加速度的依存關(guān)系如下
dy/dt = - (Υ/2 π fX) (d2x/dt2)。
參數(shù)f和X可從所測得的該外殼的加速度d2x/dt2推導(dǎo)出。在考慮到偏離越大，將 要恢復(fù)出的電功率也就越大的情況下，該質(zhì)量塊部件的偏離2Y受限制。
圖3示出當(dāng)如前所述假定該外殼和該質(zhì)量塊部件的線性運動在時間上基本上是 周期為τ = Ι/f的正弦的情況下所述坐標(biāo)X和y及其速度和加速度作為時間t的函數(shù)的演 變。該外殼相對于地面S的位置χ由該行人的運動強加。該外殼的速度dx/dt和加速度 d2x/dt2也由該行人強加，即
dx/dt = 2 π fX cos (2 π ft)，
d2x/dt2 = -4π 2f2X sin (2 π ft)。
該質(zhì)量塊部件相對于該外殼的速度
dy/dt = 2π Υ cos(2;rft + φ) = 2π Υ8 η(2π )
根據(jù)關(guān)系式dy/dt = (d2x/dt2) (Υ/2 π fX)從動于該外殼的加速度d2x/dt2。從中 得到該質(zhì)量塊部件在該外殼中的位置y及其加速度d2y/dt2。在時刻0和T/2，該外殼的速 度dx/dt為最大值并且盡管較低，該質(zhì)量塊部件的加速度d2y/dt2此時是最大值，并與該外 殼的速度有相同的符號設(shè)備1由此在腰的高度處具有顯著的力并且由此有顯著的功率 I3b可用。所汲取的功率沒有被立即被傳送給該致動器的軸向桿121、121a 所汲取的功率的 一部分首先被轉(zhuǎn)化成運動功率。
例如根據(jù)圖3，使該質(zhì)量塊部件的運動速度從動于該外殼的加速度的該伺服控 制系統(tǒng)有具有電磁致動器11-12的四個工作相的循環(huán)，該四個工作相基本對應(yīng)于四個 四分之一周期，并且具有大約相等的歷時，而平均功率<PA>不為零且取決于周期期間 sin(2nft)cos(2Kfl+(p)的乘積。在半周期T/2開始時，只要該外殼按著下降方向(S卩，按與 該質(zhì)量塊部件的上升相反的方向)向下的加速度增加，該致動器首先大致在時刻0與T/4 之間作為電動機工作以將質(zhì)量塊部件13以增大的速度提升到其沖程的大致中心處；由該致動器所消耗的電功率被轉(zhuǎn)換成運動功率以降低該質(zhì)量塊部件的加速度。隨后大致在時 刻T/4與T/2之間，該致動器作為發(fā)電機工作以在該外殼按向下方向的加速度降低期間按 向上方向越來越多地降低該質(zhì)量塊部件的速度以通過該質(zhì)量塊部件結(jié)束上升的越來越強 的制動來恢復(fù)出被轉(zhuǎn)換成電功率的運動功率。在下一個半周期開始時，大致在時刻T/2與 3T/4之間，該質(zhì)量塊部件下降且該致動器作為電動機工作在該外殼按向上方向的加速度增 加期間按向下方向增加該質(zhì)量塊部件的速度。最終，大致在時刻3T/4與T之間，通過對該 質(zhì)量塊部件越來越強的制動其再次出現(xiàn)減速，結(jié)束了由作為發(fā)電機工作的該致動器所施加 的上升并因此在該外殼按向上方向的加速度降低期間降低了該質(zhì)量塊部件按向下方向的 速度。
在沒有與諸如地面等的固定參考的機械接觸的情形下，功率的自動汲取通過移動 該機電一體化設(shè)備發(fā)生。這證明了使用慣性是正確的，因為例如當(dāng)外殼懸掛在行人的腰上 時該外殼中的可移動質(zhì)量塊部件趨于相對于地面保持靜止。該質(zhì)量塊部件相對于該外殼的 相對運動允許該致動器以功率被充分汲取為條件受到控制。
