发明内容
将振动电机产生的无规则振动变成驱动装置规则运动是本发明的主要目的,本发明提出了一种全新的运动方式,这种通过振动产生运动的方式可以应用到一些微型玩具和微型机器人上面。
本发明是通过采用以下技术方案实现的, 按此目的设计的振动移动装置包括:振动电机,驱动单元,无线通信单元,电源管理单元,锂电池,重心调整单元和装置外壳;振动移动装置上面有一个或多个振动电机,振动电机通过产生振动带动振动移动装置朝预设的某一方向移动;通过改变振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量;通过改变振动电机间歇性工作的转动方向进而改变振动移动装置的偏转方向。
振动移动装置上面有一个或多个振动电机。
若振动移动装置上面有一个振动电机,振动电机位于振动移动装置的重心位置;振动电机间歇性的正转控制振动移动装置逆时针偏转,振动电机间歇性的反转控制振动移动装置顺时针偏转。
若振动移动装置上面有两个振动电机,两个振动电机在振动移动装置的重心位置上下分布或者在振动移动装置上面左右对称分布,两个振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转。
若振动移动装置上面有三个振动电机,其中两个振动电机在振动移动装置的左右两侧对称分布,另外一个振动电机在左右两侧振动电机的中间垂直线上面;左右两侧振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转;中间的振动电机控制振动移动装置朝预设的某一方向移动。
振动电机通过产生振动带动振动移动装置朝预设的某一方向移动,预设的方向为重心所在的方向。
通过改变振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量;这里的振动频率是指振动电机在2秒内间歇性工作的次数,在2秒内振动电机间歇性工作的次数越多,改变振动移动装置的偏转角度和偏移量越大。
通过改变振动电机间歇性工作的转动方向进而改变振动移动装置的偏转方向;振动电机间歇性的正转控制振动移动装置逆时针偏转,振动电机间歇性的反转控制振动移动装置顺时针偏转。
驱动单元用来对振动电机进行驱动。
无线通信单元通过WiFi、蓝牙和ZigBee与手机进行无线通信。
电源管理单元用来对锂电池的充电进行管理。
重心调整单元:振动移动装置后半部分的左右两侧各有一个螺丝,通过调整后半部分左右两侧的螺丝长度进而调整振动移动装置的重心位置。
按此目的设计的振动移动控制方法:通过振动电机产生振动带动振动移动装置朝预设的某一方向移动;通过改变振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量,振动频率越大,偏转角度和偏移量越大;通过改变振动电机间歇性工作的转动方向进而改变振动移动装置的偏转方向,振动电机间歇性的正转控制振动移动装置逆时针偏转,振动电机间歇性的反转控制振动移动装置顺时针偏转。
若振动移动装置上面有一个振动电机,振动电机位于振动移动装置的重心位置;振动电机间歇性的正转控制振动移动装置逆时针偏转,振动电机间歇性的反转控制振动移动装置顺时针偏转。
若振动移动装置上面有两个振动电机,两个振动电机在振动移动装置的重心位置上下分布或者在振动移动装置上面左右对称分布,两个振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转。
若振动移动装置上面有三个振动电机,其中两个振动电机在振动移动装置的左右两侧对称分布,另外一个振动电机在左右两侧振动电机的中间垂直线上面;左右两侧振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转;中间的振动电机控制振动移动装置朝预设的某一方向移动。
具体实施方式
振动移动装置的质量越小,振动电机对振动移动装置的作用越明显。
将振动移动装置放在相对比较平的接触面上面,接触面可以为木质地板、大理石地板、玻璃地板或其它具有一定硬度的平面。
振动移动装置在不同摩擦因数的桌面上会有不同的移动状态,不同摩擦因数的桌面满足不同的偏转角度和振动频率关系模型;桌面摩擦因数越大,在相同振动频率的情况下,振动移动装置的偏转角度和偏移量越小。
振动移动装置后半部分的左右两侧各有一个螺丝,通过调整后半部分左右两侧的螺丝长度进而调整振动移动装置的重心位置。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的阐述。
