CN106573275B - 振动冲击成人装置的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为了产生大量的动力，必须使用小型高效率电机，以使电机在性刺激的理想振动范围外以高速运行。因此，本申请公开了一种在不增加成人装置外径的情况下考虑用适当的传动装置使较大重物以小直径和高效率旋转的设计方案。有利的是，本发明实施例为用户提供了能以一系列物理几何构造提供高冲击(振幅)振动的成人装置，这些物理几何构造与提供内部和/或外部刺激相容，所述装置还能以低成本和/或低制造成本推出销售，工作寿命延长。另外，通过轴向设计、非轴向设计、挠性传动设计、非周期性传动设计和线性传动设计的设计灵活性，提供一些设计解决方案供以低成本、高冲击、靶向频率特性、增加的频率和增加的动力实施振动器。

Description

振动冲击成人装置的方法和装置

相关申请文件的交叉引用

本专利申请要求2015年7月17日提交的题为“振动冲击成人装置的方法和装置”的专利合作协议专利申请案PCT/CA2015/000,433的利益，该申请案本身对2014年7月17日提交的题为“振动冲击成人装置的方法和装置”的美国临时专利申请62/025,532的优先权。上述申请的内容在此通过引用构成本文件的一部分。

技术领域

本发明涉及性快感装置，特别涉及提供更高振幅、非周期性刺激并使用高速电机降低成本的成人装置。

背景技术

性革命，也称作“性解放”时代，是指西方世界挑战有关性行为和人际关系传统行为规范的社会活动，发生在十九世纪90年代至二十世纪80年代期间。但其根源可追溯至西方的甚至连同东方世界的启蒙时代和维多利亚时代。性解放包括越来越接受传统异性恋和一夫一妻制(主要指婚姻)之外的性行为，以及人工避孕、药物避孕、公共场合裸体，同性恋和另类性行为逐渐正常化以及流产合法化。

同时，随着人们对性行为和自慰行为越来越接受，使性用品(亦称情趣用品)市场出现增长，并演化出“网络性爱”、“电话性爱”和“网络直播性爱”等概念。情趣用品是一种主要用于促进人类性乐趣的物品或装置，通常设计成类似人体生殖器，可带振动或不带振动。在此之前，早在古希腊至公元前30000年前旧石器时代就已经有品目繁多的性快感装置，但它们主要使用委婉名称和用“按摩”词汇进行伪装。现代化的该类装置大体上分为两类：机械化装置和非机械化装置。实际上，一家名为Hamilton Beach的美国公司在1902年就获得了第一个电振动器专利，该产品通过零售可购买到，这使振动器成为第五个电气化的家用电器。机械化装置一般会振动，但也有些是旋转、插塞动作，甚至在弹性外壳内使小珠子循环流动。非机械化装置由刚性或半刚性材料的固体物质形成的各种形状构成。

显然，现有技术中很多早期的机械化装置主要用于使插入式性行为的动作自动化。现有技术中，此类装置示例包括美国专利4,722,327、4,790,296、5,076,261、5,690,604、5,851,175、6,142,929、6,866,645、6,899,671、6,902,525、7,524,283，以及美国专利申请案2004/0,147,858。与产生重复插入动作的机械化装置相比，振动器用于刺激用户骨盆区等相关区域的神经末梢，例如对触摸有感觉的阴道相关区域。对于很多用户来说，振动器提供的刺激水平是不可仿效的。可用于手淫或作为与伴侣性交活动的一部分。振动器可用于阴蒂上、阴道内、插入直肠内、乳头上，可单独使用或某些情况下组合使用同一个振动器中的多个振动元件或多个振动器。

振动器一般通过电机的运行而运作，其中在电机上偏轴固定一个小重物，使电机发生振动，而振动器的该部分主体连接在电机上。振动器可通过连接至电源插座供电，但一般通过电池供电。电池驱动注重的是效率，不但得到了有效的振动，而且用了较长时间后也不会使用户感到振动器消耗电池的速度很快。例如，典型的振动器用2节或4节五号电池，若为碱性电池，每节电池的标称电压为1.5V，500mA漏电流下的容量为1800mAh至2600mAh。因此，在此标称漏电流下的每节电池可提供3-5小时0.75W的电量，这样含2节可提供此寿命的五号电池的振动器必须只消耗1.5W，而含4节五号电池的振动器消耗不到3W。用的电池越多，占用装置的空间就越大，其中装置的实际尺寸一般在大致等于插入长度的平均阴茎实际尺寸的相对较狭小的范围内，并具有一个外部，以便用户抓住，使设计复杂化了。一般情况下，紧凑型比由于用电需求尺寸较大的情趣用品更成功。

现有技术中，此类装置示例包括美国专利5,573,499、6,902,525、7,108,668、7,166,072、7,438,681、7,452,326、7,604,587、7,871,386、7,967,740，以及美国专利申请案2002/0,103,415、2003/0,195,441(无线)、2004/0,082,831、2005/0,033,112、2006/0,074,273、2006/0,106,327、2006/0,247,493、2007/0,055,096、2007/0,232,967、2007/0,244,418、2008/0,071,138、2008/0,082,028、2008/0,119,767、2008/0,139,980、2009/0,093,673、2008/0,228,114、2009/0,099,413、2009/0,105,528、2009/0,318,753、2009/0,318,755、2010/0,292,531、2011/0,009,693、2011/0,034,837、2011/0,082,332、2011/0,105,837、2011/0,166,415、2011/0,218,395、2011/0,319,707、2012/0,179,077、2012/0,184,884和2012/0,197,072。

这些现有技术的振动器实施例中，已说明很多种不同的方法，提供了除简单振动外的其他刺激方式。其中，例如，转动的成排或列的球状体，一般是金属，已获得商业上的成功。然而，至今仍有未成功进行商业应用的其他方式，例如，采用线性螺杆传动机构提供可调节长度的装置。另一个方法为包括旋转电机，其上的压型金属杆可碰撞装置的外部或提供装置头部的旋转运动。目前市场上用户可买到的振动器品类繁多，但大体分为以下几类：

阴蒂：阴蒂振动器是通过刺激阴蒂提供性快感和提高性高潮质量的情趣用品。虽然大部分振动器可用作阴蒂振动器，但设计专用作阴蒂振动器的振动器具有特殊的设计，与振动器的外形不同，且一般并不是阴茎状。例如，最常用的阴茎振动器体积小，外形为鸡蛋状，通过软线固定在多档电池组内。基本设计的变形一般包括更细的子弹状振动器和动物形状的振动器。某些情况下，阴蒂振动器是一个具有插入阴道的第二部分的振动器的一部分，常常包含一个位于插入振动器底部旁的小动物，如兔子、熊或海豚，正面朝前，在阴道刺激的同时提供阴蒂刺激。现有技术中，阴蒂刺激器包括编号为7,670,280和8,109,869的美国专利，以及编号为2011/0,124,959的美国专利申请案。

另一些情况下，如We-Vibe阴蒂振动器是一个振动器的一部分，而另一部分设计用于触摸“G点”。现有技术中，此类组合式振动器包括编号为7,931,605的美国专利、编号为605,779和652,942的美国设计专利以及编号为2011/0,124,959的美国专利申请案。

人造阴茎：一般情况下，该类装置大致呈阴茎状，可由塑料、硅、橡胶、乙烯树脂或乳胶构成。人造阴茎是阴茎状情趣用品的常用叫法，但并不提供任何类型的振动。但由于振动器常为阴茎状，具有各种不同的人造阴茎振动样式和设计，包括设计用于具有一个伴侣的两个个体同时使用，插入阴道和肛门以及插入口中，甚至双头状。

兔状：如上所述，包括两种不同尺寸的振动器。一种是用于插入用户阴道的阴茎状振动器，另一种是第一种振动器插入后紧密贴合阴蒂的较小的阴蒂刺激器。兔状振动器以阴蒂刺激器的形状命名，因其看起来像一对兔子耳朵。

G点：该类装置一般是弯曲状，常常具有一个柔软的胶冻状外层，以便易用于刺激G点或前列腺部位。该类装置一般向尖部弯曲，由硅或丙烯酸等材料制成。

蛋状：一般是较小的光滑振动器，设计用于刺激阴蒂或插入。该类装置一般认为是不太起眼的情趣用品，因其长度不超过3英寸，宽度大约在英寸至1英寸之间，使其可独立使用，尤其是任何时候能使用。

肛门：一般肛门用的振动器可为喇叭状底部或用于握持的长把手，以避免从里面滑落以及滞留在直肠内。肛门振动器具有多种形状，但一般称为肛插式或阴茎状振动器。一般建议在使用时用大量的润滑剂，且应轻轻插入，并小心避免对直肠组织造成潜在的损伤。

振动公鸡指环：一般是指用于插入或附在公鸡指环上的振动器，主要用于提高性交过程中阴蒂刺激。

口袋火箭(也称作子弹)：一般其中一个端部为圆柱状，包含振动的凸起部分，主要用于刺激阴蒂或乳头，而非插入用途。一般情况下，“口袋火箭”是个小型的振动器，大约3至5英寸长，形状像个很小的旅行用手电筒，作为不起眼的情趣用品使用，可随身携带，放置在用户的钱包、小包袋等中。由于其尺寸小，一般由单节电池带动，对其的控制也有限；一些甚至只有一个速度档。