如上所示，當(dāng)對該致動器的軸強加與該外殼的加速度呈直接關(guān)系的速度時所恢復(fù) 出的功率是最大化的。歸功于該伺服控制系統(tǒng)，這兩個大小被維持在同相。根據(jù)所針對的目 標(biāo)，諸如將所產(chǎn)生的不適感最小化和/或?qū)⑺謴?fù)出的功率最大化和/或使實施例簡單化， 由伺服控制系統(tǒng)強加于該質(zhì)量塊部件的速度的變化可以是如先前示例中的大致正弦的、或 是大致梯形的、或是和該外殼的加速度相同的類型。
該速度的振幅被確定以調(diào)控該外殼中的該質(zhì)量塊部件的偏離2Y。如果力Fa被限 制在該致動器的軸的高度，則力通過反作用力也被限制在該外殼到腰的緊固件的高度。 如果該外殼的速度較低，那么由其緊固件傳送給該外殼的機械功率被大大地降低了。換言 之，為了增加由該外殼所汲取的機械功率，以及增加由此被汲取的電功率，本發(fā)明構(gòu)想了在 不借助諸如將質(zhì)量塊部件懸掛在彈簧上之類的任何手段的情形下使該質(zhì)量塊固件加速隨 后制動以恢復(fù)出電功率。
該質(zhì)量塊部件的大偏離2Y增強了功率恢復(fù)，包括從該外殼的慢運動中的功率恢 復(fù)。由該行人所攜帶的較輕的質(zhì)量塊部件與所汲取的顯著功率不矛盾，只要對該質(zhì)量塊部 件強加很強的角速度從而導(dǎo)致大偏離2Y即可，其中2Y將被適配于該外殼的尺寸。
如以上所提出的，該質(zhì)量塊部件在該外殼中的垂直運動還可以是正弦以外的其他 運動。特別出于優(yōu)化功率評估的目的，本發(fā)明構(gòu)想了從該外殼大致在周期T的時刻T/4和 3T/2時的加速度最大值謀得最大利益以使得致動器11-12作為電動機工作并將甚高的速 度傳遞給質(zhì)量塊部件13，因為提供給該致動器的平均功率<PA>與該外殼的加速度d2x/dt2 和該質(zhì)量塊部件的從動于該加速度控制的速度dy/dt的乘積成比例。當(dāng)該外殼的加速度大 致在時刻0和T/2附近較低時，該質(zhì)量塊部件隨后由作為發(fā)電機工作的該致動器減速。
圖4解說了根據(jù)歷時Δ T小于周期T的基本梯形變化，對該質(zhì)量塊部件在周期T 的時刻Τ/4和3Τ/2附近突然增加的速度dy/dt的此類優(yōu)化。通過伺服控制系統(tǒng)14實現(xiàn)優(yōu) 化，該伺服控制系統(tǒng)通過校正器144強加產(chǎn)生總是具有對應(yīng)于該質(zhì)量塊部件的最大偏離的 相同振幅Y和相同歷時△ T并與該外殼的最大加速度同步的該移動質(zhì)量塊部件的速度“脈 沖”的電流設(shè)定點。更準(zhǔn)確地說，致動器11-12具有對應(yīng)于兩個“半周期”的兩個相的工作 循環(huán)。該致動器在大致在時刻(Τ/4-ΔΤΛ)與T/4之間以及(3Τ/4-ΔΤΛ)與3T/4之間的速度脈沖剛開始時突然作為電動機工作以在該外殼的加速度的絕對值增加期 間按向上方向和向下方向突然地將該質(zhì)量塊部件的運動速度增加至其最大值。該質(zhì)量塊部 件在該外殼中的速度由此可達(dá)到速度(dy/dt)max = 2Υ/ΔΤ。大致在時刻(Τ/4+ΔΤ/2)與 (3Τ/4-ΔΤ/2)之間，該致動器突然作為發(fā)電機工作以在該外殼的加速度的絕對值減小期間 按向上方向和向下方向?qū)⒃撡|(zhì)量塊部件的運動速度減小到趨向零。在這些速度脈沖ΔΤ之 間，該致動器不工作且該質(zhì)量塊部件維持靜止在y = 0處。
假定歷時Δ T大大低于周期Τ，那么平均功率變?yōu)?br> P = <ΡΑ> = (2Δ T/T) m (d2x/dt2) max (dy/dt) max，即
P = (2 Δ T/T)m(4 π 2 f2 Χ) (2Υ/ Δ Τ)，或
P = 16 π 2m f3 XY.
