CN108884814B - 用于操作设备的电动线性重复脉冲驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于操作设备的电动线性重复脉冲驱动器，尤其是用于操作这样的设备，即呈脉冲式释放的工作能量在同时低的重复频率下对其作用改善是有利的设备，所述电动线性重复脉冲驱动器具有：具有气隙(4)的磁路(2)和电动线圈(1)，磁性形状记忆调节元件(5)和复位单元(6)，以及控制电子器件(9)，其中，根据本发明的电动线性重复脉冲驱动器以时间不连续的方式在短时段内、即以脉冲方式集束地释放其能量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操作设备的电动线性重复脉冲驱动器，呈脉冲式释放的工作能量在同时低的重复频率下对所述设备的作用改善是有利的。
背景技术
为了说明可以通过本专利申请得到改善的电动设备，可例举有：刺入有机皮肤或将材料刺入有机皮肤中的设备，例如用于永久化妆、纹身、纹眉、内消旋治疗(Mesotherapie)、微针刺、刺激治疗、疤痕处理、引入内生物质，例如透明质酸、胶原蛋白等，其中，刺入速度越高，越可以更好地克服皮肤的弹性，并且皮肤对机械处理的灵敏度仅允许低重复频率，因为否则可能会发生太大的伤口和随后的结疤，并且还例举有：剃须刀，毛发修剪器，针对低疼痛应用而使用高的修剪速度或拔毛速度的脱毛器，该高的修剪速度或拔毛速度使用现有技术的设备，如也在前面的示例中那样，只能以高的重复频率来达到，并因此导致快速升温、强烈振动、高噪声形成，并且就蓄电池/电池操作的设备而言，由于大的功率需求而也导致蓄电池/电池的快速耗尽，并且还例举有：牙齿清洁设备，修指甲设备，修脚设备，因为例如驱动器的工作速度引起明显更短的处理时间，并且低的重复频率引起更体贴的处理。
电动线性驱动器、即不旋转、而是在移动轴线上重复的驱动器通常基于线性电磁牵引/压力磁体或旋转电动机，其旋转通过传动装置转换成线性移动。尽管其他作用原理，例如压电、磁致伸缩或静电原理实现了每工作行程<1ms(1/1000秒)的期望的高速度，但它们的工作行程对于应用来说太小或者它们的大规模生产价格太高。相反，热作用原理和形状记忆效应提供了>0.5mm的期望的较大行程，但工作速度远远太低。
当今主要应用的用于电动产生线性重复移动的驱动器，即电磁牵引/压力磁体由于其构造为质量弹簧系统或具有传动装置的旋转电动机而对应于近似正弦的行程-时间曲线图以时间连续的方式振荡。因此，所有移动参数也以时间连续的方式近似正弦地随着时间推移而分布，从而所引入的能量不能在短时间内以高的速度集中，也就是说，原则上不能实现短暂的快速的时间不连续移动，除非增加重复频率，这将会在所提到的应用中导致严重的缺点，如升温、噪音形成、振动。
以适合批量生产的价格符合对行程和速度的要求的唯一电动线性重复驱动器是电动折叠电枢或扁平电枢磁体。在两个类似的功能模式中，通过拧紧铁磁电枢部分来闭合磁路，使得电枢比例过大地加速到撞击定子，并且以这种方式实现足够高的速度和行程。在撞击定子时电枢的突然制动在非常短的时间内消耗电动引入的动能的大部分并由此相应地产生对所提及的实际应用不可接受的大噪声。如果例如通过弹性材料或弹簧来衰减电枢的撞击，则这种原理的优点就会丢失，因为由于小行程约为0.5-1.5mm，只有很小的制动距离可用，并由此在有损于噪音形成减少的情况下大幅降低最高可能的速度。
具有时间连续的能量释放的电动线性重复驱动器的已知和应用的作用原理导致有限的速度、有限的行程或不可接受的噪声形成，并因此导致使用这些作用原理来操作的设备的有限性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动线性重复驱动器，其与现有技术的驱动器相比在至少相同的行程下，然而在明显小的重复频率下提供具有较高工作速度的脉冲式时间不连续能量释放，而没有噪声形成、振动或升温会限制期望的应用功能。此外，本发明的目的尤其是提供一种驱动器，尤其是用于身体护理设备和/或身体处理设备，例如剃须刀、毛发修剪器、胡须修剪器、牙刷等，该驱动器在可产生的移动和/或力展开方面具有有利特性。
