专利名称：电力驱动杠杆摇摆运动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明所属技术领域为电动机领域和人类生活需要领域，用来模拟实现人手臂摇扇、轻拍等动作过程。
背景技术：
人们在进行摇扇、轻拍等动作时，必需用到手和臂(自己的或他人的)。但常常由于疲劳、睡眠、疾病或其它活动使该动作不能持续进行。针对这一情况，本发明提出了一种电力驱动杠杆摇摆运动的方法和装置，来模拟人手臂摇扇、轻拍等动作过程。
发明内容
本发明的目的是为实现模拟人手臂摇扇、轻拍等动作过程而提出的一种电力驱动杠杆摇摆运动的方法和装置，本发明的目的通过下述技术方案实现。电力驱动杠杆摇摆运动的方法，其特征在于1)电源电流经过流保护电路、整流电路、电流通断控制电路和电流通断电路后形成间歇电流，间歇电流流过空心螺线管线圈产生间歇磁场，间歇磁场作用于与杠杆动力臂相连的软磁棒产生间歇磁力；2)当磁力产生时，磁力作用于杠杆动力臂，使杠杆发生转动，同时与阻力臂相连的杠杆恢复弹簧发生形变，产生恢复力；3)当磁力消失时，恢复力继续作用，使杠杆停止转动并反向转动，直到杠杆恢复到初始平衡状态附近，完成一次摇摆运动过程；4)间歇磁力连续、不断地作用于杠杆动力臂上，则杠杆连续、循环地摇摆运动；5)依据杠杆原理和弹簧的结构特征，磁力与杠杆恢复弹簧形变产生的恢复力存在线性关系；6)依据电磁感应原理和空心螺线管的结构特征，磁力与流过螺线管线圈的电流的大小和持续时间相关。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，包括过流保护电路、整流电路，其特征在于还包括电流通断控制电路、电流通断电路、空心螺线管、软磁棒、杠杆动力臂、杠杆支轴、杠杆阻力臂、杠杆恢复弹簧、杠杆初态调节器、柄夹、杠杆支轴垫圈、弹簧消音圈、螺线管减震垫管、 散热装置、螺线管减震垫圈、支撑部件、支撑软垫等部件。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括摆动杠杆装置，该部件由间歇磁场发生器、软磁棒、杠杆动力臂、杠杆支轴、杠杆阻力臂、杠杆恢复弹簧、杠杆初态调节器、柄夹、杠杆支轴垫圈、弹簧消音圈、支撑部件等部件组装而成，用来产生摇摆运动。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于杠杆初态调节器调节摆动杠杆装置的初始平衡状态。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括间歇电流发生器，该部件由过流保护电路、整流电路、电流通断控制电路、电流通断电路等部件组装封装而成，用来形成间歇电流。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于电流通断控制电路是一个通断控制信号发生电路，由晶体管或集成电路或单片机和其它电子元器件构成，该电路调控电流通断电路的通断频率、导通时长和关断时长。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于电流通断电路是一个开关电路，由具有开关特性的电子元器件或集成电路构成，受通断控制信号的控制而形成导通状态和关断状态。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括间歇磁场发生器，该部件由间歇电流发生器、空心螺线管、螺线管减震垫管、散热装置、螺线管减震垫圈等部件组装封装而成，用来产生间歇磁场。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括软磁棒，该部件安装在杠杆动力臂上，用来与间歇磁场感应而产生间歇磁力。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括螺线管减震垫管，该部件安装在空心螺线管内部，用来降低软磁棒在空心螺线管内部运动时产生的噪音。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括弹簧消音圈，该部件安装在杠杆恢复弹簧上，用来降低弹簧形变过程中产生的噪音。电力驱动杠杆摇摆运动的装置，其特征在于包括柄夹，该部件安装在杠杆动力臂上，用来抓握摆动器物，如扇子等。