例如，假定該質(zhì)量塊部件重0. 2公斤并且以偏離振幅Y = 4cm從動，并且攜帶在該 行人腰上的該致動器服從振幅X = 6cm且頻率f = 2Hz的振蕩，如果根據(jù)圖4實現(xiàn)對該可 移動質(zhì)量塊部件的速度峰值的優(yōu)化，則將要恢復(fù)出的功率在P = O. 605W的量級上。
在沒有此類優(yōu)化的情形下，將要恢復(fù)出的功率為
<PA> = -m < (d2x/dt2) (dy/dt) >，即
P = -m 4 π 2f2X 2 π fY (sin (-π/2))/2 = 4 π 3m f3 XY ；
P = O. 475ff0
該優(yōu)化允許相對于僅僅具有速度伺服控制系統(tǒng)的實施例獲得4/ π因子的增益。
更一般而言，該質(zhì)量塊部件的速度dy/dt可在時刻T/4和3T/2附近不對稱地增加 和減少。
如上描述的具有其替換方案的本發(fā)明的第一實施例對于為諸如比方移動蜂窩終 端、心動儀、或由動物攜帶的GPS定位設(shè)備之類的小型電子物件提供輸出電壓VS而言是足 夠的。
為了節(jié)省可能被存儲設(shè)備16所消耗的電功率，可在其輸出處布置開關(guān)，這樣只要 加速計142在長達(dá)預(yù)定時段沒有檢測到該外殼的任何運動就不為致動器11-12和伺服控制 系統(tǒng)14供電。根據(jù)另一替換方案，時鐘被包括在機電一體化設(shè)備1中且被用來在每個預(yù)定 周期期滿時喚醒機電一體化設(shè)備1以使得速度傳感器141可任選地檢測該質(zhì)量塊部件的運 動，或使得加速計142可任選地檢測該外殼的運動。
為了在機/電轉(zhuǎn)換和電存儲中節(jié)省甚至更多的電功率，但不利的一面是所汲取的 電功率減少，參考圖3，伺服控制系統(tǒng)14在該致動器的工作循環(huán)中范圍大致在時刻0與T/4 之間和大致在時刻T/2與3T/4之間的部分期間不再控制致動器11-12作為電動機。在循 環(huán)的這些部分期間，質(zhì)量塊部件12-13自由地移動。伺服控制系統(tǒng)14僅在該致動器的工作 循環(huán)中范圍大致在時刻T/4與T/2之間和大致在時刻3T/4與T之間的部分期間操作以控 制該致動器作為發(fā)電機來為電功率存儲設(shè)備16充電。
如果考慮按另一方向的自然振蕩運動，例如船的俯仰或側(cè)滾，則先前的解釋同樣 有效。那么該質(zhì)量塊部件服從該自然振蕩，但其重量的效應(yīng)可諸如在水平方向被消去，例 如，從而消除了靜止時平衡的需要。該設(shè)備的組裝件可以是擺的類型。
現(xiàn)在參照圖5和圖6，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的機電一體化電功率產(chǎn)生設(shè)備2 包括外殼和能夠以轉(zhuǎn)動運動來驅(qū)動的質(zhì)量塊部件23，取代了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的外殼10和質(zhì)量塊部件13的線性運動。質(zhì)量塊部件23可包括固定于能夠在可逆旋轉(zhuǎn)致動器 21-22的定子電樞21中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子電感器22的軸向桿221的一端的慣性輪。替換地，該慣 性輪由兩個平衡錘代替，這兩個平衡錘是固定的或能夠在固定于軸向桿221 —端的徑向桿 上對稱地自由滑動、或者能以通過伺服控制系統(tǒng)M從動的方式在徑向桿上對稱地滑動、或 者被布置在可變形的四邊形的兩個相反的頂點的端部處，該四邊形的另一頂點固定于軸向 桿的端部并且其變形借助于伺服控制系統(tǒng)M來從動。采用在徑向桿上的可移動平衡錘或 采用可變形四邊形的代替方案允許該質(zhì)量塊部件的慣性力矩根據(jù)該致動器的工作循環(huán)的 從動相被調(diào)整。柱塞系統(tǒng)也可移動不可壓縮的流體來調(diào)整該質(zhì)量塊部件相對于該轉(zhuǎn)動軸的 慣性力矩。
質(zhì)量塊部件23的偏離2 θ γ現(xiàn)在是角度的并不再受該外殼的垂直維度限制。
