HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
(Gebiet der Erfindung)(Field of the Invention)
Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Mechanismus
zum Erzeugen von Vibration, und insbesondere, aber nicht exklusiv,
einen Vibrationserzeugungsmechanismus zum Erzeugen von Vibrationsenergie
in der vertikalen Richtung durch Verwendung von Abstoßungskräften einer Vielzahl
von Permanentmagneten.The
The present invention generally relates to a mechanism
for generating vibration, and in particular, but not exclusively,
a vibration generating mechanism for generating vibration energy
in the vertical direction by using repulsion forces of a plurality
of permanent magnets.
(Beschreibung des Stands der Technik)(Description of the Related Art)
Ein
Anreger oder Vibrationserzeuger wurde verwendet zum künstlichen
Erzeugen von Vibration zum Untersuchen von Vibrationseigenschaften
einer Struktur. Anreger eines elektromotorischen Typs und daher
eine unausgeglichene Masse oder Nocke verwendend, sind bekannt.One
Stimulator or vibration generator was used for artificial
Generating vibration to examine vibration characteristics
a structure. Stimulator of an electromotive type and therefore
using an unbalanced mass or cam are known.
Ein
Anreger, der einen Verbindungsmechanismus verwendet, wie zum Beispiel
eine Kurbel, muss jedoch einen relativ großen Antriebsmotor aufweisen,
weil eine Last direkt angelegt wird an den Antriebsmotor, während ein
Anreger des elektromotorischen Typs nicht mit niedrigen Frequenzen
fertig werden kann.One
Stimulator using a connection mechanism, such as
a crank, but must have a relatively large drive motor,
because a load is applied directly to the drive motor while a
Stimulators of the electromotive type not with low frequencies
can cope.
Auch
wird, weil herkömmliche
Anreger im Allgemeinen groß sind,
nicht nur ein relativ großer Raum,
aber auch eine zeitaufwendige Installationsarbeit benötigt. Ferner
erzeugt der herkömmliche
Anreger eine große
Menge an Hitze und benötigt
daher eine Luftkühlung
durch einen Ventilator oder ähnlichem,
was wiederum zu einem Problem führt,
dass die Rausevaluierung nicht erreicht werden kann.Also
is because conventional
Stimulators are generally big,
not just a relatively large space,
but also requires a time-consuming installation work. Further
produces the conventional
Stimulators a big one
Amount of heat and needed
therefore an air cooling
by a fan or the like,
which in turn leads to a problem
that the rough evaluation can not be achieved.
Zusätzlich wurden,
weil die herkömmlichen Anreger
im Allgemeinen eine komplizierte Struktur aufweisen, und daher schwer
und teuer sind, leichte und günstige
gewünschte.In addition,
because the conventional stimulators
generally have a complicated structure, and therefore difficult
and are expensive, light and cheap
desired.
DE 31 17 377 A offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Rotations- oder
linearen Antriebsbewegung in eine Hin- und Her-lineare Ausgabeantriebsbewegung,
wobei das Eingansantriebsglied und das Ausgangsantriebsglied Permanentmagnete
umfassen. Mehrere Permanentmagnete können linear rechtwinklig zu
einem Ausgangsantriebsglied bewegt werden, um eine Hin- und Her-Bewegung
des Ausgangsantriebsglieds zu erhalten. DE 31 17 377 A discloses a method and apparatus for converting rotational or linear drive motion into reciprocal output drive motion wherein the input drive member and output drive member comprise permanent magnets. Multiple permanent magnets may be moved linearly perpendicular to an output drive member to provide reciprocal movement of the output drive member.
Ferner
offenbart US 5,065,126
A einen linearen Antrieb einschließlich einem Gehäuse, einem Halteglied
mit einer Ausgabewelle, die durch das Gehäuse durchgeht, und in eine
Richtung entlang der Achse bewegt wird. Der lineare Antrieb umfasst
auch eine Magnetspule, die angeordnet ist in dem Gehäuse und
einem Magnet, der verbunden ist mit der Ausgabewelle, so dass der
magnetische Fluss verbunden wird mit den Windungen der Spule, was
eine elektromagnetische Kraft erzeugt.Further disclosed US 5,065,126 A a linear drive including a housing, a support member having an output shaft that passes through the housing, and is moved in a direction along the axis. The linear actuator also includes a solenoid disposed in the housing and a magnet connected to the output shaft so that the magnetic flux is connected to the turns of the coil, generating an electromagnetic force.
