可变线性马达的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及马达，更具体地说，涉及一种反向曲轴马达，所述反向曲轴马达通过曲轴结构将来自旋转马达的旋转力转化成周期性往复力。所述曲轴结构包括可变线性系统，该可变线性系统被设计成能够在所述马达操作的同时调整所述周期性往复力的幅度并且同时独立地调整周期性旋转力的频率。
【背景技术】
[0002]一些装置需要由外部马达供应的周期性往复运动。(例如，由热或电提供动力的)旋转马达可以产生围绕固定轴线的周期性旋转运动，当与曲轴结合时，该周期性旋转运动可以被转换为周期性往复运动。从旋转马达供应到外部装置的该周期性往复运动可以由若干特征来限定。例如，周期性旋转运动的频率可以通过由旋转马达施加的力来确定。周期性往复运动的幅度可以通过曲轴结构的几何形状来分开地确定。本领域技术人员将认识到，针对任何具体需要而维持理想的周期性往复运动所需的力将尤其取决于受该装置影响的物体的质量、周期性往复运动的幅度以及周期性往复运动的频率。因此，有利的是，使马达具有按照各种外部装置和具体任务所需的可调节的幅度和频率。现有技术中已知具有可调幅度和频率的电动马达。示例包括气动马达、压电马达和电磁音圈马达。
[0003]现有技术中出现的一个问题是在单个马达中既提供一系列频率又提供一系列幅度。现有技术中已知的马达是其中一个提供的较多，则另一个就提供的较少。例如，通过线性运动或旋转运动将压缩空气转换成机械能量的气动马达可以提供较宽的幅度范围，包括非常高的幅度。然而，气动马达具有有限的频率范围和相对较低的最大频率。在频谱的另一端处，采用在向材料施加电压时改变尺寸的材料的压电马达可以提供较宽的频率范围，包括非常高的频率。然而，压电马达具有有限的幅度范围和相对较低的最大幅度。
[0004]现有技术中出现的另一个问题是通过彼此不限制的装置独立地提供可调节的频率和幅度。电磁音圈(或螺线管)马达(这种马达将围绕柱形芯部缠绕的电线圈与压电活塞相结合)可以提供较宽的幅度范围以及较宽的频率范围。然而，调节电磁音圈马达的幅度或频率的装置不利地影响了另一方。因而，当频率增加时，周期性往复运动的幅度减小，反之亦然。
[0005]因而，本发明的目的是提供一种具有较宽幅度范围以及较宽频率范围的马达。本发明的另一个目的是提供一种具有可独立地调节的频率和幅度的马达，从而一方的减小或增加不会影响或限制另一方。
【发明内容】
[0006]本发明涉及一种用于提供由延伸到外部二次装置的幅度器提供的周期性往复运动的幅度和频率的独立调整的反向(可逆)曲轴马达和方法。所述反向曲轴马达包括反向曲轴结构，该反向曲轴结构将周期性旋转运动转换成周期性往复运动。所述反向曲轴结构通过第一轴连接至旋转马达。所述反向曲轴结构位于第一壁和第二壁之间，并且通过第一变换器和第二变换器而保持在适当位置。所述第一变换器和所述第二变换器附接于在所述第一壁和所述第二壁之间延伸的调整螺栓。所述调整螺栓便于沿着所述调整螺栓的纵向轴线进行所述第一变换器和所述第二变换器相对于彼此的调节。
[0007]所述曲轴结构包括:第一框架，该第一框架连接至从所述马达延伸出来并穿过所述第一壁的第一轴；和第二框架，该第二框架连接至从所述第二壁延伸出来的第二轴。所述第一轴、所述第二轴和所述曲轴结构沿着公共中心轴线纵向地定向。所述第一框架和所述第二框架均具有开口，并且所述第一框架和所述第二框架彼此纵向相对地定向成使得所述开口面向彼此。在由所述第一框架和所述第二框架的开口产生的空间中，第三轴定位成使得所述第三轴的轴线基本平行于所述反向曲轴马达的中心轴线。所述第三轴通过铰链连接至所述第一框架和所述第二框架的内部，每个铰链都通过第一枢轴附装至所述第三轴，并通过第二枢轴分别附装至所述第一框架和所述第二框架中的每个。将所述第三轴连接至所述第一框架的所述铰链相对于所述第一框架的内部以与将所述第三轴连接至所述第二框架的铰链的角度相等但相反的角度定向。