圖7進(jìn)一步詳細(xì)示出了根據(jù)本發(fā)明的機電一體化設(shè)備的第二實施例，其包括例如 具有四個極點的、呈比線性致動器更常規(guī)的磁體同步旋轉(zhuǎn)機器形式的可逆旋轉(zhuǎn)電磁致動器。
機電一體化設(shè)備2包括包含致動器21-22的外殼20、基本由該致動器的圓柱形轉(zhuǎn) 子電感器22所構(gòu)成可移動質(zhì)量塊部件、以及電路Μ-26。如果轉(zhuǎn)子電感器的慣性不夠，則 該質(zhì)量塊部件可由與轉(zhuǎn)子電感器的軸向桿221整合的小輪來補全，諸如圖5所示出的慣性 輪23。圖7中，外殼20部分地以垂直支撐的形式被示出，即例如，固定于行人的腰部下或腿 上。外殼20通過滾珠軸承201圍繞固定于軟鋼圓柱筒212的一端的支點211旋轉(zhuǎn)地布置。 該致動器的圓柱筒定子電樞21被固定于圓柱筒212的內(nèi)表面，其端部被封閉且借助于兩個 滾珠軸承213繞轉(zhuǎn)子電感器22的軸向桿221可旋轉(zhuǎn)地搭載。圓柱筒212的外表面支撐伺 服控制系統(tǒng)Μ、可逆放大器-波蕩器25以及微型電功率存儲設(shè)備沈。定子電樞21由相對 于轉(zhuǎn)子電感器22的快速旋轉(zhuǎn)運動而言相對較慢的旋轉(zhuǎn)運動被驅(qū)動。
圓柱形電樞21的一端支撐由滾珠軸承201從外殼20可旋轉(zhuǎn)地解耦的支點211。 滾珠軸承213可旋轉(zhuǎn)地解耦轉(zhuǎn)子電樞22。此類解耦通過將外殼20從由于轉(zhuǎn)子電感器的快 速轉(zhuǎn)動所導(dǎo)致的可能的振動隔離開來，而定子電樞僅由較慢的角振蕩產(chǎn)生偏移，從而改善 了攜帶設(shè)備2的行人的舒適度。
根據(jù)替換的旋轉(zhuǎn)致動器，該電樞與該電感器的相對位置可顛倒。該電樞位于中央 且固定于軸向桿221并由摩擦電刷連接到放大器-波蕩器25。該電感器是外圍的并固定于 圓柱筒212的內(nèi)表面。
根據(jù)未示出的另一替換方案，為了利用該機電一體化設(shè)備的慣性的主要部分，該 慣性輪由該機電一體化設(shè)備中比方諸如存儲設(shè)備沈之類的電路Μ-26的一些相對較重的 組件等的一些組件的質(zhì)量來替換，和/或當(dāng)移動蜂窩中斷由存儲設(shè)備26提供輸出電壓VS 時由該移動蜂窩終端替換。此類附加的質(zhì)量被固定于致動器21a-2h、21b-22b的軸向桿 22la、22Ib來利用總慣性。
在第二實施例中，在支撐圓柱形定子電樞21的圓柱筒212與電路M46相對的端 部處，耦合臂214可被固定以便能夠以由行人產(chǎn)生的慢振蕩運動所驅(qū)動。固定于定子電樞 21的圓柱筒212的角加速度測量傳感器包括相對于軸向桿221徑向?qū)α⒌膬蓚€微型加速計 215。當(dāng)該外殼從該行人的腿上垂下時，加速度計215能夠按基本平行于地面的加速度測量 靈敏性方向來測量互為相反的加速度。
圖8所示出的控制致動器21-22的電子伺服控制系統(tǒng)M類似于根據(jù)第一實施例 的伺服控制系統(tǒng)14。電子伺服控制系統(tǒng)M包括連接到控制電路M3-M4-25的差分輸入的 用于測量電感器21的角旋轉(zhuǎn)速度的速度傳感器Ml以及雙加速計傳感器M2，類似于圖2 所示的第一實施例。根據(jù)與定子電樞21的角加速度d2 θ x/dt2和主要包括轉(zhuǎn)子電感器22的 質(zhì)量塊部件的角速度d θ y/dt有關(guān)的關(guān)系，控制電路中的校正器244從減法器-乘法器243 采集差值，該差值是一方面所測得的角加速度與特別取決于該角加速度和該角速度的振幅 的預(yù)定因數(shù)的乘積與另一方面同該角速度d θ y/dt成比例的大小之間的差值，并將結(jié)果差 值與取決于該外殼的角位置θ設(shè)定點值進(jìn)行比較。該比較的結(jié)果被用于將輸入電壓施 加于連接到電功率存儲設(shè)備26的放大器-波蕩器25來對致動器21-22強加電流和電壓以 使得后者作為將電功率存儲設(shè)備26用作電壓源的電動機來工作，或甚至作為發(fā)電機來工 作來為存儲設(shè)備16充電。
例如，機電一體化設(shè)備2可被攜帶在行人手腕或大腿處，或被固定在船上。