图1为本发明方法示意图；图2为本发明装置部件关系示意图；图3为本发明一个实施例装置结构图；其中1-摆动杠杆装置2-间歇磁场发生器3-间歇电流发生器4-空心螺线管5-软磁棒6-杠杆动力臂7-杠杆支轴8-杠杆阻力臂9-杠杆恢复弹簧10-杠杆初态调节器11-过流保护电路12-整流电路13-电流通断控制电路14-电流通断电路15-柄夹16-杠杆支轴垫圈
17-弹簧消音圈18-螺线管减震垫管19-散热装置20-螺线管减震垫圈21-支撑部件22-支撑软垫
具体实施例方式下面结合附图3和实施例对本发明作进一步说明。本发明的基本思想是利用电磁感应原理和杠杆原理，通过电力产生磁力来驱动杠杆摇摆运动，从而实现对人手臂摇扇、轻拍等动作过程的模拟。1.在附图3所示的装置实施例中主要部件参数如下1)电源可为220V/110V 50Hz/60Hz单相交流电或直流电或充电电池。本例采用电源为220V/50HZ单相交流电；2)本例过流保护电路由两个2A玻璃保险管组成；3)本例整流电路由四只IN4007 二极管组成全波整流电路；3)电流通断电路是一个开关电路，由具有开关特性的电子元器件或集成电路构成，受通断控制信号的控制而形成导通状态和关断状态。本例电流通断电路采用N-沟道的场效应开关管IFR730 (400V, 5. 5A)；4)电流通断控制电路是一个通断控制信号发生电路，由晶体管或集成电路或单片机和其它电子元器件构成，该电路调控电流通断电路的通断频率、导通时长和关断时长。本例电流通断控制电路采用7555时基集成电路，实现通断频率0. IHz 3Hz可调，导通时长 80ms 150ms 可调；5)空心螺线管为直径0. 25mm的铝漆包线绕在内径为14mm，长度120mm的铝质骨架上，双线并绕4000圈；6)软磁棒为DT4E纯铁材料制成，直径8mm，长度180mm ；7)杠杆动力臂和杠杆阻力臂由上面带有轴孔和安装孔的铁片做成；8)杠杆恢复弹簧是由锰钢材料制成，直径10mm，丝粗1. Omm,圈数为30的拉簧；9)螺线管减震垫管为内径9mm，外径12mm的耐高温耐磨硅胶管；2.在附图3所示的装置实施例中杠杆初态调节器由一端带孔的螺栓构成，带孔一端接恢复弹簧，另一端固定在支撑部件上，调节螺栓位置即可完成杠杆初始状态的调节。3.在附图3所示的装置实施例中散热装置由间歇磁场发生器封装金属壳构成。4.附图3所示的装置实施例工作过程如下1) 220V/50HZ单相交流电流，经过由两个2A玻璃保险管组成的过流保护电路和四只IN4007 二极管组成全波整流电路，成为直流电流；IFR730和空心螺线管串联组成的直流电流工作回路；7555时基电路产生的控制信号，控制信号频率0. IHz 3Hz可调，控制信号中高电平(5V-15V，场效应开关管导通所需电平)持续时间为80ms 150ms可调；2)当控制信号中高电平加在IFR730的G极时，IFR730导通，空心螺线管的线圈中有电流流过；空心螺线管中心产生磁场，磁场对软磁棒产生吸引力，软磁棒与杠杆动力臂相连接，从而使杠杆绕杠杆支轴做旋转运动，同时杠杆恢复弹簧发生形变，产生恢复力；3)当控制信号中低电平(接近0V)加在IFR730的G极时，IFR730关断，空心螺线管线圈中没有电流流过，空心螺线管中心不产生磁场，软磁棒不产生磁力，作用在杠杆动力臂上的力消失，而恢复力继续作用，使杠杆转动停止并反向转动，直到恢复到初始平衡状态附近，完成一次摇摆运动；4)控制信号一直加在IFR730的G极时，IFR730就不断地重复“导通-关断”过程，空心螺线管的线圈中就有间歇电流流过，空心螺线管中心就产生间歇磁场，软磁棒上就产生间歇磁力，而杠杆则持续、循环地做“旋转-恢复”动作，形成摇摆运动。以上结合附图3和一个实施例对本发明的具体实施作了说明，但这些说明不能理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
