CN212909309U - 一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请的目的是提供一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置，包括：AC/DC电源模块、主控模块、电磁驱动模块、杠杆模块；其中，所述AC/DC电源模块将市电交流电转换成安全低压直流电并给主控板和驱动板供电。主控模块给驱动模块提供驱动信号。所述驱动模块不需要电机，所述驱动装置以电磁感应传动方式使得摇摆臂维持摇摆运动，摇摆臂摇摆到不同位置，摇摆臂受到的磁场力大小和方向不一样，与惯性形成共振运动，运行安全；电磁铁两极弧形设计使得永久磁铁在电磁铁两极处受到的磁场力均匀平滑，摇摆自然；所述杠杆模块动力臂和阻力臂的长度可调，使得摇摆模块可以摇摆不同质量的人或物，并且执行不同幅度的摇摆。

Description

一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置

技术领域

本申请涉及摇摆驱动装置，尤其涉及一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置，用于电动摇椅，电动摇摆秋千，工业自动化摇摆装置等领域。

背景技术

摇摆驱动装置是一种利用外力驱使摇摆臂摇摆的设备。用于摇椅，电动摇摆秋千，工业自动化等领域。目前市场上的大摇摆驱动装置是使用电机驱动。电机驱动需要电机实时转动并通过机械装置传输摇摆力，摇摆的整个周期，电机输出的摇摆力大小不变，使得摇摆僵硬，被摇摆的人感觉很被动，电机驱动在完整周期内一直在做工，浪费电能。大功率电机驱动驱动装置发出的噪音难以控制，尺寸大，产品结构臃肿。电机驱动装置遇到紧急情况制动反应很慢，不安全。

因此，对于现有电机驱动的大摆力摇摆驱动装置的摇摆僵硬、转化效率低、不安全、噪声大、尺寸臃肿等缺点，需要全新的大摆力低功耗自然摇摆的驱动方式来改善这些缺点。

发明内容

本申请的目的是提供由磁场力驱动结合杠杆机械原理的一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置。以解决现有大功率电机驱动摇摆装置摇摆僵硬、转化效率低、不安全、噪声大、尺寸臃肿等缺点。所述驱动装置能量来源于电能，电能通过线圈转换成磁场，将永磁铁放入磁场，产生相互作用的磁场力。永磁铁固定在动力臂端，摇摆臂固定在阻力臂端，动力臂大于或者远大于阻力臂，使得摇摆臂能够承受的阻力更大，摇摆臂摆力更大。

根据本申请的一个方面，提供了一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置，组件包括：AC/DC电源模块、主控模块、电磁驱动模块、杠杆模块；其中，所述AC/DC电源模块将市电交流电转换成安全低压直流电供给主控模块和电磁驱动模块,并将摇摆频率显示在主控模块的显示屏幕上；所述主控模块给电磁驱动模块提供控制信号，控制电磁铁N、S极极性变化。并且电磁驱动模块会反馈杠杆动力臂的位置；所述杠杆模块动力臂受到电磁驱动模块提供的磁场力，产生位移，并通过阻力臂带动摇摆物产生位移。

进一步地，所述主控模块包括：处理器、开关电路、控制单元和显示单元，其中，所述处理器执行默认程序指令，给开关电路驱动信号，并且将相关信息显示在显示单元；控制单元为外界更改默认程序指令的入口，外界通过物理按键，物理旋钮或者触摸屏等控制方式来改变原来的指令，改变摇摆状态，从而适应不同摆长、不同质量摇摆体的摇摆频率。

进一步地，所述电磁驱动模块包括：电磁铁、接近传感器，固定平台。其中所述电磁铁固定在所述固定平台上，所述接近传感器固定在所述电磁铁上。其中所述电磁铁由绕线线圈和铁芯组成，所述绕线线圈绕制在铁芯上，所述铁芯由硅钢片或者其他导磁率高的材料组成。所述接近传感器与所述杠杆模块上的触发单元配合实现摇摆位置定位。当所述触发单元靠近所述接近传感器时，传感器会发出状态变化的电信号给主控模块，将摇摆位置信息传给主控模块，并在信号变化之后立即或者延时翻转电磁铁磁极极性，所述延时时间可通过主控模块触摸屏幕调整。所述固定平台用于固定电磁铁、杠杆模块。