蝴蝶：一般指包含腿和腰上绑带的振动器，性交过程中不用双手即可达到刺激阴蒂的效果。一般情况下，该类振动器具有三种形式，传统型、遥控型以及含肛门和/或阴道刺激器的类型，常由硅、软塑料、乳胶或胶冻等材料制成。

但是，迄今为止在成人装置行业内，由于大多数振动器使用相同的核心振动电机，尽管有很多种不同的包装、材料、颜色、形状等，它们的性能却基本上是相同的。图1为标准振动器和兔状设计的第一至第四振动器110至140以及利用较小振动元件的肛门插150和口袋火箭160及带更紧凑振动元件的振动公鸡指环180和蛋170。在“关于振动刺激的临床和研究问题：常见刺激装置的回顾性和前导性研究”(性与两性关系疗法，2012，pp.1-8)中，Prause等人对一系列不同的振动器设计进行了测试，结果如表1所示。与带类似控制设置选项的软材料振动器(以振动器6和蛋170为例)相比，较硬塑料振动器(以振动器2或4和第一至第四振动器110至140为例)通过控制设置产生具有一系列性能的增加位移。这两种均对较小振动器(以振动器5或7和口袋火箭160为例)使用偏轴重物和电机，但是由于较小振动器冲击较低质量的硬外体，它们仍实现了可与较硬塑料振动器相比的位移和加速度，且在整个范围内运行，但是具有较少的功能性，如单一设置。

表1：Prause等人后的振动器特性

但是，两个振动器超过振动电机成人装置的典型性能范围。它们分别为振动器2，如图1中的日立魔杖1020，和振动器3，如带阴蒂杯的振动器。在这两种中，成人装置的位移显著更高，分别在0.45mm和0.75mm，而在其他振动器中，约在0.1mm-0.3mm。在研究中，女性通常表示相对传统振动器(如振动器2或4)更喜欢日立魔杖式振动器(如振动器1)，本发明因此将这归因为较高振幅的振动。这种较高振幅振动可以人为在物理上更接近手指、舌头等的物理刺激。另外，从以上的性能可以明显看出，成人装置与人体内的机械性刺激感受器不重叠，其中阴蒂由梅克尔氏小盘感受器组成，在现有技术中，梅克尔氏小盘感受器对5Hz至15Hz之间的振动最敏感(即相当于以300RPM至900RPM转速工作的机械振动电机)，再者，频率与用手和口刺激更紧密相关。相反，阴茎是帕西尼氏和鲁菲尼氏机械性刺激感受器的一个组合，帕西尼氏和鲁菲尼氏机械性刺激感受器对约250Hz的更高频率敏感(相当于以工作的机械振动电机)和低频伸展。

但是，实验室环境中的现有技术研究通常使用显著较低的位移，女性约为0.002mm，男性约为0.005mm-0.050mm，Prause等人的频率/振幅测量为“无载”，因为它们不是以施加力或压力使装置顶着预期区域为特征，但是预期这种机械加载将显著降低振幅和频率。在很多情况下，用户可能会发现很难克服振动器2方法的局限性，例如电源的电缆要接到墙装插座上，可能会发现振动器2方法物理外形/几何构造威胁和/或干扰他们对成年装置的使用。同样地，振动器3具有有限的功能性，且发明人预期严格的位置要求对用户的阴蒂产生期望的效果。振动器2和振动器3均不适合穿入达到/刺激G点，不支持用户通常将振动器用在其阴道和/或直肠内。

另外，很多成人装置的物理尺寸是有限的；特别是直径，因此使用带非轴向元件(如偏轴重物)的轴向电机的设计在商业设计内占主导地位。这种电机1030如图1中所示，它是现有技术振动器用振动电机的典型，还描绘了成人装置内的振动元件，如振动器2(第一至第四振动器110-140)和振动器5(口袋火箭160)内采用的。

事实上，本发明所建立的用户体验是，在产生令人满意的反应的振动器的电机的振动范围在2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM之间的无载场景内。然而在临床研究确定的范围以外，成人装置的振幅在商业上显著高于很低振幅的临床研究振动。另外，用户更喜欢较大的振幅变化，但这需要较大的动力(力矩)来旋转较大的重物，图1及第一至第二工程图1040和1050所示的电机1030等小电动机不适合于在期望的频率范围内高效地产生高水平的力矩。

由于受到上述约束，成人装置行业内的现有技术用于通过将重物直接附加在电机传动轴上设计成以与偏轴重物相同的转速旋转的振动电机。重物通常与电机直径相同，以产生最大的振动力。因此，由于设计者想要尽可能多的振动动力，电机和重物外径通常等于或略小于成人装置内部的内径，使得电机直径在成人装置的限制范围内能做得尽可能大并产生尽可能大的力矩。

但是，更小且效率更高的电机为了能产生大量的动力，必须以，通常为，的10,000RPM≤f_ROTATION≤30,000RPM转速工作，该转速在预期振动的范围以外。为了使以10,000RPM≤f_ROTATION≤30,000RPM转速工作的电机产生的2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM振动频率，发明人使用传动装置使同一电机在增加的RPM下产生更大的动力，同时仍提供令人愉悦的较低频率下的振动。因此，发明人已经建立了设计方案，该设计方案将适当传动装置能使较大重物以小直径和高效率旋转考虑在内，同时消除了齿轮减速导致成人装置外径增加的限制。由于成人装置具有非常有限的空间供电机和重物系统使用，从实用角度考虑，成人装置无法制作得更大，且齿轮减速会增加振动马达系统的外径，因此现有技术中的成人装置不使用齿轮减速。

因此，为了克服这种设计限制，发明人已经建立了一种装置，有利的是，这种装置能以一系列物理几何构造为用户提供高冲击(振幅)振动的成人装置，这些物理几何构造与对用户提供内部和/或外部刺激相容。另外，这些装置能以低成本和/或低制造成本推出销售，工作寿命延长。因此，有利的是，发明人已经建立了轴向设计、非轴向设计、挠性传动设计、非周期性传动设计和线性传动设计，以为设计者提供一系列设计解决方案供实施低成本、高冲击、靶向频率特性、增加的频率和增加的动力。

通过以下对本发明的具体实施例及附图进行的描述，本领域技术人员将会对本发明的其它方面和特征有更清晰的了解。

发明内容

本发明的目的在于，减少现有技术中性快感装置，特别是提供更高振幅、非周期性刺激并使用高速电机降低成本的成人装置的局限性。

根据本发明的一个实施例，提供一种装置，包括：

提供旋转运动的马达；

连接至传动轮上的挠性传动轴；

通过机械接触连接至传动轮上的径向元件，将传动轮在以第一预定转动速率转动的电机的作用下的旋转运动转换成第二预定转动速率的旋转运动；及

连接至径向元件的不对称环状重物，在以第二预定转动速率转动时提供振动作用。

根据本发明的一个实施例，提供一种提供第一预定频率范围内的振动运动的性快感装置，包括：设在成人装置的第一部分内的电机，所述电机以大大高于第一预定频率范围的第二预定频率范围工作；及设在成人装置的第二部分内的减速总成和不对称可转动重物，其中第一和第二部分因使用从电机至减速总成的挠性传动轴可以相互偏移。

根据本发明的一个实施例，提供一种性刺激装置，包括：

电机；

通过传动轴连接至马达上的减速总成，用于按预定的比率降低电机的输出转动速率；及

连接至减速总成上的不对称转动重物，用于在装置与用户身体接触时，将运动传递到这种的预定部分，进而传递到用户的身体上。

根据本发明的一个实施例，提供一种性刺激成人装置，包括：

在第一预定频率范围内工作的电机；

一系列减速级，每个减速级通过输入轴连接至该系列中的前一构件上并包括输出轴，所述输出轴的转动速度由其相关的输入轴的转动速率按预定因数减小得到，该系列减速级的第一级连接至电机轴上；及

至少以下任一种：

直接连接至最后一个减速级上或连接至最后一个减速级的输出轴上的不对称重物，用于以最后一个减速级的转动速率将振动传递到装置外表面的预定区域；

直接连接至一个减速级上或连接至一个减速级的输出轴上的不对称重物，用于以该减速级的转动速率将振动传递到装置外表面的预定区域；及

直接连接至一个减速级上或连接至一个减速级的输出轴上的元件，用于以该减速级的转动速率通过装置外表面的预定区域将感觉传递到装置的用户。

通过以下对本发明的具体实施例及附图进行的描述，本领域技术人员将会对本发明的其它方面和特征有更清晰的了解。

附图说明

以下通过举例和参考附图对本发明的实施例进行说明，其中：

图1为一系列现有技术的有源成人装置以及现有技术的振动电机；

图2为根据本发明一个实施例的振动电机；

图3A为根据本发明一个实施例的使用挠性传动轴的振动电机；

图3B为根据本发明一个实施例的使用挠性传动轴的振动电机；

图4为根据本发明一个实施例的使用挠性传动轴的振动电机；

图5为根据本发明一个实施例的振动电机；

图6为根据本发明一个实施例的使用挠性传动轴的振动电机；

图7为根据本发明一个实施例的振动电机；

图8为根据本发明一个实施例的振动电机用重物系统组件；

图9为根据本发明一个实施例的冲击尺蠖驱动电机；

图10为根据本发明一个实施例的一种挠性传动轴；

图11为根据本发明一个实施例的多个振动元件频率不同的级联减速顺序；

图12A和12B为根据本发明一个实施例的振动电机用减速传动机构；

图13和14为使用本发明实施例的成人装置；

图15和16为使用本发明实施例的成人装置；

图17至20为本发明的实施例的实验测量；

图21和图22为根据本发明实施例的成人装置部件的示例性配置。

具体实施方式

本发明涉及性快感装置，特涉及一种提供更高振幅、非周期性刺激并使用高速电机降低成本的成人装置，同时这种装置以理想的低频率工作，提高了动力和效率，但不增加装置的总直径。