[0008]由所述第三轴的运动产生的可变径向距离由所述铰链分别与所述第一框架和所述第二框架形成的角度来确定。进而，所述铰链的角度由所述第一框架和所述第二框架之间的纵向距离确定。该距离通过调整螺栓的旋钮来调节，这又调节所述第一变换器和所述第二变换器之间的纵向距离。这样，所述反向曲轴马达的操作者可以调节由所述第三轴的旋转产生的相对于所述中心轴线的径向运动。
[0009]所述第三轴连接至垂直于所述反向曲轴马达的中心轴线延伸的幅度器。所述幅度器还可以连接至二次外部装置。在所述反向曲轴马达的操作期间，所述幅度器将以周期性往复运动的方式运动，该周期性往复运动的幅度被限定为所述第三轴距离所述反向曲轴马达的中心轴线的可变径向距离的近似两倍。所述幅度器因而在垂直于所述马达的轴线的方向上相对于所述第一框架和所述第二框架产生独立运动。
[0010]本发明还涉及一种独立地调节所述反向曲轴马达的频率和幅度的方法。如与所述反向曲轴马达结合地使用通过所述旋转马达的速度确定一样，所述频率可以通过本领域公知的方法来调节。所述幅度可以通过所述调整螺栓的调节来独立地且不影响频率地或基本不受频率影响地来调节，该调整螺栓可以利用现有技术中已知的机械或电子装置来接合。调节所述调整螺栓致使所述第一变换器和所述第二变换器朝向彼此或远离彼此移动，这又改变了所述第一框架到所述第二框架之间的纵向距离，而这又改变了所述铰链相对于所述第三轴的角度，由此改变围绕所述中心轴线行进的可变径向距离。调节所述第三轴的所述径向距离调节了由所述幅度器提供的所述周期性往复运动的幅度。
【附图说明】
[0011]图1示出了根据本发明的原理的反向曲轴马达。
[0012]图1A示出了图1的放大部分。
[0013]图2示出了当第一框架和第二框架被分离到使得第三轴的轴线与反向曲轴马达的中心轴线基本对准的程度时处于最小幅度阶段的反向曲轴马达。
[0014]图3示出了当第一框架和第二框架被分离到使得第三轴的轴线位于距离反向曲轴马达的中心轴线中间径向距离的位置时处于中间幅度阶段的反向曲轴马达。
[0015]图4示出了当第一框架和第二框架被对准成使得在铰链和所述第一框架或第二框架的内部之间形成近似90°角并且第三轴的轴线位于距离反向曲轴马达的中心轴线最大可能径向距离的位置时处于最大幅度阶段的反向曲轴马达。
【具体实施方式】
[0016]本发明的反向曲轴马达允许用户在该反向曲轴马达操作的同时分开地并独立地调节旋转马达的频率和由反向曲轴结构产生的幅度。本发明的反向曲轴马达包括旋转马达，旋转马达的示例在现有技术中是已知的。所述马达通过第一轴连接至曲轴结构。所述曲轴结构通过第一变换器和第二变换器保持在第一壁和第二壁之间的适当位置，第一变换器和第二变换器中的每个都附接于延伸穿过所述第一壁和所述第二壁的调整螺栓。在一个实施方式中，所述螺栓的表面包括螺纹，所述螺纹被定向成使得所述第一变换器和所述第二变换器能够在所述螺栓轴向旋转时同时地朝向或背离彼此滑动。该调节可以在所述反向曲轴马达操作的同时远程地控制或通过操作位于用户可接近的位置的调整螺栓旋钮来控制。例如，所述旋钮可以位于与所述反向曲轴马达相反的一侧，并定位成允许用户通过机械装置容易地接近。在另一个实施方式中，所述第一变换器和所述第二变换器可以附