Das US-Patent US 6,140,723 A beschreibt ein
Vibrationserzeugungsgerät
und ein Gerät
für die Mundhygiene,
das dasselbe verwendet, umfassend einen rotierenden Körper, der
angebracht ist an einer Rotationswelle, die durch einen Elektromotor
angetrieben wird. Eine Ausgabewelle wird unterstützt durch ein Resonanz-Pin
und ist schwingbar. Ein antriebsmagnetischer Körper ist angebracht an der Ausgabewelle,
die beeinflusst wird durch den antriebsmagnetischen Körper, angebracht
an der Rotationswelle.The US Pat. No. 6,140,723 A describes a vibration generating apparatus and an oral hygiene apparatus using the same, comprising a rotating body mounted on a rotary shaft driven by an electric motor. An output wave is supported by a resonant pin and is swingable. A drive-magnetic body is attached to the output shaft, which is influenced by the drive-magnetic body attached to the rotation shaft.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebenen
Nachteile zu überwinden.The
The present invention has been developed to be as described above
Overcome disadvantages.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vibrationserzeugungsmechanismus
bereitzustellen, der in der Lage ist, einen kompakten und günstigen
Anreger zu realisieren mit minimiertem Rauschen, sowie mit einfacher
Konstruktion, und der sofort günstig
hergestellt werden kann.task
It is the object of the present invention to provide a vibration generating mechanism
to be able to provide a compact and affordable
Stimulators to realize with minimized noise, as well as easier
Construction, and the immediately favorable
can be produced.
Die
Aufgabe wird erreicht durch einen Vibrationserzeugungsmechanismus
mit den Merkmalen nach Anspruch 1.The
Task is achieved by a vibration generating mechanism
with the features of claim 1.
Der
Vibrationserzeugungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält
einen ersten und zweiten Permanentmagnet, die voneinander beabstandet
sind, wobei die gleichen magnetischen Pole sich gegenüberstehen;
einen elektromotorischen Antrieb zum Antreiben des ersten Permanentmagneten;
wobei der elektromotorische Antrieb den ersten Permanentmagnet periodisch
und hin und her bewegt relativ zu dem zweiten Permanentmagnet zum Ändern einer
gegenüberliegenden
Fläche
des ersten und zweiten Permanentmagnet, wodurch bewirkt wird, dass
der zweite Permanentmagnet relativ zu dem ersten Permanentmagnet
vibriert, wobei der elektromotorische Antrieb eine Halterung umfasst, die
ausgebildet ist, um verschiebbar angebracht zu werden auf einer
Anbringfläche,
sowie eine Spule, die um mindestens ein Ende der Halterung gewunden
ist und mindestens einen Permanentmagneten, der durch einen vorbestimmten
Abstand von der Spule beabstandet ist, wobei der erste Permanentmagnet
festgemacht ist an der Halterung, und die Halterung hin- und herbewegt
wird durch Bewirken, dass ein Pulsstrom durch die Spule fließt.Of the
Vibration generating mechanism according to the present invention
contains
a first and second permanent magnet spaced from each other
with the same magnetic poles facing each other;
an electromotive drive for driving the first permanent magnet;
wherein the electric motor drive the first permanent magnet periodically
and reciprocates relative to the second permanent magnet for changing a
opposite
area
of the first and second permanent magnets, thereby causing
the second permanent magnet relative to the first permanent magnet
vibrates, wherein the electric motor drive comprises a holder which
is designed to be slidably mounted on a
mounting surface,
and a coil wound around at least one end of the bracket
is and at least one permanent magnet, by a predetermined
Distance from the coil is spaced, wherein the first permanent magnet
moored to the bracket, and the bracket is moved back and forth
is caused by causing a pulse current to flow through the coil.
Zusätzliche
vorteilhafte Ausführungsformen werden
in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.additional
advantageous embodiments are
in the dependent
claims
Are defined.
