CN109225020A - 一种电磁驱动的机械共振装置 - Google Patents

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孙涛
王青松
曾庆林
武晶
杨志雄
张印明
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Abstract

本申请提供一种电磁驱动的机械共振装置，包括：负载组件、驱动组件、机架和弹簧一、弹簧二、弹簧三；负载组件包括负载上板、连接杆和负载下板，所述驱动组件包括驱动板，机架包括两个机架板和机架支柱；负载上板通过连接杆与负载下板连接；连接杆依次穿过位于负载上板和负载下板之间的机架板一、驱动板、机架板二；两个机架板通过机架支柱连接，机架板通过弹簧一与负载上板相连；负载上板、负载下板均分别通过弹簧二与驱动板相连，两个机架板均分别通过弹簧三与驱动板相连。本申请结构简单、混合均匀无死区且效率高。

Description

一种电磁驱动的机械共振装置
技术领域
本申请涉及物料混合技术领域，尤其涉及一种电磁驱动的机械共振装置。
背景技术
在各种物料生产及化学反应中经常需要对多种物料进行混合，传统混合的方法，如浆搅拌、容器转动都存在物料混合不均匀、桨叶搅不到的死区、清理麻烦以及时间长的缺点。在生物组织培养中，细胞必须悬浮在营养液中，而不能沉到容器底部。
而一般的浆式搅拌，由于切向力，可能破坏细胞的完整，细胞长期处于搅拌的漩流中也会受到损坏。
发明内容
本申请实施例提出了一种电磁驱动的机械共振装置，以解决现有技术中物料混合不均匀、清理麻烦等技术问题。
本申请实施例提供了一种电磁驱动的机械共振装置，包括：负载组件、驱动组件、机架和弹簧一(6)、弹簧二(7)、弹簧三(9)；所述负载组件包括负载上板(1)和与所述负载上板(1)连接的负载下板(4)，所述驱动组件包括驱动板(3)，所述机架包括机架板一(201)和与所述机架板一(201)连接的机架板二(202)；
位于负载上板(1)和负载下板(4)之间的依次为机架板一(201)、驱动板(3)、机架板二(202)；
机架板一(201)通过弹簧一(6)与所述负载上板(1)相连，机架板二(202)通过弹簧一(6)与所述负载下板(4)相连；
所述负载上板(1)、负载下板(4)均分别通过弹簧二(7)与所述驱动板(3)相连，两个机架板均分别通过弹簧三(9)与所述驱动板(3)相连。
有益效果如下：
本申请实施例所提供的电磁驱动的机械共振装置，当这个二自由度的振动系统工作在共振状态下时，传递的力转化为加速度和幅值，推动混合的成份上下运动，产生一个环形流和次涡流，各种物料均匀分散开，进而能够实现强力混合。与传统搅拌桨混合相比，具有结构简单，混合均匀无死区、效率高，无桨叶搅拌不破坏物料、易清理的特点。
附图说明
下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：
图1示出了本申请实施例中电磁驱动的机械共振装置的结构示意图；
图2示出了本申请实施例中电磁驱动的机械共振装置的剖视结构示意图一；
图3示出了本申请实施例中电磁驱动的机械共振装置的剖视结构示意图二；
图4示出了本申请实施例中电磁驱动的机械共振装置的简易结构示意图；
其中，1、负载上板，2、机架板，201、机架板一，202、机架板二，3、驱动板，4、负载下板，5、机架支柱，6、弹簧一，7、弹簧二，8、连接杆，9、弹簧三，10、磁体组件，11、线圈架，12、线圈连接件。
具体实施方式
为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
针对现有技术的不足，本申请实施例提出了一种电磁驱动的机械共振装置，下面进行说明。
图1示出了本申请实施例中电磁驱动的机械共振装置的结构示意图，如图所示，所述电磁驱动的机械共振装置可以包括：负载组件、驱动组件、机架和弹簧一6、弹簧二7、弹簧三9；
所述负载组件包括负载上板1和与所述负载上板1连接的负载下板4，
所述驱动组件包括驱动板3，
所述机架包括机架板一201和与所述机架板一201连接的机架板二202，
位于负载上板1和负载下板4之间的依次为机架板一201、驱动板3、机架板二202；
机架板一201通过弹簧一6与所述负载上板1相连，机架板二202通过弹簧一6与所述负载下板4相连；