以下仅对本发明典型实施例进行说明，并不限制本发明的范围、适用性或其系统构造。更确切地说，以下将对本发明实施例进行说明，以方便本领域技术人员实施本发明的实施例。应了解的是，在不背离所附权利要求精神和范围的情况下，元件功能和设置可以有多种变化。因此，实施例只是发明的示例或实施方式，而非仅有的实施方式。“一个实施例”或“一些实施例”的不同说法并不一定均指相同的实施例。虽然本发明的各特征仅结合单一实施例上下文说明，但这些特征也可独立提供或以适当的方式组合提供。相反，虽然为表述清楚，本发明在不同的实施例中进行了说明，但本发明也可以单独实施例或组合实施例的方式实施。另外，显然实施例可以指性快感装置的一种或多种制造方法，而不是性快感装置的实际设计，反之亦然，实施例可以指一种或多种装置，而不是一种或多种制造方法。

说明书中“一个实施例”、“一些实施例”或“其他实施例”指本发明至少一个实施例(并非所有实施例)中包括与实施例相关的所述的特定特征、结构或特点。本文件中采用的表达和术语仅用于说明，并不构成限制。应了解的是，权利要求书或说明书指“一个”元件时，此类说法不得理解为仅限一个该元件。应了解的是，说明书中说明“可以”、“许可”、“能够”或“可能”包括一个部件特征、结构、方法或特点时，则表示非必须包含该特定部件、特征、结构或特点。另外，显然实施例和/或表达和/或术语可以指性快感装置的一种或多种制造方法，而不是性快感装置的实际设计，反之亦然，实施例和/或表达和/或术语可以指一种或多种装置，而不是一种或多种制造方法。

术语“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”等用于指展示本发明实施例的附图中特定特征、结构或元件的方面。显然，此类方向性术语对于装置的实际使用并没有特定意义，因用户可以多个方面使用该装置。

术语“包含”、“包括”、“由......构成”及其语法变体并不排除可增加一个或多个部件、特征、步骤、完整体或群组，且这些术语不得理解为指定了部件、特征、步骤或完整体。同样，短语“基本由......构成”及其语法变体，在本文中使用时，不得理解为排除新增部件、步骤、特征、完整体或群组，而是新增的特征、完整体、步骤、方法、部件或群组并不能从很大程度上改变要求保护的组成、装置或方法的基本特点和新颖特点。若说明书或权利要求书指的是“一个新增”元件，其意思是指并不排除一个以上的新增元件或方法。

本文中使用的以及说明书相关内容涉及的“用户”指使用根据本发明实施例的装置的个人，其中使用是装置个人使用或另一个个人同时使用装置的结果。

本文中使用的以及说明书相关内容涉及的“振动器”指拟用于个人或用户自己或与其他个人或用户一起运用的电子性快感装置，其中该振动器提供振动的机械功能，以刺激神经或激发感觉。

本文中使用的以及说明书相关内容涉及的“人造阴茎”指拟用于个人或用户自己或与其他个人或用户一起运用的性快感装置，其中该人造阴茎提供非振动的机械功能，以刺激神经或激发感觉。

本文中使用的以及说明书相关内容涉及的“成人装置”、“情趣用品”或“性快感装置”指拟用于个人或用户自己或与其他个人或用户一起运用的性快感装置，其中该装置提供一项或多项功能，包括但不限于人造阴茎和振动器的功能。该性快感装置/用具结合插入式、非插入式的设计特征可具有这些功能，设计特征包括提供振动和非振动的机械功能。此类性快感装置可设计用于男性或女性身体的一个或多个部位，包括但不限于：阴蒂、阴核区(阴蒂周围区域，包括阴蒂)、阴道、直肠、乳头、乳房、阴茎、睾丸、前列腺和G点。在一个示例中，“男性性快感装置”是将用户的阴茎放入空穴或凹处的性快感装置。另一个示例中，“女性性快感装置”是具有至少一个插入用户阴道或直肠的部分的性快感装置。应了解的是，女性性快感装置用于插入用户的直肠时，用户可为男性或女性。

本文以及说明书中使用的质感指对装置表面的感觉，一般用平滑度、粗糙度、硬度、软度、波纹度和形状描述和/或定义。这种质感可以调节装置接触用户的感觉，且可以控制和/或调节装置与人体皮肤/组织之间的摩擦。表面质感可为各向同性的或各向异性的。质感可为，但不限于，平滑、粗糙、脊状、乱堆、颗粒状、且可指表面的视觉和/或触觉质量。

此处和整个说明书中使用的“结块”指性快感装置表面上用于提供附加身体接触的凸出物。结块可为性快感装置的永久性部分，或者可为可更换或互换以对性快感装置提供附加变化。

此处和整个说明书中使用的“附件”指可钉在或以其他方式添加在性快感装置主体上以增强和/或调节所提供的感觉的一个或多个物品。所述附件可为无源式，如结块或人造阴茎，或为有源式，如振动器。

在下面按图2至图14所述的本发明实施例中，针对转动传动装置和传动系统描绘和描述了齿轮、轴等元件。为附图和描述清晰起见，轴承、轴、联轴器、支座等辅助元件可以不描绘/描述，但对该领域技术人员将是显而易见的。

成人装置的女性用户一般要求高振幅和低沉隆隆声式的振动，而不是现有技术振动器的高音调振动。产生低频振动要求在考虑电机的目标速度范围(RPM)的同时将重物最大化，这意味着将重物制作得更长、密度更大和/或直径更大。但是，使用密度比钨(一种常用的高密度材料)高的金属，一般太昂贵。同时，如上所述，在不增加用品直径的情况下，无法增加重物的直径。鉴于人类生理和用户偏好，这一点难以解决。因而，成人装置的研发已最终集中在小电机和提高起动转矩上，以在最初使较大重物运动，以及在期望的振动频率范围2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM内的性能，使得偏心重物加长。

在振动重物加长和加重的同时，电机轴直径已不得不增加，以防止重物在装置意外受到冲击或掉落时将轴折弯。一些制造商在重物的远侧设置支撑衬套，以便在冲击过程中不仅仅依靠电机轴来支撑重物，这是为了在不增加电机轴直径的情况下得到想要的较大重物。另一些制造商采用电机两端设置轴和每端设置半长的重物的设计，这也是为了无需要使用较大电机轴或单独的重物支撑衬套。从本发明的实施例可明显看出，电机轴不需要增加直径，因为重物可以安装在一个或两个衬套上，并且通过使用挠性传动轴，与重物隔离。

较大重物连接至它们的传动轴上显著地降低了小电机开始旋转的能力。虽然设计者能安装较大重物并用附加衬套支撑，但是重物直接附加在电机轴上的电机，与现有技术的振动器一样，仍会达到关于电机实际上能开始旋转的重物大小极限。虽然电机在以5000RPM的转速旋转时具有足够的动力使较大重物旋转，但一般地，电机在以0RPM的转速旋转时产生足够的转矩使重物开始旋转的这种能力限制了重物。在本发明的实施例中，通过以与驱动重物时所施加用于降低其输出的齿轮减速相同的比率降低电机所需的起动转矩来解决这个问题。因此，为了用以20000RPM转速工作的电机实现5000RPM重物机械振动而采用4:1的减速比，还意味着将0RPM转速下的起动转矩降低至现有技术设计的25％。显然，如下面按本发明实施例所述，通过单级和多级减速传动可以提供较大范围的减速比。

因为电机转矩在较高RPM下不会显著降低，因此电机在20000RPM下的动力输出可以接近5000RPM下动力输出的4倍。因此，除在低得多的RPM下支持机械作用外，本发明实施例也能使振动能量在相同直径的成人装置内增加超过一倍，并且在2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM内仍然振动。有利的是，本发明实施例通过在电机试图从0RPM开始旋转时降低所需转矩来使较大重物能被电机带动开始旋转。这种较大重物可以通过密度、长度、半径或其组合得到。

此外，由于电机效率随着RPM的增加而提高，因此本发明实施例中所用的电机可以产生明显更大的振动功率，但却不会消耗更多的电能。因此，在与现有技术振动器相同的时间内，可以改善成人装置用户的振动体验，并且不需要使用较大的电池或更换电池。如上所述，小直流电机在高RPM10,000RPM≤f_ROTATION≤30,000RPM下工作最佳可得到最高的效率，因此现有技术成人装置电机通过牺牲效率来获得人们喜爱的2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM振动频率范围。在这个频率范围内工作能将电机频率降低50％或以上。