第一实施例
如图1,若振动移动装置上面有一个振动电机,振动电机位于振动移动装置的重心位置,振动移动装置的大部分质量分布在振动移动装置的前半部分;振动电机间歇性的正转控制振动移动装置逆时针偏转,振动电机间歇性的反转控制振动移动装置顺时针偏转。
由于振动移动装置的大部分质量分布在振动移动装置的前半部分,重心位置在振动移动装置的前半部分。当振动电机一直振动时,振动移动装置的静止状态发生改变,振动移动装置一直向前运动,以此通过振动移动装置本身的质量分布确定振动移动装置的初始运动方向。
这里可以通俗的理解为,一个倾斜向前的物体,由于物体的振动打破物体本身的平衡状态使物体产生运动,物体的倾斜又使这种运动成为一种定向运动,倾斜的物体的重心在倾斜的位置,倾斜的物体的重心位置又由物体本身的质量分布决定,因此,通过物体本身的质量分布确定物体初始运动方向。
通过改变振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量,振动频率越大,偏转角度和偏移量越大;这里的振动频率是指振动电机在2秒内间歇性工作的次数,在2秒内振动电机间歇性工作的次数越多,改变振动移动装置的偏转角度和偏移量越大。
例如,振动电机在2秒内间歇性振动两次,每次的振动时间为0.5秒,停止振动时间为0.5秒;当振动电机从静止到转动的瞬间,振动电机带动振动移动装置产生振动,使振动移动装置左右两侧与桌面接触的压力发生改变,一侧的压力变大,一侧的压力变小,振动移动装置的重心朝左右两侧中的一侧发生偏移,在从静止到转动的瞬间,振动移动装置产生偏向于一侧偏转的倾向,通过持续振动0.5秒,进而使振动移动装置产生偏向于一侧微小的偏转量,以此使振动移动装置发生偏转。
由实验测得,振动电机在从静止到持续振动0.5秒的前段时间用来改变振动移动装置的偏转方向,后段时间持续朝偏转后的方向移动一定的距离。
振动电机在2秒内间歇性振动两次,每次的振动时间为0.5秒,停止振动时间为0.5秒;振动移动装置的方向发生两次偏转,每次偏转之后,振动移动装置朝偏转后的方向移动一定的距离,两次振动的偏转角度为两次偏转角度之和。
当振动电机在2秒内间歇性振动四次,每次的振动时间为0.25秒,停止振动时间为0.25秒,振动移动装置的方向发生四次偏转,每次偏转之后,振动移动装置朝偏转后的方向移动一定的距离,四次振动的偏转角度为四次偏转角度之和。
第二实施例
如图1,通过间歇性的正转和反转分别控制振动移动装置逆时针偏转和顺时针偏转。
例如,当振动电机在2秒内间歇性振动两次,每次的振动时间为0.5秒,停止振动时间为0.5秒;当振动电机从静止到正转的瞬间,振动电机带动振动移动装置产生振动,使振动移动装置左右两侧与桌面接触的压力发生改变,右侧的压力变大,左侧的压力变小,振动移动装置的重心朝左右两侧中的右侧发生偏移,在从静止到转动的瞬间,振动移动装置产生偏向于右侧偏转的倾向,通过持续振动0.5秒,进而使振动移动装置产生偏向于右侧微小的偏转量,以此使振动移动装置向右偏转,以此使振动移动装置逆时针偏转。
当振动电机从静止到反转的瞬间,振动电机带动振动移动装置产生振动,使振动移动装置左右两侧与桌面接触的压力发生改变,左侧的压力变大,右侧的压力变小,振动移动装置的重心朝左右两侧中的左侧发生偏移,在从静止到转动的瞬间,振动移动装置产生偏向于左侧偏转的倾向,通过持续振动0.5秒,进而使振动移动装置产生偏向于左侧微小的偏转量,以此使振动移动装置向左偏转,以此使振动移动装置顺时针偏转。
由实验测得,振动电机在从静止到持续振动0.5秒的前段时间用来改变振动移动装置的偏转方向,后段时间持续朝偏转后的方向移动一定的距离。
当振动电机在2秒内间歇性振动两次,每次的振动时间为0.5秒,停止振动时间为0.5秒,振动电机的转动方向为正转;振动移动装置的方向向右发生两次偏转,每次偏转之后,振动移动装置朝向右偏转后的方向移动一定的距离,两次振动的偏转角度为两次向右偏转角度之和。
当振动电机在2秒内间歇性振动两次,每次的振动时间为0.5秒,停止振动时间为0.5秒,振动电机的转动方向为反转;振动移动装置的方向向左发生两次偏转,每次偏转之后,振动移动装置朝向左偏转后的方向移动一定的距离,两次振动的偏转角度为两次向左偏转角度之和。