Wenn
der erste und zweite Permanentmagnet vertikal beabstandet sind,
ist es bevorzugt, dass ein erstes Paar an Permanentmagneten und
ein zweites Paar von Permanentmagneten angeordnet ist auf entsprechenden
Seiten von ersten und zweiten Permanentmagneten. In diesem Fall
sind jeweils das erste und zweite Paar der Permanentmagnete vertikal
beabstandet mit den gleichen magnetischen Polen entgegengesetzt
zueinander. Durch dies wird eine Last, vertikal angelegt an den
zweiten Permanentmagnet, unterstützt
mittels Abstoßungskräften des
ersten und zweiten Paars der Permanentmagnete.If
the first and second permanent magnets are vertically spaced,
It is preferred that a first pair of permanent magnets and
a second pair of permanent magnets is disposed on respective ones
Sides of first and second permanent magnets. In this case
Each of the first and second pairs of permanent magnets are vertical
spaced apart with the same magnetic poles
to each other. By doing this, a load is applied vertically to the
second permanent magnet, supported
by repulsive forces of the
first and second pairs of the permanent magnets.
Alternativ
können
mindestens zwei elastische Glieder angeordnet werden an entsprechenden Seiten
der ersten und zweiten Permanentmagnete, wobei eine Last, die vertikal
angelegt wird an den zweiten Permanentmagnet, unterstützt wird
mittels Abstoßungskräften von
den mindestens zwei elastischen Gliedern.alternative
can
at least two elastic members are arranged on respective sides
the first and second permanent magnets, wherein a load that is vertical
is applied to the second permanent magnet, is supported
by repulsive forces of
the at least two elastic members.
Vorteilhaft
enthält
der elektromotorische Antrieb eine Halterung, die verschiebbar angebracht
ist an einer Anbringoberfläche,
eine Spule, gewunden um mindestens ein Ende der Halterung und mindestens
ein Permanentmagnet beabstandet mit einem vorbestimmten Abstand
von der Spule, wobei der erste Permanentmagnet festgemacht ist an
der Halterung. In diesem Fall wird die Halterung hin- und herbewegt
durch Dazubringen, dass ein Pulsstrom durch die Spule fließt.Advantageous
contains
the electric motor drive a holder, which is slidably mounted
is on a mounting surface,
a coil, wound around at least one end of the holder and at least
a permanent magnet spaced at a predetermined distance
from the coil, wherein the first permanent magnet is fastened to
the holder. In this case, the holder is moved back and forth
by introducing a pulse current to flow through the coil.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die
obige Aufgabe und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich
aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
derselben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei durchwegs ähnliche
Teile bezeichnet werden durch die gleichen Bezugszeichen, und wobei
Folgendes gezeigt wird.The
The above object and features of the present invention will become apparent
from the following description of the preferred embodiments
the same with reference to the accompanying drawings, throughout which are similar
Parts are denoted by the same reference numerals, and wherein
The following is shown.
1 zeigt
ein schematisches Diagramm einer magnetischen Feder, die angewandt
wird auf einen Vibrationserzeugungsmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung, insbesondere darstellend ausgeglichene Positionen der
zwei Permanentmagnete auf der Eingangsseite und auf der Ausgangsseite; 1 Fig. 12 is a schematic diagram of a magnetic spring applied to a vibration generating mechanism according to the present invention, particularly showing balanced positions of the two permanent magnets on the input side and on the output side;
2 zeigt
einen Graphen, der fundamentalen Eigenschaften der magnetischen
Feder von 1, insbesondere eine Beziehung
zeigend zwischen der Last, die angelegt wird an einen der zwei Permanentmagnete
und die Deflektion bzw. Auslenkung derselben von der ausgeglichenen
Position; 2 shows a graph of the fundamental properties of the magnetic spring of 1 in particular, showing a relationship between the load applied to one of the two permanent magnets and the deflection thereof from the balanced position;
3 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der gemessenen Last und
der Auslenkung zeigt; 3 Fig. 12 is a graph showing a relationship between the measured load and the displacement;
4A zeigt