进一步地，由于本实用新型的驱动力是电磁力，电磁力通过空气介质推动被动装置运动，非直接接触推动，安全不僵硬。驱动装置运动过程中间歇性的驱动力与被动装置的惯性形成共振。

进一步地，当运动的阻力臂受到阻力，由于电磁力是通过空气介质传递力而不是机械物理直接推动力，电磁力具有“软性”，不僵硬，并且在摇摆过程中，不用操作任何电控装置，人为都可以随意控制其摇摆启停，整个装置安全可靠。

更进一步地，所述电磁铁的与永久磁铁面对的一面结构为两个弧形。因为永久磁铁固定在杠杆动力臂上，动力臂以杠杆支点做圆弧摆动。电磁铁上的两个弧形能够让永久磁铁受力更均匀，摇摆更顺滑。

进一步地，所述杠杆模块包括：永磁铁、触发单元、杠杆动力臂、杠杆支点、杠杆阻力臂。所述永磁铁固定在杠杆动力臂上，与电磁铁配合形成磁场力；所述触发单元固定在所述动力臂上，并与所述接近传感器配合实现摇摆位置定位。

更进一步地，所述杠杆模块的阻力臂与被驱动装置通过关节轴承连接，使得阻力臂和被驱动装置之间既能传动，又不会相互干扰运动轨迹。

与现有技术相比，电机驱动装置运动速率一律，而本实用新型不需要电机，属于单摆运动方式，按单摆自然运动规律，速度按照不同的运动位置自然变化。装置摇摆自然、转化效率高、安全、无噪声、尺寸小巧。

【附图说明】

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本申请一个方面的一种大摆力低功耗自然摇摆驱动模块的简要方框图；

图2示出根据本申请一个方面的提供一种大摆力低功耗自然摇摆驱动模块电磁驱动模块简要内部结构示意图；

图3示出根据本申请一个方面的提供一种大摆力低功耗自然摇摆驱动模块电磁驱动模块另一角度简要内部结构示意图；

图4示出根据本申请一个方面的内部顶视图，重点描述电磁铁圆弧结构；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

【具体实施方式】

面结合附图对本申请做进一步详细描述。

需要说明的是，下述实施例仅为本申请的优先实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本申请的保护范围。

图1示出根据本申请一个方面的一种大摆力低功耗自然摇摆驱动模块的简要方框示意图。其中，所述图1中的一种大摆力低功耗自然摇摆驱动模块包括电源模块21，主控模块22，电磁驱动模块23，摇摆臂24；其中，所述电源模块21将交流电转换成安全的低压直流电，并给所述主控模块22和所述电磁驱动模块23供电；所述主控模块22给所述电磁驱动模块23提供控制信号，让所述电磁驱动模块23按照所述主控模块22预设的程序执行摇摆动作；所述主控模块22预先烧录程序,并且可以通过触摸屏，按键，旋钮等方式更改控制信号的参数；所述电磁驱动模块23接收所述主控模块22提供的电能和控制信号执行相应的摇摆动作，并且实时通过电信号反馈摇摆状态；所述摇摆臂24部分固定在所述电磁驱动模块23的阻力臂上，并接受所述电磁驱动模块23的摇摆力，最终实现摇摆臂的摇摆。

进一步地，如图2所示为所述电磁驱动模块23内部简要结构示意图。所述电磁驱动模块23包括电磁驱动单元，位置反馈单元，杠杆传力单元，固定平台12。其中所述电磁驱动单元固定在所述固定平台12上，所述电磁驱动单元包括电磁铁5和永久磁铁3，所述永久磁铁3固定在连接板上2；其中所述位置反馈单元包括触发块1、接近传感器4，所述触发块1固定在连接板2上；其中所述杠杆传力单元包括连接板2、动力臂6、支点9、阻力臂7，所述支点9通过所述轴承模块10固定在所述固定平台12上；所述轴承模块10由卧式轴承和直线轴承对称安装组成；所述主控模块22和所述电磁驱动模块23通过线缆11内的信号线传输信号；所述电磁驱动模块23和所述电源模块21通过线缆11内的电源线传输电能。