如在第一實施例中那樣，為了節(jié)省能由存儲設(shè)備沈消耗的電功率，可通過開關(guān)手 動地切斷對電路M-26的供電，這樣只要雙加速計傳感器242在長達(dá)預(yù)定時段期間沒有檢 測出該外殼的任何運動就不為致動器21-22和伺服控制系統(tǒng)M供電。
機電一體化設(shè)備2的工作原理基本類似于根據(jù)第一實施例的機電一體化設(shè)備1的 工作原理，其中使得線速度對應(yīng)于角旋轉(zhuǎn)速度并且線加速度對應(yīng)于角旋轉(zhuǎn)加速度。借助于 至少由滾珠軸承201賦予的、外殼20相對于定子電樞21的機械解耦，該定子電樞由諸如行 人之類的移動的系統(tǒng)的自然運動所驅(qū)動，從中機械功率將被恢復(fù)出。在關(guān)于行人股骨頸部、 或行人的腰的高度或受到側(cè)滾和/或俯仰的船上的情形中，該系統(tǒng)的運動具有旋轉(zhuǎn)分量。 由定子電樞21的自然振蕩所恢復(fù)出的功率通過對由轉(zhuǎn)子電感器22所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊部 件強加與該定子電樞的角加速度呈直接關(guān)系的角速度而最大化。然而，在第二實施例中，轉(zhuǎn) 子電感器22的自有角速度不再受外殼20的尺寸約束所限制并且與定子電樞21的較低角 速度相比可以較高，從中將可恢復(fù)出最大功率。
圖6中，按三角法方向定向的箭頭示出了由該行人的身體施加在定子電樞上的阻 力矩CB。按相反的三角法方向定向的箭頭示出了慣性輪23和轉(zhuǎn)子電感器22施加在該致動 器的軸向桿221上的作用CA。定子電樞21例如相對于聯(lián)系到地面的垂直線V的角位置和 該定子電樞的旋轉(zhuǎn)運動的角振幅分別記為θ χ。該質(zhì)量塊部件相對于聯(lián)系到該定子電 樞的半徑R的參考系的角位置和該質(zhì)量塊部件在該外殼中的旋轉(zhuǎn)運動的振幅分別記為θ y 和θγ。具有該外殼的設(shè)備2和其所有組件具有總慣性力矩J，并且尤其包括轉(zhuǎn)子電樞22、 軸向桿221并可任選地包括慣性輪23的總的可移動質(zhì)量塊部件22-23具有慣性力矩j。
如果該外殼服從旋轉(zhuǎn)運動而質(zhì)量塊部件22-23同時旋轉(zhuǎn)，則力矩(；和(；由以下方 程給出
Ca = j d2 θ x/dt2+j d2 θ y/dt2
Cb = (J-j) d2 θ x/dt2+CA = J d2 θ x/dt2+j d2 θ y/dt2。
借助于軸向桿221投放給致動器21-22的瞬時功率Pa和在該外殼對該行人的腿 的掛鉤點處從該行人所汲取的瞬時功率I3b由以下“力矩X速度”型的乘積來表達(dá)
Pa (t) = -Ca d θ y/dt 且 Pb (t) = Cb d θ Jdt0
在忽略該外殼中的任何摩擦并假定所有旋轉(zhuǎn)是周期性的情況下，此類功率具有相同的均值P，這強制取決于相同變量9!￡或θ丨的所有這些導(dǎo)數(shù)乘積平均起來為零。由此前 述功率的平均功率變?yōu)?br> P = <ΡΑ> = - j < (d2 Θ x/dt2) (d Θ y/dt) > 且
P = <PB> = j < (d2 θ y/dt2) (d θ x/dt) >。
前述的第一關(guān)系式表達(dá)了提供給作為發(fā)電機工作的該致動器的機械功率取決于 由該行人強加于該定子電樞的角加速度d2 θ x/dt2并取決于該質(zhì)量塊部件相對于該定子電 樞的角速度d θ y/dt。知曉強加于該定子電樞的加速度d2 θ x/dt2取決于該行人，由此本發(fā) 明使該質(zhì)量塊部件的速度d θ y/dt從動于該定子電樞的加速度。對于該定子電樞的角速度 的較低變化而言，轉(zhuǎn)子電感器的速度越高并由此該質(zhì)量塊部件的速度越高，恢復(fù)出的功率 量就越高。該質(zhì)量塊部件的角速度對該定子電樞的角加速度的調(diào)控由圖8所示的電子伺服 控制系統(tǒng)M所提供，如參考圖2已經(jīng)描述的那樣。