振动“g-力”或离心力F等于转动质量乘以角速度再乘以转动质量的半径。因此，重物的长度起到线性增加质量的作用。但是，若重物的密度增加，同一质量可用增加的半径来制作，本质上，它是“质量半径的中心”，它随重物的长度线性增加。因此，对于单种材料的低成本重物，成人装置设计者在固定直径成人装置内只能增加重物的长度，来增加有效振动力。但是，采用密度增大和尺寸减小的材料能提供相同的等效质量，但增大质量半径的有效中心。

图2为根据本发明一个实施例的Z-Z横截面图的振动电机200以及第一和第二端视图200A、200B。如图所示，电机210通过传动轴260连接至第一齿轮230上并在第一齿轮230那连接至第二齿轮240和第三齿轮270上。所述第二齿轮240和第三齿轮270通过轴还安装在框架250上，使得第二齿轮240和第三齿轮270能够转动。第二齿轮240和第三齿轮270的外表面上连接环形齿轮220，所述环形齿轮220由一个环形主体构成，与第一至第三齿轮230、240和270上的外部轮齿相比，所述环形主体带有内部轮齿。在第一端视图中可明显看出，在振动器200内的第二齿轮240和环形齿轮220之间还设置一个第四齿轮280。因此，第一齿轮230在电机210的作用下转动带动第二齿轮240反向转动，并带动环形齿轮220转动。第二齿轮240接着驱动第三和第四齿轮270和280，所述第三和第四齿轮270和280反过来与环形齿轮220啮合。

若电机210连接在包围振动电机200的外部主体上，则环形齿轮220将在外部主体内转动。因此，环形齿轮220本身可以直接或通过连接在重量分布上不对称，而使环形齿轮220的转动带动振动电机200在其外壳内振动。显然，除为带所述一个或多个框架250的组件提供机械完整性外，第一至第四齿轮230、240、270和280与环形齿轮220啮合并驱动环形齿轮220。

对于环形齿轮220相对电机210的这种振动运动的比率，假设R为环形齿轮220的齿数，S为第二齿轮240的齿数，P为第一、第三和第四齿轮230、270和280上的齿数。此外，设计约束为第一至第四齿轮230、240、270和280上的所有齿具有相同的节距或者齿间距以确保轮齿啮合。第二种设计约束是R＝2×P+S，即环形齿轮的齿数等于中间恒星齿轮的齿数加上行星齿轮的齿数的二倍。若我们现在假设T_R表示环形齿轮220的转数，T_S表示第二齿轮240的转数，T_Y表示第一齿轮220的转数，则我们建立如下等式(1)。因此，显然，第一齿轮240每转一圈，按等式(1)得出的来驱动环形齿轮220，因而振动电机200减速齿轮的比率为R/P。例如，若[R＝12；S＝18；P＝42]，减速比为12/42。因此，可以使用紧凑型高速电机210来驱动振动电机200，以通过传动装置降低高效高功率高速电机的速度以为给定的直径提供较低频率的振动。显然，根据电机、成人装置等的特性，可以提供一系列其他齿轮速比。

显然，振动电机200的直径大于上述电机210，这可能限制使用高速高效高功率电机来提供目标频率范围内期望的振动功能。但是，图3A为根据本发明一个实施例的带振动电机300的一个替代配置的Y-Y和Z-Z横截面图及第一端视图300A。如图所示，电机210通过挠性传动轴370连接至第一齿轮230上并在第一齿轮230那连接至第二齿轮240和第三齿轮270上。所述第二齿轮240和第三齿轮270通过轴还安装在框架250上，使得第二齿轮240和第三齿轮270能够转动。第二齿轮240和第三齿轮270的外表面上连接环形齿轮320，所述环形齿轮220由一个环形主体构成，与第一至第三齿轮230、240和270上的外部轮齿相比，所述环形主体带有内部轮齿。在第一端视图中可明显看出，在振动器200内的第二齿轮240和环形齿轮320之间还设置第四齿轮280。因此，第一齿轮230在电机210的作用下转动带动第二齿轮240反向转动，并带动环形齿轮320转动。第二齿轮240接着驱动第三和第四齿轮270和280，所述第三和第四齿轮270和280反过来与环形齿轮320啮合。

另外，环形齿轮320通过轴承360进行纵向约束，所述轴承360安装在连接第二齿轮240的中心轴上。因此，若电机210和框架相对于包围振动电机300的外部主体受到物理约束，则环形齿轮320将在外部主体内转动。因此，环形齿轮320本身可以直接或通过连接在重量分布上不对称，而使环形齿轮320的转动带动振动电机300在其外壳内振动。显然，除为所述一个或多个框架250的组件提供机械完整性外，第一至第四齿轮230、240、270和280与环形齿轮320啮合并驱动环形齿轮220。与图2中振动电机200相反，现在，振动电机300的电机轴中心与环形齿轮320内/上的重物的转动轴相同，因为电机210的转动作用通过挠性传动轴370连接至第一齿轮230上，所述挠性传动轴370使电机和齿轮轴能有轴向偏移h。

可选地，还可根据机械/物理要求和/或振动电机300和安装在其中的成人装置的限制或考虑到达到更高重量不对称、增加装置寿命等，通过第二轴承将环形齿轮320安装在另一侧上，为清晰起见未显示。可选地，可以设置其他轴承，例如与第一齿轮230、第二齿轮240、第三齿轮270和第四齿轮280中的一个或多个关联起来。例如，从挠性传动轴370连接至第一齿轮230上的传动轴可以使用轴承/底座，来减小连接至第一齿轮230上的传动轴上的轴向应变。

挠性传动轴370可以根据总转矩、功率、RPM、负载等由各种材料构成，包括但不限于硅、橡胶、柔性塑料和金属。挠性传动轴可以由各种设计构成，例如单个实心轴、无空芯的多个分层抗拉线或有空芯的多个分层抗拉线。可以通过过盈配合、夹紧、焊接、软焊、胶合和现有技术中已知的其他技术将挠性传动轴连接到电机的轴和/或齿轮上。抗拉线设计可以使用低碳弹簧钢、中碳弹簧钢、高碳钢琴丝、高碳火箭线、不锈钢(如1级硬度)、不锈钢弹簧退火、低碳不锈钢、镍钛(镍钛诺，例如镍钛诺55、镍钛诺60等)、Nitronic 50弹簧退火、弹簧退火磷青铜、因科镍合金、蒙乃尔铜镍合金、铜合金、凯芙拉^TM、硅、轴向纤维加强硅以及其他金属、塑料、高强度纳米纤维等。

图3B描绘了一种替代设计，其中电机210通过挠性传动轴3700连接至第二齿轮240上，所述挠性传动轴3700使得成人装置中装电机的第一部分和成人装置中装齿轮系和环状齿轮及偏轴重物的第二部分之间能有转动和轴向偏移。

图4为根据本发明一实施例的在外壳元件480A和480B之间采用挠性传动轴470与电机210结合的振动电机400。如图所示，电机210在轴承495内连接至轴490上，轴490的另一端连接至第一齿轮440上。轴承485设置在墙壁460上，所述墙壁与外壳元件480A和480B一起构成成人装置的一部分。外壳元件480A和480B可以为成人装置同一元件的一部分，例如外壳，或者他们可以为单独的部分，所述的单独部分以某种方式连接成外壳元件480A可以相对外壳元件480B运动。挠性传动轴470能适应这种相对运动。例如，较大电机可以设在成人装置的基底中，用来驱动设在成人装置的另一部分中的振动元件，其中成人装置可以变形成适合用户的生理特征。

如截面图Z-Z所示，受轴490驱动的第一齿轮440连接至第二齿轮450上，第二齿轮450再连接至第三齿轮430上，所述第三齿轮430在齿数、尺节距、直径等方面与第一齿轮440相同。因此，第一和第三齿轮440和430驱动环形齿轮420，所述环形齿轮420的重量在径向上分布不对称，致使在工作过程中产生振动。或者，电机210通过挠性传动轴、轴承和传动轴连接至第二齿轮450上。所述第二齿轮450在大小/齿数上有所减小并连接至较大的第一和第三齿轮440和430上。

图5为根据本发明一实施例的振动电机500，图中包含横截面图500A和端视图500B。如图所示，电机210连接至第一齿轮570上，在第一齿轮那再连接至第二齿轮580上，然后通过挠性轴590连接至第三齿轮540上。如截面图Z-Z所示，受轴590驱动的第一齿轮540连接至第二齿轮550上，第二齿轮550再连接至第三齿轮530上，所述第三齿轮530在齿数、尺节距、直径等方面与第一齿轮540相同。因此，第一和第三齿轮440和430驱动环形齿轮520，所述环形齿轮420的重量在径向上分布不对称，致使在工作过程中产生振动。或者，电机210通过挠性轴、轴承和传动轴连接至第四齿轮550上。所述第四齿轮550在大小/齿数上有所减小并连接至较大的第五和第三齿轮540和530上。因此，电机210的输出最初通过第一和第二齿轮570和580构成的第一齿轮减速级减小，再通过第一和第二齿轮570和580构成的第一齿轮减速级减小。如端视图500B中所示，环形齿轮520的重量分布不对称。