权利要求
1.本发明涉及一种电力驱动杠杆摇摆运动的方法，其特征在于1)电源电流经过流保护电路、整流电路、电流通断控制电路和电流通断电路后形成间歇电流，间歇电流流过空心螺线管线圈产生间歇磁场，间歇磁场作用于与杠杆动力臂相连的软磁棒产生间歇磁力；2)当磁力产生时，磁力作用于杠杆动力臂，使摆动杠杆发生转动，同时与阻力臂相连的杠杆恢复弹簧发生形变，产生恢复力；3)当磁力消失时，恢复力继续作用，使杠杆停止转动并反向转动，直到杠杆恢复到初始平衡状态附近，完成一次摇摆运动过程；4)间歇磁力连续、不断地作用于杠杆动力臂上，则杠杆连续、循环地摇摆运动；5)依据杠杆原理和弹簧的结构特征，磁力与杠杆恢复弹簧形变产生的恢复力存在线性关系；6)依据电磁感应原理和空心螺线管的结构特征，磁力与流过螺线管线圈的电流的大小和持续时间相关。
2.本发明涉及一种电力驱动杠杆摇摆运动的装置，包括过流保护电路、整流电路，其特征在于还包括电流通断控制电路、电流通断电路、空心螺线管、软磁棒、杠杆动力臂、杠杆支轴、杠杆阻力臂、杠杆恢复弹簧、杠杆初态调节器、柄夹、杠杆支轴垫圈、弹簧消音圈、螺线管减震垫管、散热装置、螺线管减震垫圈、支撑部件、支撑软垫等部件。
3.依据权利2所述的装置，其特征在于包括摆动杠杆装置，该部件由间歇磁场发生器、软磁棒、杠杆动力臂、杠杆支轴、杠杆阻力臂、杠杆恢复弹簧、杠杆初态调节器、柄夹、杠杆支轴垫圈、弹簧消音圈、支撑部件等部件组装而成，用来产生摇摆运动。
4.依据权利2所述的装置，其特征在于杠杆初态调节器调节摆动杠杆装置的初始平衡状态。
5.依据权利2所述的装置，其特征在于包括间歇电流发生器，该部件由过流保护电路、整流电路、电流通断控制电路、电流通断电路等部件组装封装而成，用来形成间歇电流。
6.依据权利2所述的装置，其特征在于电流通断控制电路是一个通断控制信号发生电路，由晶体管或集成电路或单片机和其它电子元器件构成，该电路调控电流通断电路的通断频率、导通时长和关断时长。
7.依据权利2所述的装置，其特征在于电流通断电路是一个开关电路，由具有开关特性的电子元器件或集成电路构成，受通断控制信号的控制而形成导通状态和关断状态。
8.依据权利2所述的装置，其特征在于包括间歇磁场发生器，该部件由间歇电流发生器、空心螺线管、螺线管减震垫管、散热装置、螺线管减震垫圈等部件组装封装而成，用来产生间歇磁场。
9.依据权利2所述的装置，其特征在于包括软磁棒，该部件安装在杠杆动力臂上，用来与间歇磁场感应而产生间歇磁力。
10.依据权利2所述的装置，其特征在于包括螺线管减震垫管，该部件安装在空心螺线管内部，用来降低软磁棒在空心螺线管内部运动时产生的噪音。
11.依据权利2所述的装置，其特征在于包括弹簧消音圈，该部件安装在杠杆恢复弹簧上，用来降低弹簧形变过程中产生的噪音。
12.依据权利2所述的装置，其特征在于包括柄夹，该部件安装在杠杆动力臂上，用来抓握摆动器物。
全文摘要
本发明所属技术领域为电动机领域和人类生活需要领域，涉及一种电力驱动杠杆摇摆运动的方法和装置。在该方法和装置中，通过对电源电流进行过流保护和整流后，形成直流电流；通过电流通断控制电路和电流通断电路的控制，在空心螺线管的线圈中形成间歇电流，在空心螺纹管中心产生间歇磁场，间歇磁场对位于空心螺纹管中的软磁棒产生间歇磁力；间歇磁力作用于可自动恢复平衡的摆动杠杆的动力臂上，使杠杆发生持续、循环的摇摆运动，以此来模拟人手臂摇扇、轻拍等动作过程。
文档编号F16H21/44GK102570923SQ20121004659
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者陈继明 申请人:陈继明