根据本发明，该目的是使用一种根据独立权利要求1所述的装置如此实现的，即电动线性重复脉冲驱动器由位于磁路的气隙中的磁性形状记忆调节元件形成，该调节元件通过磁路的线圈中的电流脉冲被促使快速伸展，并且通过该电流脉冲存储在磁路的铁磁材料中的磁能在工作电流脉冲的反向点处由反向电流脉冲清除，以借助复位单元，尤其是复位弹簧将调节元件以最大速度带回到初始位置。此外，该目的尤其是通过根据权利要求1所述的电动线性重复脉冲驱动器来实现的。此外，从其他权利要求中可以得知本发明的有利的改进方案和设计方案。
相对于现有技术实现的显著优点在于，根据本发明的电动线性重复脉冲驱动器以时间不连续的方式在短时段内、即以脉冲方式集束地释放其能量，并且因此有利地，对于每个单独脉冲都可以释放最大系统能量，并且同时特别有利地，能够实现低至手动单脉冲触发的重复频率。
有利地，所述电动线性重复脉冲驱动器具有止挡件，尤其是用于形状记忆调节元件。特别优选地，该止挡件是非磁性的。可以设想的是，复位单元包括复位弹簧。此外，可以设想的是，复位单元构成为复位弹簧。
相对于现有技术实现的另一个显著优点在于，每个参数、上升时间、上升曲线、偏转、脉冲持续时间、下降时间、下降曲线和重复频率可以在制造过程中针对相应用途来设定或者由使用者手动设定以优化相应的且单独的应用，并且在仅改变重复频率时，每工作脉冲的释放能量保持恒定。尤其地，在改变重复频率时每工作脉冲释放的能量可以保持恒定。此外，可以设想的是，上升时间和/或上升曲线和/或偏转和/或脉冲持续时间和/或下降时间和/或下降曲线和/或重复频率是可设定的。
本发明的设计方案的另一个显著优点是根据本发明如此实现的：尤其是为了使所述脉冲驱动器的复位时间最小化，反向极化的电流脉冲、即有利地是清除脉冲瞬间清除所述磁路的磁场，并且由此所述调节元件有利地不受阻碍地且优选地以最大可能速度通过复位弹簧返回到其初始长度，所述清除脉冲优选地在工作脉冲的反向点处被触发。
本发明的设计方案的另一个显著优点是根据本发明如此实现的：为了使所述脉冲驱动器的上升时间最小化，所述复位单元包括另外的受控的磁性形状记忆调节元件，并且因此通过消除所述复位弹簧的抑制作用进一步改善了上升时间。有利地，尤其是在该情况下，复位单元没有复位弹簧。尤其地，在该情况下，另外的受控的磁性形状记忆调节元件替代复位弹簧。
本发明相对于现有技术的另一个显著优点在于，所述脉冲驱动器的磁性形状记忆调节元件的已经固有的适中的噪声形成可以通过磁场的上升曲线轨迹和下降曲线轨迹进行噪声优化得到改善并且因此消除了运动机构和围绕所述脉冲驱动器的壳体的影响性能的声学衰减。尤其地，所述电动线性重复脉冲驱动器没有衰减。此外，所述电动线性重复脉冲驱动器尤其没有壳体。
本发明相对于现有技术的另一个优点在于，由于所述脉冲驱动器的时间不连续的脉冲控制而与现有技术的驱动器相比表明，在操作所述设备时，干扰噪声明显更低，振动更小，升温更少以及使用蓄电池/电池的操作持续时间更长。
所述电动线性重复脉冲驱动器在这样的设备，即短暂地呈脉冲式释放的工作能量在同时低的重复频率下对其作用改善是有利的设备中发挥了所描述的优点。
本发明还包括一种尤其是电动设备，尤其是身体护理设备和/或身体处理设备，例如剃须刀、胡须修剪器、毛发修剪器、脱毛设备、毛发去除设备、染色设备、纹身设备、穿刺设备、电动牙刷等，尤其是如上所述，所述设备具有根据前述权利要求中任一项所述的至少一个电动线性重复脉冲驱动器。有利地，所述设备构成为剃须刀和/或胡须修剪器。
附图说明
以下参照附图结合实施例详细说明本发明，在附图中：
图1示出了用于有机皮肤的刺激治疗的示例性穿刺设备的示意图，该穿刺设备使用根据本发明的电动线性重复脉冲驱动器来操作；
图2示出了与根据现有技术的具有时间连续驱动器的穿刺设备相比根据图1的使用本发明的脉冲驱动器来操作的示例性穿刺设备的行程-时间曲线图。
具体实施方式
图1示例性示出了使用根据本发明的电动线性重复脉冲驱动器来操作的用于有机皮肤的刺激治疗的穿刺设备，该脉冲驱动器包括：具有气隙4的磁路2，电动线圈1，具有非磁性止挡件3的磁性形状记忆调节元件5和具有复位弹簧6的复位单元。尤其地，复位单元构成为复位弹簧6。在通过控制电子器件9控制线圈1时，在磁路2和气隙4中形成磁场，该磁场促使磁性形状记忆调节元件5抵靠弹簧6伸展并且将穿刺元件8从壳体7驱动一个量X。在通过反向极化的电脉冲清除所形成的磁场之后，弹簧6将调节元件5如此长时间地带回到其初始位置，直到下一电工作脉冲发生，从而重复频率的频谱从驱动器的静止状态到达截止频率，其中，每个穿刺过程不依赖于重复频率而具有相同的能量。例如，该特性对例示性提到的用于有机皮肤的刺激治疗的穿刺设备是决定性的，因为皮肤应以适中的行程间隔和时间间隔分别仅刺穿一次，并且理想情况下每次穿刺的能量始终相同。