图6为根据本发明一实施例的采用挠性传动轴680的振动电机600，图中包含插图600B和端视图600A。如图所示，电机210连接至第一齿轮640上，在第一齿轮那再连接至第二齿轮650上，然后通过第一构件660A中的轴承借助挠性轴680连接至第三齿轮610上。如横截面图500A中所示，受挠性轴680驱动的第三齿轮610连接至第四齿轮620上，在第四齿轮那再连接至第五齿轮630上，它们均安装在第二构件660B上。但是，从端视图600A中可明显看出，第三齿轮610为一个偏心轮，用三个“轮辐”描绘。所述偏心轮连接在第四齿轮620上，再在第四齿轮那连接至第五齿轮630上，这两个齿轮均为椭圆齿轮，安装在它们的轨迹上。因此，当第三齿轮630转动时，它驱动第四和第五齿轮620和630，使第五齿轮630的末端的总位移，用

表示，从安装点径向沿着插图600B所示的轨道前进。

从插图600B中可明显看出，该位移为周期性的，频率由第三齿轮610的“轮辐”数决定，但高度不对称，因为在大部分时间内点

较接近第三齿轮610的轴且缓慢移动，但具有快速正位移，使得当

冲击由振动电机600构成的成人装置的外表面时，用户将感觉到高强度的“重击”，而不是振动。由组件6000可明显看出，在振动电机600的周边可以设置第四和第五齿轮620和630的附加组件。虽然在描述中，组件6000设在第三齿轮610的另一“轮辐”处，显然，可以选择在特定区域设置附加组件6000，使得用户感觉到一系列运动的“重击”。

图7为根据本发明一实施例的带挠性传动装置710、耦合电机210和齿轮传动装置7100的振动电机710。如图所示，每个齿轮传动装置7100由太阳齿轮720及与环形齿轮740啮合的径向齿轮构成。端视图700A中所示的每个环形齿轮740的重量分布均不对称。因此，显然，在一个成人装置中可以设置多个齿轮传动装置7100，所述成人装置装在外部主体中，由单个电机210驱动。所述外部主体在每个齿轮传动装置7100相对其他齿轮传动装置和电机210运动时能够偏转/扭曲。显然，多个连续的齿轮传动装置7100可采用不同的设计，例如齿轮传动装置7100可以采用图6中振动电机600内齿轮传动装置的偏心周期性作用。

图8为根据本发明一个实施例的振动电机用重物系统组件。如图第一和第二视图800A和800B中所示，环形齿轮的外环的一侧的内表面上为齿轮装置，另一侧的重量分布不对称。如第一个横截面图800C中所示，这种环形齿轮可以通过结合环810和齿830形成，所述齿830装在轴820上且构件840在其上滑动并扣合在环810的边缘上。构件840安装在重物850上。因此，例如，金属环810可以与塑料构件840和金属重物850结合使用，或者所述环810和构件840可为塑料的，重物850为金属的。可选地，如第二个横截面图800D中所示，所述构件和重物为单件式部件860。

图9为根据本发明一个实施例的冲击尺蠖驱动电机。如图所示，传动轴920为与尺蠖930相同的同一单个元件的一部分或者通过联接轴和/或挠性传动轴连接至其上，由电机向尺蠖提供旋转驱动，为清晰起见未显示。尺蠖930连接至传动齿轮945上，所述传动齿轮945本身通过互连轴960连接至冲击齿轮940上。冲击齿轮940连接至冲击器950上，其中，冲击器950的上下内线性段上的线性齿仅在冲击齿轮940的齿在冲击器950的各自侧上时才与冲击齿轮940啮合。因此，冲击器950为由尺蠖930的旋转运动引起的周期性左右运动，尺蠖930的旋转运动由电机910驱动。

显然，冲击齿轮940和传动齿轮945可以由单件式部件构成，且传动齿轮945实际上为上面按图2-5和图7-8所述的本发明一个实施例的环形齿轮。用这种方式，高速高效电机可以连接至减速齿轮传动装置和图900A中所示的冲击器上，其中，齿轮传动装置7100的环形齿轮现在为同样包含了传动齿轮945和冲击齿轮940的单件式部件960。因此，传动轴970的转动之后使冲击器950产生冲击运动，但是在减小的频率下由减速齿轮驱动。可选地，可以按顺序使用多个减速齿轮以大大降低电机或由单个减速齿轮驱动的多个冲击器的有效冲击频率。或者，可以按顺序使用多个减速齿轮和冲击器，以同时向用户提供多个冲击频率，而不是像单个减速齿轮-冲击器级或现有技术振动电机所提供的单个振动频率。

在上面按图2至图8所述的本发明实施例中，齿轮一直描述为将减速从紧凑型高效高速电机传递到重量分布不对称的环形齿轮上，以向由这些元件构成的成人装置提供振动功能。可以根据包括但不限于要求的尺寸、公差、体积、成本要求在内的因素由各种材料(包括但不限于塑料、金属、陶瓷和纤维增强塑料)构成。在存在多种选项的情况下，同样地，可以从包括但不限于铸造、模塑、机加工和三维打印的制造技术中选择。可选地，可以用外周无齿但摩擦力足够将旋转运动从其自身传送到一个或多个其他元件的橡胶、硅或其他材料的轮子代替所述齿轮。可选地，可以用多个轮子，例如分别按图2至图3B所述的第三和第四齿轮270和280，代替一个或多个齿轮。因此，保持正齿轮传动，但用多个轮子分别代替本质上为机械间隔件的第三和第四齿轮270和280。可选地，这些也可为安装在这些位置上的低摩擦间隔件。

图10为根据本发明一个实施例的挠性传动轴，所述挠性传动轴由芯轴1070上设置六层细丝1010-1060，其中这六层1010-1060中的每一层由若干单根细丝构成，例如，第一层细丝1010由4根细丝构成，而第六层细丝1060由12根细丝构成。这六层1010-1060中的每一层内的细丝的材料、直径和性质可以根据挠性传动轴的设计性能要求为相同的或不同的，所述设计性能要求包括但不限于长度、最大偏移、转速范围、最大转矩、最小转矩、起动转矩、单向或双向工作。

图11为在1150A至1150C级之间设置挠性互连传动装置1140的级联减速齿轮，其中，1150A至1150C的每级由中央-外部齿轮设计构成，与图3A所述的类似，除第一级1150A外，支撑外齿轮的框架在左手或右手侧均不连接至中央齿轮上，但是右手侧框架在右手侧连接至挠性互连传动装置1140上，所述挠性互连传动装置1140然后连接至下一级的中央齿轮上，依次类推。用这种方式，若第一级1150A的减速为N，M级的净减速为N^M。因此，即使三级的每级减速较低，例如4或5，意味着速度减小×64或×125，因此，即，12000rpm的电机分别可以降至-188rpm和-96rpm。

图12A为根据本发明一个实施例的振动电机1200中的减速传动装置的Y-Y和Z-Z横截面图及第一端视图1200A。如图所示，电机通过挠性传动轴1270连接至传动轮1230上，所述传动轮1230设在环1220的圆形槽1225内，不对称重物1240连接在所述环1220上。如图所示，环1220通过轴承1260安装在轴上，使环1220能绕其轴转动。同样地，传动轮1230安装在轴上，并在轴的位置通过轴承(为清晰起见未示出)安装在固定支座上。传动轮1230与圆形槽1225的内壁摩擦接触，因此在传动轮1230转动时，驱动环1220，使环转动，以致不对称重物1240转动，从而产生振动。由于传动轮1230的轴在这种情况下从挠性传动轴1270支撑在环1220的另一侧，则所述轴穿过环形槽1280。若传动轮1230传动轴通过轴承和支座仅支撑在与挠性传动轴1270的同一侧，但所述轴不穿过传动轮1230，则不需要这个环形槽1280，例如图12B中所示，其中传动轮现在为一个齿轮，圆形槽1225的外壁现在具有轮齿。

但是，在传动轴穿过环1220时，传动轮1230的传动轴则可以用于连接至带环1220的后续组件，分别如图7或图11中所示。可选地，传动轮1230可用传动齿轮代替，圆形槽1225的其中一个或两个径向壁可以开槽，以便所述环1220由齿轮驱动。图13中包含了使用振动元件的第一和第二成人装置1300A和1300B，所述振动元件包含上面按图12B所述的减速总成，其中，每个装置分别由电源部分1310/1340和分别包括不对称重物振动电机1320/1360的装置部分构成，所述电源部分包含高速电机、电池、控制电路(为清晰起见未示出)、一个或多个用户控制器(为清晰起见未示出)等。电源部分1310/1340和不对称重物振动电机1320/1360分别通过挠性传动轴1330/1350连接，使颈部1370/1380可以变形/体积较小，以允许电源部分1310/1340和不对称重物振动电机1320/1360之间分别可以做相对角运动。