例如，假定作為電動機工作的致動器21-22將作為時間的函數(shù)的基本正弦的旋轉(zhuǎn) 強加于該定子電樞中的質(zhì)量塊部件22-23且該定子電樞替換地按相對于地面基本正弦的 旋轉(zhuǎn)移動，即
權(quán)利要求
1.一種借助于致動器(11-12,21-22)的電功率產(chǎn)生的方法，所述致動器電連接到電功 率存儲裝置(16，26)并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件(11，21)以及至少部分地構(gòu) 成能夠以相對于所述第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件(13，23)的第二構(gòu)件(12，22)，其 特征在于，所述方法包括使所述質(zhì)量塊部件的運動受所述第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制 來控制所述致動器在所述致動器的工作循環(huán)的一部分期間作為對所述存儲裝置充電的發(fā) 電機，所述質(zhì)量塊部件(13，23)在所述致動器(11-12，21-22)的工作循環(huán)的另一部分期間 自由地移動。
2.一種借助于致動器(11-12,21-22)的電功率產(chǎn)生的方法，所述致動器電連接到電功 率存儲裝置(16，26)并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件(11，21)以及至少部分地構(gòu) 成能夠以相對于所述第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件(13，23)的第二構(gòu)件(12，22)，其 特征在于，所述方法包括使所述質(zhì)量塊部件的運動受所述第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制來控制所述致動器 在所述致動器的工作循環(huán)的一部分期間作為對所述存儲裝置充電的發(fā)電機；使所述質(zhì)量塊部件的運動受所述第一構(gòu)件的振蕩運動的伺服控制來控制所述致動器 在所述致動器(11-12,21-22)的工作循環(huán)的另一部分期間作為由所述存儲裝置供電的電 動機。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，伺服控制以控制所述致動器作為發(fā)電機 涉及所述質(zhì)量塊部件的運動速度從動于所述第一構(gòu)件的加速度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述致動器(11-12，21-22)的所述工作循 環(huán)包括所述致動器(11-12，21-22)作為電動機以在所述第一構(gòu)件按與預(yù)定方向相反的方 向的加速度的增大期間增大所述質(zhì)量塊部件按所述預(yù)定方向的運動速度的工作相(0到 T/4)、所述致動器作為發(fā)電機以在所述第一構(gòu)件按所述相反方向的加速度的減小期間減小 所述質(zhì)量塊部件按所述預(yù)定的方向的運動速度的工作相(T/4到T/幻、所述致動器作為電 動機以在所述第一構(gòu)件按所述預(yù)定方向的加速度的增大期間增大所述質(zhì)量塊部件按所述 相反方向的運動速度的工作相(T/2到3T/4)、以及所述致動器作為發(fā)電機以在所述第一構(gòu) 件按所述預(yù)定方向的加速度的減小期間減小所述質(zhì)量塊部件按所述相反方向的運動速度 的工作相(3T/4到T)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述致動器(11-12，21-22)的所述工作循環(huán) 包括當(dāng)所述第一構(gòu)件的加速度在最大值附近變化時所述致動器作為電動機增大和減小所 述質(zhì)量塊部件的運動速度的工作相(ΔΤ)。