所述负载上板1、负载下板4均分别通过弹簧二7与所述驱动板3相连，两个机架板均分别通过弹簧三9与所述驱动板3相连。
本申请实施例是利用共振振动方法来混合物料的设备，最终得到均匀分布的产物，它可适用于各种物料的混合，如固体-固体、固体-液体、液体-液体，或者作为化学反应装置，具有结构简单，混合均匀无死区、效率高，无桨叶搅拌不破坏物料、易清理的特点。
实施中，所述装置可以进一步包括：音圈电机，用于产生电磁驱动所述装置共振。
实施中，所述音圈电机可以包括线圈架11、磁体组件10和线圈连接杆12；所述磁体组件10与所述驱动板3连接，所述线圈架11通过所述线圈连接杆12与所述负载上板1连接。
实施中，所述负载组件可以进一步包括：连接杆(8)，所述负载上板(1)通过所述连接杆(8)与负载下板(4)连接；所述连接杆(8)依次穿过位于负载上板(1)和负载下板(4)之间的机架板一(201)、驱动板(3)、机架板二(202)。
实施中，所述机架可以进一步包括：机架立柱(5)，所述机架板一(201)与所述机架板二(202)通过所述机架立柱(5)连接。
实施中，所述机架支柱5一端连接机架板一201的下表面、另一端穿过机架板二202预设长度后形成支点结构。
具体实施时，所述机架支柱5一端可以连接其中一个机架板的下表面、另一端可以穿过另一个机架板预设长度后形成支点结构。
实施中，所述负载上板1的下表面、所述机架板一201的上表面、所述负载下板4的上表面、以及所述机架板二202的下表面均设有用于限位弹簧一6的凹部。
具体实施时，所述负载上板1的下表面、与所述负载上板1通过弹簧一6连接的机架板的上表面、所述负载下板4的上表面、以及与所述负载下板4通过弹簧一6连接的机架板的下表面均可以设有用于限位弹簧一6的凹部。
实施中，所述负载上板1的下表面、所述负载下板4的上表面、以及所述驱动板3的上下表面均可以设有用于限位弹簧二7的凹部。
实施中，所述连接杆8可以为多个，在以所述负载上板(1)或所述负载下板(4)的中垂线为中心的圆周均匀分布。
具体实施时，所述连接杆8可以在以所述音圈电机为中心的圆周均匀分布。
实施中，所述负载上板1、驱动板3和负载下板4均可以为圆形结构。
实施中，位于所述驱动板3与所述负载上板1之间的机架板，即机架板一201可以为圆环结构，所述圆环结构的内圆环足以容纳所述音圈电机。
实施中，位于所述驱动板3与所述负载下板4之间的机架板，即机架板二202，可以与所述位于所述驱动板3与所述负载上板1之间的机架板，即机架板一201的结构相同。
本申请实施例所提供的装置，当激振频率与系统二阶固有频率接近时，该装置即发生共振效应，此时负载组件和驱动组件运动方向相反，弹簧作用在机架上的力相互抵消，从而传到机架或地面的力最小化。根据振动原理，该装置工作在共振状态时，加速度将急剧增大，而激振力并不需要增大，高加速度对物料混合是有利的。
本申请实施例所提供的装置，采用电磁效应，由一个音圈电机产生动力，用于驱动负载组件和驱动组件。
音圈电机可以设计在所述负载组件和驱动组件之间的机械共振系统内，其中，音圈电机的磁体组件10和驱动板3连接在一起，线圈架11通过线圈连接件12和负载上板1连接在一起。
音圈电机的磁体组件10的内部是由永久磁铁产生的磁场，线圈架11位于这个磁场中，当给线圈通电时，根据安培力原理，它受到磁场作用，在线圈和磁体之间产生沿轴线方向的力来驱动所述负载组件，力的大小与施加在线圈上的电流成比例。
音圈电机具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性。
实施中，所述负载上板1上可以连接有混合容器或反应室，用于物料混合或反应。
具体实施时，所述负载上板1可以连接一个混合容器或反应室作为负载组件的一部分用于物料混合或反应。
实施中，所述负载下板4的下表面设有支点结构，所述负载下板4的下表面的支点结构与所述机架支柱5的支点结构在同一水平面上。
本申请实施例所提供的装置，是一个二自由度的振动系统，可以工作在共振状态，从而可以实现用很小的激振力获得很大的加速度；共振时负载组件和驱动组件的运动方向相反，从而使得传到机架或地面的力最小化。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