在第一和第二成人装置1300A和1300B的每一个中，挠性传动轴穿过衬套/金属扣眼，所述衬套/护环可保持挠性传动轴相对成人装置的所有其他元件的位置。因此，参见第一成人装置1300A，衬套1370将挠性传动轴1330定位在第一成人装置1300A的狭窄颈部的中心。因此，若外部主体允许带不对称重物振动电机1320的主振动体部分相对电源部分1310弯曲，挠性传动轴1330不在电源部分1310内运动，如扭转等，而是在含不对称重物振动电机1320的主振动体部分内运动。同样地，在第二成人装置1300B中，衬套1380对电源部分1340和不对称重物振动电机1360之间的挠性传动轴1350起到同样的功能。

或者，如含非延长或延长视图1400A和1400B的图14所示，不对称重物振动电机1420可以通过一种机构定位在与电源部分1410分离不同距离的位置处。所述机构通过使用弹性体挠性传动轴1430结合外部主体1450的弹性体和/或多重折叠皮层(为清晰起见未示出)可以实现用户装置的长度设置。用这种方式，不对称重物振动电机1420和电源部分1410之间的尺寸变化通过弹性体挠性传动轴1430吸收。例如，带不对称重物振动电机1420的端部转动时，可使其与带电源部分1410的主体部分分离，滑动，然后再重新转动锁定。例如，带电源部分1410的主体部分1450A的一个元件上的一系列均匀间隔的插塞可与带不对称重物振动电机1420的端部1450B上的一系列均匀间隔的狭槽啮合。或者，所述端部1450B可以相对主体部分1450A转动，因为它们由长节距螺纹通过过盈配合连接，以致用户可以有意转动，而在使用过程中，成人装置的尺寸不会变化。显然，可以单独或者组合实施可延长/收缩锁定组件的其他机械解决方案。

在按图3-7和图12A-14所述的等本发明的实施例中，挠性传动轴主要描述为平行于成人装置的轴啮合电机/不对称重物振动元件。但是，在如按图15所述的等本发明的其他实施例及图21和图22中的连接机构中，使用本发明实施例的成人装置可以具有角度偏移。因此，图15为根据本发明一个实施例的成人装置的一部分的横截面图，其中，挠性传动轴1530从电机1510的轴1520连接至齿轮减速传动装置的传动轮1580，传动轮1580与电机1510和/或成人装置的轴1520不轴向对准。因此，传动轮1580在减速传动装置1560的内表面上啮合，所述减速传动装置1560的内表面通过1570将减速齿轮传动装置传递至成人装置的另一个部分。传动轮1580在成人装置的主体1590内由轴承1550所致在低摩擦力的作用下转动，所述轴承，例如，为离散的滚珠轴承或者低摩擦环。传动轮1580的轴通过定位臂1540保持在适当位置，所述定位臂可由衬套(为清晰起见未标明)构成。在图16中，虽然轴1610和传动轮1680轴向对准且与主体1690内的减速传动轮1670啮合，传动轮1680的轴同样用带衬套1660的第一固定臂1650固定，而挠性传动轴1640也用第二固定臂1630内的第二衬套1620固定。

在上述实施例中，整体概念提供了将典型电机10000-20000RPM范围的输入RPM减至施加的转动速率的一种直列式齿轮减速，减少一个或多个数量级或小于一个数量级的因数。在本发明的实施例中，挠性传动轴可在不同配置中驱动齿轮减速器，包括，但不限于按图3-16所述的配置。图16中描述了第一常见配置，它使用双弯头或“S”形的挠性传动轴，以保持输入轮的转轴与输出轮的转轴平行。为将输入轮固定到位并受到输出轮的压力，输入轮支撑在臂的末端，所述臂受到压缩或拉伸以保持所需压力。臂的形状随材料和将传动轮在减速传动轮上固定到位所需的压力而变。在这类配置中，例如，传动轮和减速传动轮可以具有无齿表面。

第二种配置为如图15中所述的单弯头设计，其中，为将输入轮固定到位并受到输出轮的压力，输入轮支撑在臂的末端，所述臂受到压缩或拉伸以保持所需压力。臂的形状随材料和将传动轮在减速传动轮上固定到位所需的压力而变。在某些情况下挠性传动轴需要固定到位，以防止其以非期望的方式弯曲。

发明人采用一种简单的实验配置来评估传动轴的几何构造、材料等。其中，图17-20描述了使用这种简单实验配置的本发明实施例的实验测量。本质上，在一对电机的中间加设各种传动轮和减速(或胎面)轮配置。一旦电机、驱动电机为传动轴提供动力，传动轴则为传动轮提供动力并使胎面轮转动，所述胎面轮连接负载电机。在这种配置中，两个电极、传动轮和胎面轮用支座固定到位。允许传动轮滑动或绕枢轴转动，以便用平衡配重或测力计改变接触压力。改变施加的力，可以改变接触面积，进而改变传动轮和胎面轮之间的摩擦。所述摩擦还也通过传动轮的形状及材料改变，胎面轮的形状和材料也会影响摩擦。

驱动电机中的电流能够测量且会随着系统中的功率损耗而变化。通过测量系统的初始电流和进行试验时的电流，能计算出两个值之间的差。在比较这些值时，差值越低，越好，因为对于具体配置，功耗较少。若尽管驱动电机工作，但输出螺纹轮转动为零，这意味着，传动轮相对螺纹轮打滑，实际减速比高于设计减速比。图17为四个不同传动轮相对螺纹(减速)轮的实验结果，平面和圆形传动轮具有整机加工钢表面。所述四个传动轮为：

·聚氨酯(平面接触表面)；

·天然橡胶平面(平面接触表面)；

·硅(O形圈)；及

·人造橡胶(丁纳橡胶O形圈)。

在每种情况下，很明显，胎面轮与传动轮充分啮合需要约20g的力，其中，对于平面聚氨酯和平面橡胶，输出转动为由-8500RPM的加载输入转动减小的-300RPM；对于硅和丁纳橡胶O形圈，输出转动为-4000。这些实现了这种设计配置的约-2:1的减小。图18为不同O形圈材料的其他试验结果，在一些情况下，例如568-110和568-012V，高效传动连接所需的重量为30g。与图17中使用的材料相比，每例中的总体特性是不同O形圈的高效连接需要较高的重量。

图19为平面钢胎面轮使用不同材料的试验配置的结果，其中测定电机速度时，采用串联的小负载，见，例如，2015年XX月XX日提交的题为“多电机成人装置和控制方法”的美国临时专利申请中的发明人。在每种情况下，材料原为O形圈设计，现在测定到稍有不同的性能，其中，10g时，一个O形圈配置(568-011S)对输出达到“高效”连接，20g时，一个(568-011EP)达到“高效”连接，30g时，所有其他达到“高效”连接。总体特性类似于图18中的总体特性，而不是图17中的。

图20为使用平面胎面(减速)轮和有角度胎面轮(见下面按图21和图22的所述)的试验配置的电流差的曲线图，而不是输入/输出RPM，其中，在每种情况下，传动轴应用20°的单个弯头。在前者中，传动轮与平面胎面轮成一定角度，在后者中，传动轮平行于由角度胎面轮。从约20g可明显看出，增大的电流差值大致恒定，平面胎面轮配置效率更高。

图21为根据本发明实施例的传动轮/减速轮的结构配置。这些是对该领域技术人员显而易见的一部分潜在配置。首先考虑传动轮，可以为轮毂/轮辋和轮胎的组合，第一张图片2005，或者实心轮，第二张图片2110，轮廓与轮毂/轮辋和轮胎设计类似，其中，软轮胎材料应用在胎面轮上，而不是传动轮上，如第一张图片2105所示。如第三张图片2115所示，传动轮可以具有整体轴，或者，基本上如第一个和第二张图片2105和2110所示，所述轴可以为单独元件接到传动轮上。在第一张图片2105中，轮胎可通过摩擦作用固定到位或者通过胶水、胶带等永久连接。第一个和第二张图片2105和2110中轴连接到传动轮上可以，但不限于，压入配合、胶合、焊接、软焊、螺纹和用螺母固定实现。轮胎轮廓可以不同，从第一张图片2105中所示的圆形到第四张图片中所示的平面。

减速/胎面轮可以直接按第五张图片2125中所示进行机加工，或者在传动轮啮合的表面(例如图21中的第六张图片2130所示的内表面)周围添加一种材料。例如，材料，当为扁平带状材料时，可以以类似的方式绞合，或者以其他方式固定，例如，如本领域中已知的，O形圈固定在槽中。可选地，减速/胎面轮可进行机加工和表面加工以促进传动轮的啮合，例如粗化处理、金刚石车削等。