如图4中的S1,当振动移动装置工作时,振动电机一直转动,以此使振动移动装置沿直线移动。
如图4中的S2,当振动移动装置工作时,振动电机以一定的工作频率交替正转和反转以此使振动移动装置沿波浪线移动。
如图4中的S3,当振动移动装置工作时,振动电机间歇性的反转,以此使振动移动装置沿着圆环顺时针移动。
如图4中的S4,当振动移动装置工作时,振动电机间歇性的正转,以此使振动移动装置沿着圆环逆时针移动。
如图4中的S5,当振动移动装置工作时,通过减小振动电机间歇性工作的振动频率,在相同时间内的偏转角度变小,以此使振动移动装置沿着半径更大的圆环逆时针移动。
第三实施例
如图2,若振动移动装置上面有两个振动电机,两个振动电机在振动移动装置的重心位置上下分布或者在振动移动装置上面左右对称分布,两个振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转。
通过左侧的振动电机和右侧的振动电机同时朝相反的方向转动,进而产生振动带动振动移动装置朝预设的某一方向移动。
通过改变左右两侧振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量,振动频率越大,偏转角度和偏移量越大;这里的振动频率是指振动电机在2秒内间歇性工作的次数,在2秒内振动电机间歇性工作的次数越多,改变振动移动装置的偏转角度和偏移量越大。
通过改变左右两侧振动电机间歇性工作的转动方向进而改变振动移动装置的偏转方向。
如图4中的S1,当振动移动装置工作时,左侧和右侧的振动电机一直转动并且转动方向相反,以此使振动移动装置沿直线移动。
如图4中的S2,当振动移动装置工作时,左右两侧的振动电机交替振动以此使振动移动装置沿波浪线移动。
如图4中的S3,当振动移动装置工作时,左侧的振动电机间歇性的工作,以此使振动移动装置沿着圆环顺时针移动。
如图4中的S4,当振动移动装置工作时,右侧的振动电机间歇性的工作,以此使振动移动装置沿着圆环逆时针移动。
如图4中的S5,当振动移动装置工作时,通过减小右侧振动电机间歇性工作的振动频率,在相同时间内的偏转角度变小,以此使振动移动装置沿着半径更大的圆环逆时针移动。
第四实施例
如图3,若振动移动装置上面有三个振动电机,其中两个振动电机在振动移动装置的左右两侧对称分布,另外一个振动电机在左右两侧振动电机的中间垂直线上面;左右两侧振动电机的转动方向相反,左侧的振动电机控制振动移动装置顺时针偏转,右侧的振动电机控制振动移动装置逆时针偏转;中间的振动电机控制振动移动装置朝预设的某一方向移动。
通过中间的振动电机转动,进而产生振动带动振动移动装置朝预设的某一方向移动。
通过改变左右两侧振动电机的振动频率,进而改变振动移动装置的偏转角度和偏移量,振动频率越大,偏转角度和偏移量越大;这里的振动频率是指振动电机在2秒内间歇性工作的次数,在2秒内振动电机间歇性工作的次数越多,改变振动移动装置的偏转角度和偏移量越大。
通过改变左右两侧振动电机间歇性工作的转动方向进而改变振动移动装置的偏转方向。
如图4中的S1,当振动移动装置工作时,中间的振动电机一直振动,以此使振动移动装置沿直线移动。
如图4中的S2,当振动移动装置工作时,中间的振动电机一直振动,左右两侧的振动电机交替振动以此使振动移动装置沿波浪线移动。
如图4中的S3,当振动移动装置工作时,中间的振动电机一直振动,左侧的振动电机间歇性的工作,以此使振动移动装置沿着圆环顺时针移动。
如图4中的S4,当振动移动装置工作时,中间的振动电机一直振动,右侧的振动电机间歇性的工作,以此使振动移动装置沿着圆环逆时针移动。
如图4中的S5,当振动移动装置工作时,中间的振动电机一直振动,通过减小右侧振动电机间歇性工作的振动频率,在相同时间内的偏转角度变小,以此使振动移动装置沿着半径更大的圆环逆时针移动。
第五实施例
如图5,将振动移动装置放在相对比较平的接触面上面,接触面可以为木质地板、大理石地板、玻璃地板或其它具有一定硬度的平面,振动移动装置的偏转角度和振动频率满足正相关。
振动移动装置在不同摩擦因数的桌面上会有不同的移动状态,不同摩擦因数的桌面满足不同的偏转角度和振动频率关系模型;桌面摩擦因数越大,在相同振动频率的情况下,振动移动装置的偏转角度和偏移量越小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围 ;凡是依本发明所作的等效变化与修改,都被本发明权利要求书的范围所覆盖。