6.一種包括致動器(11-12,21-22)的電功率產(chǎn)生設(shè)備，所述致動器電連接到電功率存 儲裝置(16，26)并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構(gòu)件(11，21)以及至少部分地構(gòu)成能 夠以關(guān)于所述第一構(gòu)件的速度振蕩的質(zhì)量塊部件(13，23)的第二構(gòu)件(12，22)，其特征在 于，所述設(shè)備包括伺服控制裝置(14，，所述伺服控制裝置用于通過在所述致動器的工作 循環(huán)的一部分期間使所述質(zhì)量塊部件的運動從動于所述第一構(gòu)件的振蕩運動來控制所述 致動器作為對所述存儲裝置充電的發(fā)電機，并且用于控制所述致動器(11-12,21-22)在所 述致動器的所述工作循環(huán)的另一部分中作為由所述存儲裝置(16，26)供電的電動機。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述伺服控制裝置(14，24)包括用于測量所 述第一構(gòu)件(11，21)的加速度的裝置(142，242)、用于測量所述質(zhì)量塊部件的運動速度的裝置(141，241)、以及控制所述致動器以使所述質(zhì)量塊部件的運動速度從動于所述第一構(gòu) 件的加速度的裝置(143，144，15，16 ；243, 244，25，26)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述伺服控制裝置包括取決于所測得的所 述第一構(gòu)件的加速度以及所測得的所述質(zhì)量塊部件的運動速度相對于取決于所述第一構(gòu) 件的位置的可變設(shè)定點來校正參數(shù)的裝置(143，144 ；243，244)、以及用于根據(jù)經(jīng)校正的參 數(shù)將所述電功率的變化適配成要么從所述致動器被恢復(fù)出要么被提供給所述致動器以指 導(dǎo)所述存儲裝置(16，26)的端子上的電流和電壓的可逆放大器-波蕩器(15，25)。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述質(zhì)量塊部件03)的所述運動是旋轉(zhuǎn)并 且所述致動器(21-2 是旋轉(zhuǎn)的。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述伺服控制裝置能夠?qū)⑺鲑|(zhì)量塊部件 (22,23)的運動速度圍繞比所述第一構(gòu)件的最大角速度高的標(biāo)稱速度變化。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，包括用于將支撐所述致動器(21-22)的外 殼OO)從所述第一構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)解耦的裝置。
12.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，包括固定于支撐所述致動器(11-12， 21-22)的外殼(10，20)的用于當(dāng)所述致動器作為電動機工作時輔助所述致動器來加速所 述質(zhì)量塊部件(13，23)的的彈性裝置(17，27)。
13.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，可移動的所述質(zhì)量塊部件(13，23)以可移 除的方式包括連接至所述存儲設(shè)備(16，26)的移動終端的至少一部分。
全文摘要
本設(shè)備在外殼(20)中包括連接到用于為諸如移動終端之類的便攜物體充電的電池的致動器。對于包括服從振蕩運動的第一構(gòu)件(21)(例如由行人攜帶該外殼)以及至少部分地形成實心部分的第二構(gòu)件(22)的旋轉(zhuǎn)致動器，該實心部分能夠圍繞電樞的轉(zhuǎn)軸(221)相對于該第一構(gòu)件發(fā)生振蕩?？刂?24)可通過使該實心部分的運動速度受該第一構(gòu)件的振蕩運動的加速度控制的方式，將該致動器控制成有時作為由該電池或通過允許該實心部分自由地運動來供電的電動機，有時作為對該電池充電的發(fā)電機。這使得可從該行人能恢復(fù)出盡可能多的電功率。
文檔編號H02K35/00GK102037639SQ200980119256
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者D·薩達(dá)納克, D·馬凱 申請人:法國電信局