由第一至第四轮2135至2150可明显看出，减速轮的几何构造可以不同。如图所示：

·第一个轮子2135为中空的，允许按如图所示通过第一至第三啮合2155-2165与传动轮啮合，所述第一至第三啮合2155-2165为内部有角度，内部正交和外部。

·第二个轮子2140为异型，通过第四和第五啮合2170和2175分别在异型边缘和边缘与传动轮啮合。

·第三个轮子2145为非波状外形的，支持第六至第八啮合2180至2190，所述第六至第八啮合分别为外部正交，内部有角度和内部正交；及

·第四个轮子2150具有曲线轮廓，支持通过第九啮合2195与传动轮啮合。

图22为根据本发明实施例的成人装置部件的示例性配置。在第一个至第三张图片2205-2215中，传动轮对减速轮的示例性啮合无表面轮廓形成、侧面轮廓形成和边缘轮廓形成。表面轮廓啮合传动轮的示例见第一至第十轮廓2225至2270。在本发明的一些实施例中，例如在第一个至第三个附图2275至2285中所示，由于传动轮与减速轮之间的机械性关系的重新配置，传动轮和减速轮可以在多个位置啮合。在第一个附图2275中，这两个元件轴向对准，以致无减速。但是，在第二个和第三个附图2280和2285中，这两个元件现在不轴向对准，以致实施齿轮减速。在第一个附图2280中，传动轮通过离轴运动向减速轮的外边缘偏移，而在第三个附图2285中，偏移通过减速轮相对传动轮转动实现。在每种情况下，机械配置可使用挠性传动轴进行，以使得，例如，成人装置的长度缩短会将减速轮向传动轮推动，挠性轴弯曲将传动轮向减速轮外侧推。这种配置，例如，由第二个附图支持，然而，可选地，第三个附图2285由用户推动滑块或其他机械触发器支持，所述滑块或其他机械执行机构在成人装置外壳内转动减速轮。可选地，这些配置的调整可以是机械的，或者受电气执行机构控制，或者二者的组合控制。

或者，循环线性驱动装置，例如按图9所示，可以结合根据本发明一个实施例的不对称重物振动电机，如按图2-5、7-8和12A-12B所示，及一个或多个挠性传动轴使用，所述一个或多个挠性传动轴用来提供周期性延伸/收缩的振动成人装置。或者，不对称重物振动电机可以用周期性冲击振动电机代替，例如图6中所示。

任何齿轮组合还可用轮子和光滑接收配合面完成。橡胶轮可以设计成通过仔细放置轻微压缩，并提供良好的附着摩擦力和长久的寿命。在很多情况下，轮子比齿轮有优势，因为轮子运行时比较安静且无需润滑。因此，发明人指出，上面按图2-8和图11所述的本发明实施例可以使用轮子代替齿轮。但是，轮子会打滑，而齿轮锁定不会打滑。连续或高频率打滑会动力损失，因此应尽可能减小。

一些能量因轮子在光滑的配合面上滚动而变形导致以热量形式损失。配合面可设置能优化轮子附着摩擦力的垫子或纹理表面材料，以将轮子需要施加在垫子表面不致打滑的“负荷”减至最小。减小轮子负荷和后续轮子变形能降低热量形式的能量损失。轮子(齿轮)和配合传动表面(齿轮)均可以用各种塑料、合成橡胶、聚氨酯和金属的很多组合制成。在轮子和齿轮的这两种情况下，用低摩擦材料的设计能提供长寿命、高效率和无需润滑剂的设计。但是，在本发明的其他实施例中，润滑剂可以用于表面处理或者大量使用。

选择适当的材料能使干燥运行或使用烧结衬套和薄油膜运行或使用油浴运行的基于轮子或齿轮的系统具有较长的寿命，安静运行。轴、衬套及齿轮或轮子传动系统均能使用所有的标准润滑技术。为了获得长寿命(低磨损)，轮子和接收面还能均用金属或均用塑料制成，能使用小接触面积、光滑的抛光表面和润滑油膜，因为二者之间的薄油膜能实现良好的附着摩擦力。通过挤压油膜润滑技术，这两个部件之间具有较高的摩擦力，但它们不实际相互接触。由于这两层，通常为金属，之间总有一个微观油层，因此将磨损减至最小。在本发明的实施例中，轴承和轴可用金属/塑料、或塑料/金属或不相似的金属/金属或不相似的塑料/塑料组合制成。同样地，(齿轮/轮子)和(齿轮/配合面)部件可用金属/塑料、或塑料/金属或(类似或不类似的)金属/金属或(类似或不类似的)塑料/塑料组合制成。

本发明实施例中，软轮胎，例如图21中第一张图片2110或第四张图片2120中的轮子边缘周围的轮胎，或者例如图21中第六张图片2130中所示的减速轮的内边缘周围的软材料，可以使用弹性体、天然橡胶、合成橡胶。这类材料可包括但不限于丙烯腈-丁二烯、羧基丁腈、乙烯丙烯酸酯、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、碳氟化合物、氟硅橡胶、氢化丁腈、全氟橡胶、聚丙烯酸酯、聚氨酯、硅橡胶、四氟乙烯-丙烯。

本发明实施例中，例如图21中第一张图片2110中的轮毂，或者例如图21中第五个和第六张图片2125中所述的减速轮的主体，可以使用金属和塑料。这类材料可包括，但不限于：钢、不锈钢、铝、黄铜、聚甲醛、尼龙、聚碳酸酯和聚丙烯。

本发明实施例中，挠性传动轴可用其弹性范围内的各种材料制成。这些材料还可以有不同的形状。以金属为例，可使用弹簧及实心棒或编织线，使得几乎任何材料都可能使用，但只要要求性能在其条件以内。可使用的其中一些材料包括，但不限于：实心杆或工程形状的塑料、聚甲醛、凡事可、实心杆或工程形状的金属、弹簧金属、不同规格和编织的不锈钢线(例如7x7、19x1等)和镍钛杆。

无转接器的情况下可用于挠性传动轴的一种具体塑料形状是管子。材料可包括但不限于硅(例如铂硫化或过氧化物硫化)；生橡胶、合成橡胶、氟化乙烯丙烯、全氟橡胶(例如MFA和PFA)、聚乙烯、聚四氟乙烯聚氯乙烯和BPT。

传动轮、传动轴等可用支座制成，所述支座在一侧、两侧、带两个衬套、一个衬套或无衬套地支撑传动轮、传动轴等。臂支撑的支座使得能施加恒定的压力，以保持轮子与减速齿轮/轮子接触。衬套可用各种材料制成，包括但不限于烧结的青铜、聚甲醛、凡事可等。

本发明实施例可以使用，例如本说明书(包括，例如本发明的一个实施例)中所述的，一系列材料，其中：

·钢电机轴；

·硅胶管，作为连接电机轴和减速轴的挠性传动轴；

·支撑减速齿轮的钢“减速轴”

·由塑料制成的减速齿轮；

·由塑料制成的减速轴衬套；

·压合到偏心重物上的钢“重物轴”；

·由钨制成的偏心重物；

·重叠在1或2塑料衬套中的重物轴；及

·塑料和压合的重物“内齿轮”。

衬套和齿轮用塑料将为凡事可或乙缩醛等低表面摩擦材料。若传动轴结合轮子、齿轮等进行描述且这些连接到传动轴上，显然，这种连接可以用一系列技术实施，包括但不限于键轴、开口销、过盈配合、弹簧夹挡圈、锥形截面挡圈、自锁挡圈、螺丝、螺纹轴或螺纹轴节和螺母。轴可进行不规则冲压或成形，以便通过过盈配合连接轮子和/或齿轮。挠性传动轴可连接和/或夹紧在另一个元件上，或者插入开口中并，例如通过卡爪卡盘、箍缩、绞合、用环氧树脂胶合、热收缩、或者其组合夹紧。

虽然这里强调的是自带部件的独立装置，但显然，在根据本发明的其他实施例中，该装置可分成多个单元(例如通过柔性管连接到所插入主体的振动器元件)，以便将振动器元件固定在用户身体外部或作为主体柔性部分的一部分，使用户可进行调节(例如装置的阴道穿透部分的弧度)。显然，根据本发明实施例的装置可设计为：使用时握持的形式；一套用具的一部分配件使用；通过附件配置在用户身体或另一个用户身体一部分(如手、大腿或脚等)；或通过吸盘或其他安装方式固定在一个物体上，如墙、地或桌子。

根据本发明实施例的装置和电子控制器，附图所示的上述内容说明了振动器元件用电源采用电池供电形式，可为标准可更换(消耗品)设计，如碱性、锌碳、硫化锂铁(LiFeS2)类电池，或可充电的设计，如镍镉合金(NiCd或Nicad)、镍锌和金属氢化物镍(NiMH)电池。一般情况下，该类电池为七号或五号电池，包括但不限于，一号、二号和PP3型电池。因此，此类装置应为在同一主体内自带电源、控制器和振动器元件等的独立装置。显然，对于电池驱动的运行，尽管电源连接可缓解此类设计限制，但电子控制器和振动器元件等仍优选低功率、高能效的设计。在有线接口遥控器和电源连接的情况下，盖子可以装有开口，所述开口能允许螺纹帽在带橡胶/弹性体护环/边缘等的狭槽中与电缆连接。