图2示出了与根据现有技术的具有时间连续驱动器的穿刺设备相比根据图1的使用本发明的脉冲驱动器来操作的示例性穿刺设备的行程-时间曲线图。曲线10示例性示出了使用根据本发明的脉冲驱动器来操作的用于刺激治疗的示例性穿刺设备的穿刺元件的尖端的时间不连续的行程-时间曲线图，其中脉冲宽度为1ms并且有机皮肤中的刺入深度为0.2mm，由虚线12表征。相比之下，曲线10示出了与现有技术对应的传统的穿刺设备的时间连续的行程-时间曲线图，其中频率为100Hz，也就是说周期持续时间为10ms。可以清楚地看出，使用根据本发明的驱动器的刺入速度明显高于使用现有技术的穿刺设备。
在降低根据本发明的脉冲驱动器的重复频率并保持恒定的脉冲持续时间的示例中，根据本发明的脉冲驱动器的优点总是更大，这同时对应于皮肤的更体贴的处理。在两个系统的比较中也非常清楚地看出，根据本发明的脉冲驱动器在功率消耗、刺入工作效率、系统损耗功率、振动和使用蓄电池/电池的操作持续时间方面具有显著优点。
在本说明书、附图和权利要求中公开的本发明的特征可以单独地和以任何组合在各种实施方式中构成本发明的实现，与摘要、各个权利要求或其反向关系无关。
尤其地，如上所述，可以设想具有线性重复脉冲驱动器的其他设备，例如身体护理设备和/或身体处理设备。尤其地，可以设想类似于所描述的穿刺设备构成的剃须刀和/或毛发修剪器和/或胡须修剪器。
Claims (6)
1.一种用于操作设备的带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器，所述设备是剃须刀、胡须修剪器、毛发修剪器、脱毛设备、毛发去除设备、染色设备、纹身设备、穿刺设备、电动牙刷，所述电动线性重复脉冲驱动器具有：
具有气隙（4）的磁路（2）和电动线圈（1），
磁性形状记忆调节元件（5）和复位单元（6），以及
控制电子器件（9），
其中，所述电动线性重复脉冲驱动器以时间不连续的方式即以矩形脉冲方式在短时段内集束地释放其能量，其中为了使所述脉冲驱动器的上升时间最小化，所述复位单元（6）包括另外的被致动的磁性形状记忆调节元件，并且其中所述复位单元（6）没有复位弹簧，
并且其中为了使所述脉冲驱动器的复位时间最小化，反向极化的电流脉冲，即清除脉冲，所述清除脉冲在工作脉冲的反向点处被触发，所述电流脉冲被配置成促使位于磁路的气隙中的所述磁性形状记忆调节元件（5）快速伸展，所述电流脉冲瞬间清除所述磁路的磁场，并且由此所述磁性形状记忆调节元件（5）通过所述复位单元（6）返回到其初始长度。
2.根据权利要求1所述的带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器，其特征在于，所述电动线性重复脉冲驱动器的上升时间、上升曲线、偏转、脉冲持续时间、下降时间、下降曲线和重复频率能够在制造过程中设定或者能够手动设定，并且在仅改变重复频率时，每工作脉冲的释放能量保持恒定。
3.根据前述权利要求中任一项所述的带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器，其特征在于，所述脉冲驱动器的磁性形状记忆调节元件（5）的噪声形成通过磁场的上升曲线轨迹和下降曲线轨迹进行噪声优化得到改善和/或消除了运动机构和围绕所述脉冲驱动器的壳体的影响性能的声学衰减。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器，其特征在于，由于所述脉冲驱动器的时间不连续的脉冲控制，与现有技术的驱动器相比表明，在操作所述设备时，干扰噪声明显更低，振动更小，升温更少以及使用蓄电池/电池的操作持续时间更长。
5.根据权利要求1-2中至少一项所述的用于操作设备的带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器的应用，呈脉冲式释放的工作能量在同时低的重复频率下对所述设备的作用改善是有利的，所述设备是皮肤处理设备、胡须和毛发修剪设备以及牙齿清洁设备和修指甲设备。
6.一种剃须刀、胡须修剪器、毛发修剪器、脱毛设备、毛发去除设备、染色设备、纹身设备、穿刺设备、电动牙刷，所述设备具有根据权利要求1至4中任一项所述的至少一个带有时间不连续方式矩形脉冲的电动线性重复脉冲驱动器。
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