Claims (14)

1.一种电磁驱动的机械共振装置，其特征在于，包括：负载组件、驱动组件、机架和弹簧一(6)、弹簧二(7)、弹簧三(9)；所述负载组件包括负载上板(1)和与所述负载上板(1)连接的负载下板(4)，所述驱动组件包括驱动板(3)，所述机架包括机架板一(201)和与所述机架板一(201)连接的机架板二(202)；
位于负载上板(1)和负载下板(4)之间的依次为机架板一(201)、驱动板(3)、机架板二(202)；
机架板一(201)通过弹簧一(6)与所述负载上板(1)相连，机架板二(202)通过弹簧一(6)与所述负载下板(4)相连；
所述负载上板(1)、负载下板(4)均分别通过弹簧二(7)与所述驱动板(3)相连，两个机架板均分别通过弹簧三(9)与所述驱动板(3)相连。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：音圈电机，用于产生电磁驱动所述装置共振。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述音圈电机包括线圈架(11)、磁体组件(10)和线圈连接杆(12)；
所述磁体组件(10)与所述驱动板(3)连接，所述线圈架(11)通过所述线圈连接杆(12)与所述负载上板(1)连接。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载组件进一步包括：连接杆(8)，所述负载上板(1)通过所述连接杆(8)与负载下板(4)连接；所述连接杆(8)依次穿过位于负载上板(1)和负载下板(4)之间的机架板一(201)、驱动板(3)、机架板二(202)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机架进一步包括：机架立柱(5)，所述机架板一(201)与所述机架板二(202)通过所述机架立柱(5)连接。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述机架支柱(5)一端连接机架板一(201)的下表面、另一端穿过机架板二(202)预设长度后形成支点结构。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载上板(1)的下表面、所述机架板一(201)的上表面、所述负载下板(4)的上表面、以及所述机架板二(202)的下表面均设有用于限位弹簧一(6)的凹部。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载上板(1)的下表面、所述负载下板(4)的上表面、以及所述驱动板(3)的上下表面均设有用于限位弹簧二(7)的凹部。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述连接杆(8)为多个，在以所述负载上板(1)或所述负载下板(4)的中垂线为中心的圆周均匀分布。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载上板(1)、驱动板(3)和负载下板(4)均为圆形结构。
11.如权利要求2所述的装置，其特征在于，位于所述驱动板(3)与所述负载上板(1)之间的机架板一(201)为圆环结构，所述圆环结构的内圆环足以容纳所述音圈电机。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，位于所述驱动板(3)与所述负载下板(4)之间的机架板一(201)与所述位于所述驱动板(3)与所述负载上板(1)之间的机架板二(202)的结构相同。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载上板(1)上连接有混合容器或反应室，用于物料混合或反应。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述负载下板(4)的下表面设有支点结构，所述负载下板(4)的下表面的支点结构与所述机架支柱(5)的支点结构在同一水平面上。
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