但是，其他实施例中该装置也可为所谓的棒式结构，示例可参见现有技术的日立魔杖，其中典型做法为增加尺寸，但该装置另外还包括电源线，并通过变压器由电源直接控制供电。可选地，该装置可设计为包含电池，以及通过具有小的电气接头的电源线将电源连接至远程变压器，并包含电源插头。根据本发明实施例的装置及其电子控制器，附图所示的上述内容说明了该电子控制器位于该装置内。但是，可选地，该控制器了通过电线远程连接至装置，或通过间接方式，例如无线通信方式等，进行通信。另外，所述电子控制器主要描述为向装置的有源元件提供控制信号。但是，本发明一些实施例中，电子控制器可从嵌入装置内或位于在装置外的传感器接收输入。例如，传感器可根据用户通过阴道收缩等施加在装置该部分的压力提供输出，其中控制器调节装置的一个或多个方面。或者，振动频率可根据成人装置的主体和/或手柄内的传感器而变化，从而使得装置的特性可根据用户施加在主体上的压力和用户或另一方施加在手柄上的压力而变化。在本发明的其他实施例中，这些传感器和/或控制电路。

上面按图2至14所述的本发明实施例可单独或者与一个或多个其他有源和/或无源元件组合使用。这类元件可包括但不限于其他振动器元件、加热元件、冷却元件、流体执行器和流体元件、电刺激器、成组金属和/或塑料球和螺杆传动。另外，虽然描述和/或推断装置的运行在电机恒速下进行，尽管在预定范围的RPM内，显然，不对称重物元件的驱动可为周期性的、非周期性的、变频的、具有预定曲线图等。

显然，虽然本发明实施例按单比率减速总成进行描述，但是本发明的替代实施例可允许使用可变减速总成。因此，在本发明的一个实施例中，可将多个头应用在一个共同主体上，每个头包括一个不同的减速比总成，例如，所述共同主体包含高速电机、控制器和电池。或者，一种设计可为用户提供选择性地啮合多个减速总成中的一个减速总成，例如选择不同的传动齿轮啮合相同的环形齿轮，或者选择性地将传动装置连接到外部齿轮而不是内部齿轮或者连接到环形齿轮的外齿上而不是环形齿轮内部元件上的齿上。

显然，虽然本发明实施例按设在一个或多个比率减速总成的转动元件上的不对称重物进行描述，但是不对称重物也可单独或与其他不对称重物结合应用在比率减速总成的输出轴上。

显然，虽然本发明实施例按设在转动元件上的不对称重物进行描述，但是转动元件也可传递其他感觉到用户的身体上或使用装置的用户的身体上，例如成组的转动有孔珠子或滚珠轴承、转动结块等。

上述具体内容仅为便于彻底理解实施例而提供。应了解的是，实施例也可不参考上述具体内容实施。例如，线路可以框图显示，以便不会因无关紧要的内容使实施例费解。在其他情况下，众所周知的线路、工艺、算法、结构和技术可不展示无关紧要的细节，以避免使实施例费解。

上述的技术、模块、步骤和方法可采用多种实施方式。例如，这些技术、模块、步骤和方法可以硬件、软件或软硬件结合的方式实施。若为硬件实施方式，处理单元可在一个或多个应用专用集成线路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微型控制器、微型处理器中实施，其他电子单元设计用于执行上述功能和/或其组合。

同时需注意的是，实施例可表述为一个过程，附图显示为流程表、流程图、数据流程图、结构附图或框图。虽然流程图可说明按序进行的操作顺序，但很多操作步骤可平行进行或同时进行。此外，操作顺序可进行更改。操作完成后则过程结束，但过程中仍可能包括图中未包含的其他步骤。过程可能对应于方法、功能、程序、子程序、辅程序等。当过程对应于功能时，过程的结束则对应于该功能返回至呼叫功能或主功能。

以上是本发明实施例的公开内容，目的在于说明本发明，而并非使其内容详尽无遗或将本发明范围限制于公开的几种具体形式。鉴于上述公开内容，本领域技术人员将能清楚了解针对上述实施例所做的多种变化和修改。

进一步地，在描述本发明典型实施例的过程中，说明书部分可能已经具体有步骤地介绍了本发明中提供的方法和/或过程。但由于该方法或过程并不仅限于本发明中规定的特定步骤，因此，该方法或过程的步骤不受本发明中所述步骤的特定顺序限制。本领域技术人员应了解的是，这些步骤也可能按其它顺序进行。因此，本说明书中规定的步骤的特定顺序不应限制所附权利要求。此外，针对本发明中提出的方法和/或过程的权利要求不应局限于规定步骤下产品的性能。本领域技术人员很清楚，规定的步骤顺序可能会发生变化，但依然不背离本发明精神且在本发明范围内。

Claims (9)

1.一种用于性刺激的装置，包括：

以第一预定转动速率提供旋转运动的电机；

连接在传动轮与所述电机之间上的挠性传动轴，使得传动轮以第一预定转动速率转动；

机械地与所述传动轮接触的径向元件，用于将传动轮以第一转动速率转动的旋转运动转换成以第二转动速率的旋转运动，所述第二转动速率低于第一预定转动速率；及

连接至径向元件的不对称环状重物，以在以第二预定转动速率转动时向用户传递机械地振动作用；其中

所述传动轮机械地连接到所述径向元件，使得所述传动轮相对于所述径向元件的相对线性位置和相对成角方位中的至少一个是通过重新构造所述传动轮和所述径向元件之间的机械关系而产生的，从而改变和调节所述第一预定转动速率与所述第二预定转动速率之间的比率；

或者所述传动轮机械地连接到所述径向元件，使得所述传动轮相对于所述径向元件的相对线性位置和相对成角方位是通过重新构造所述传动轮和所述径向元件之间的机械关系而产生的，不会导致改变和调节所述第一预定转动速率与所述第二预定转动速率之间的比率。

2.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中

所述用于性刺激的装置具有第一配置或第二配置；其中，

在第一配置中：

挠性传动轴为单个弧，使得传动轮的轴和与其啮合的径向元件的表面成第一预定角度；

传动轮通过第一支座连接在装置的主体上，使得传动轮对径向元件施加力，同时将旋转运动由传动轮向径向元件转移；及

径向元件的表面为外边缘、内边缘、内表面和外表面中的至少一个；

及

在第二配置中：

挠性传动轴为S形弯曲或双弧形状，使得传动轮的轴和与其啮合的径向元件的表面成第二预定角度；

传动轮机械地连接在装置的主体上，使得传动轮对径向元件施加力，同时将旋转运动由传动轮向径向元件转移；及

径向元件与传动轮机械地连接的表面可从包括外边缘、内边缘、内表面和外表面的群组中选择。

3.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中

所述装置的第一部分包括电机；

所述装置的第二部分包括传动轮、径向元件、不对称环状重物；及

所述传动轮和所述径向元件之间的机械关系的重新构造包括所述第一部分相对于所述第二部分的线性重新构造和成角重新构造中的至少一个；

所述挠性传动轴内封装在由所述装置的第一部分和第二部分形成的装置中。

4.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中：电机的第一预定转动速率在10,000RPM≤f_ROTATION≤30,000RPM范围内，径向元件的第二预定转动速率在2,000RPM≤ν_VIBRATION≤7,000RPM范围内。

5.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中：

所述传动轮和所述径向元件通过所述挠性传动轴连接至电机，用于按预定的比率降低电机的输出转动速率；及

所述不对称环状重物连接至所述径向元件，以将运动传递到装置的预定部分；及

所述径向元件通过轴承和轴轴向地安装，径向元件表面内设有槽，在槽内传动轮通过基于机械接触的摩擦安装并驱动所述径向元件；及

预定的比率是根据槽的周长和传动轮的周长来确定的。

6.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中

不对称环状重物被径向元件所驱动并且提供的机械振动为连续的，周期性的，或在单个方向。

7.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中进一步包括：

第一减速传动装置，所述第一减速传动装置连接至电机的转动轴上并包括第一输出轴，所述第一输出轴的转动速率与电机转动轴的转动速率之比为第一预定比；及

第二减速传动装置，所述第二减速传动装置连接至第一输出轴上并包括第二输出轴，所述第二输出轴的转动速率与第一输出轴的转动速率之比为第二预定比；其中

所述传动轮和所述径向元件构成所述第一减速传动装置或第二减速传动装置的一部分；及

所述不对称环状重物配置为以下至少一项：连接至第二输出轴上；形成第二减速传动装置的一个预定部分；和形成第一减速传动装置的一个预定部分。

8.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中

电机安装在所述装置的第一部分内；

径向元件安装在所述装置的第二部分内，该第二部分绕轴旋转地附接到装置的第一部分；及

传动轮的一表面机械地接触径向元件以驱动径向元件，该表面具有预定的表面轮廓；其中

相对于所述装置的第一部分移动所述装置的第二部分，使传动轮与径向元件的接触半径变化，使得径向元件的第二预定转动速率与电机的第一预定转动速率的比率是根据传动轮与径向元件接触处的传动轮的半径而确定的。

9.根据权利要求1所述的用于性刺激的装置，其中

传动轮包括一个外表面，所述外表面围绕传动轮的周边，所述外表面由第一预定材料制成；

径向元件包括一个具有特征的主体，所述主体的该特征具有与所述传动轮啮合的表面,且径向元件由第二预定材料制成；及

不对称环状重物设在径向元件周边的预定部分的周围，其中，

径向元件的该特征的表面以摩擦方式与传动轮的外表面啮合，并由第三预定材料制成，使得传动轮和径向元件的相对成角方位能在不中断装置的操作的情况下变化。

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