进一步地，所述电磁铁5固定在所述固定平台12上，当接通22输送来的驱动电力后，产生预设频率的交变磁场；所述电磁铁5两端产生设定变化的N、S磁极，两端同时变化，极性相反；所述永久磁铁3固定在所述连接板2上，并且置于所述电磁铁5的磁场中，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引原则，形成磁场力；所述触发块1同样固定在连接板2上，与所述永久磁铁3相对静止。

更进一步地，当刚通电时，所述永久磁铁3受到磁场力运动到某一个位置的时候，所述触发块1靠近所述接近传感器4，所述接近传感器4会发送信号给所述主控模块22，所述主控模块22会根据程序定义立即或者延时给所述电磁铁5发送极性反转电力；所述电磁铁5极性反转，永磁铁3会受到与运动方向相反的磁场力作用，同时被摇体由于重心力偏离自身有反向力作用，该力与即刻磁力方向相同，产生共振力，朝同一方向运动，当运动使触发块1又接近到了另一传感器4时，主控模块22会根据程序定义立即或者延时又给所述电磁铁5发送极性反转电力，即改变磁极性，同时，由于被摇体在另一方向也偏离了重心，被摇体重心力又与永磁铁3受到的磁场力同步共振，随即向原来运动方向相反的方向运动，在运动过程中，惯性起到重要的作用，每个运动周期都是当被摇体重心力增大到一定时或惯性在逐渐减小时改变磁极性，形成共振。周而复始，所述永久磁铁3带着所述连接板2、触发块1、动力臂6、阻力臂7、被摇体做摇摆运动。

进一步地，所述电磁铁5端面为弧形，使得用磁铁受力均匀，摇摆自然。

进一步地，所述连接板2与所述动力臂6固定，所述动力臂6的尽头为支点9，支点的另一段为阻力臂7，所述支点9通过轴承模块10固定在固定平台12上，摇摆臂8与阻力臂7固定。所述动力臂6、阻力臂7和支点9形成杠杆模型，并且动力臂6和阻力臂7以支点9为支点做摇摆运动。其中支点9可以调整动力臂6和阻力臂7的相对长度来调整摇摆力大小和摇摆幅度。

进一步地，所述摇摆臂8在垂直阻力臂7的平面内与所述连接板2平行，使得摇摆臂8在摇摆过程中与永久磁铁2位置一一对应。

进一步地，所述摇摆臂8的末端安装一根关节轴承13，所述关节轴承13的一端装在摇摆臂8上，另一端用于安装被驱动装置。使得摇摆臂8和被驱动装置之间传动顺利，而且互不影响运动轨迹。

Claims (1)

1.一种大摆力低功耗自然摇摆的驱动装置，其特征在于，电磁铁与永久磁铁相互作用带动杠杆动力臂摇摆，并通过支点传力给阻力臂，阻力臂带动摇摆体摇摆；

电磁铁两极为弧形结构，使得永久磁铁运动到电磁铁两极时受到的磁场力均匀平滑且力最大化；

所述永久磁铁固定在杠杆动力臂的连接器上，杠杆动力臂和阻力臂中间的支点可以移动，改变动力臂和阻力臂的长度，从而改变摇摆力大小和摇摆幅度；

电磁铁两极附近装有两个或者多个接近传感器，与永久磁铁一起运动的触发装置在运动过程中，会触发接近传感器，告知主控模块动力臂的位置或工作状态，主控模块控制单元通过触摸屏或物理按键来更改原来默认程序指令，改变摇摆体本振固有频率，从而适应不同摆长、不同质量摇摆体的最佳自然摇摆状态；

支点的轴承模块由两个轴承同轴固定组合，使得支点更加牢固地固定在固定平台上；

摇摆臂垂直于阻力臂,并与连接板平行，摇摆臂通过关节轴承带动被摇摆体。

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