ein schematisches Diagramm, das den Gedankengang zeigt von Eingabe
und Ausgabe in einem Ladungsmodell, wobei angenommen wird, dass
magnetische Ladungen gleichförmig
verteilt sind auf Endoberflächen
der Permanentmagnete, und insbesondere eine Anziehung zeigt; 4A Fig. 12 is a schematic diagram showing the train of thought of input and output in a charge model assuming that magnetic charges are uniformly distributed on end surfaces of the permanent magnets, and particularly showing attraction;
4B zeigt
ein Diagramm ähnlich
zu 4A, aber insbesondere zeigend eine Abstoßung; 4B shows a diagram similar to 4A but especially showing a rejection;
4C zeigt
ein Diagramm ähnlich
zu 4A, aber insbesondere zeigend eine Abstoßung bei
Orten, die unterschiedlich sind von diesen, die in 4B gezeigt
sind; 4C shows a diagram similar to 4A but in particular showing a repulsion in places that are different from those in 4B are shown;
5 zeigt
ein schematisches Diagramm, das voneinander beabstandete Permanentmagneten mit
den gleichen Magnetpolen entgegengesetzt zueinander zeigt, und auch
den Fall zeigt, wo einer Permanentmagnete relativ zu dem anderen
bewegt wird (zum Ändern
des Bereichs, der entgegengesetzt ist); 5 Fig. 12 is a schematic diagram showing spaced-apart permanent magnets having the same magnetic poles opposite to each other, and also showing the case where one permanent magnet is moved relative to the other (for changing the area which is opposite);
6 zeigt
einen Graphen, der eine Last in X-Achsen- und Z-Achsen-Richtungen
relativ zu dem Bewegungsbetrag in der X-Achsen-Richtung zeigt, wenn
die Berechnung durchgeführt
wurde, basierend auf 5; 6 FIG. 12 is a graph showing a load in X-axis and Z-axis directions relative to the amount of movement in the X-axis direction when the calculation was performed based on FIG 5 ;
7 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung zeigt zwischen der Last und Deflektion,
wenn der Abstand zwischen den Permanentmagneten von 5 konstant
bleibt, und einer der Magnete wird bewegt relativ zu dem anderen
von dem vollständig
abgeglittenen bzw. verrutschten Zustand zu dem vollständig überlappenden
und wieder zu dem vollständig
verrutschten; 7 shows a graph showing a relationship between the load and deflection when the distance between the permanent magnets of 5 remains constant, and one of the magnets is moved relative to the other from the fully slipped state to the fully overlapped state and back to the completely slipped state;
8 zeigt
ein schematisches Diagramm, das gegenseitig beabstandete Permanentmagnete mit
den gleichen magnetischen Polen entgegengesetzt zueinander zeigt,
und auch den Fall zeigt, wo einer der Magnete relativ zu dem anderen
rotiert wird (zum Ändern
des Bereichs, der entgegengesetzt ist); 8th Fig. 12 is a schematic diagram showing mutually spaced permanent magnets having the same magnetic poles opposite to each other, and also showing the case where one of the magnets is rotated relative to the other (for changing the area which is opposite);
9 zeigt
einen Graphen, der die Maximallast relativ zu dem entgegengesetzten
Bereich zeigt, wenn einer der Magnete rotiert wird, wie in 8 gezeigt; 9 FIG. 12 is a graph showing the maximum load relative to the opposite region when one of the magnets is rotated, as in FIG 8th shown;
10 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Last und des Abstands
zwischen den Magneten zeigt, wenn Neodymium-basierte Magnete verwendet
werden; 10 Fig. 12 is a graph showing a relationship between the load and the distance between the magnets when neodymium-based magnets are used;
11 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines rutschartigen Prinzipmodells,
in dem geometrische Dimensionen zwischen den zwei Permanentmagneten
verändert
werden durch Ändern
des entgegengesetzten Bereichs derselben; 11 shows a perspective view of a slip-like principle model, in the geometri the dimensions between the two permanent magnets are changed by changing the opposite area thereof;
12 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung zwischen Eingabe und Ausgabe zeigt,
die erhalten werden von dem rutschartigen Prinzipmodell von 11; 12 FIG. 12 is a graph showing a relation between input and output obtained from the slip-type principle of FIG 11 ;
13 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht eines Vibrationserzeugungsmechanismus,
an den das rutschartige Prinzipmodell von 11 angewandt
wird; 13 shows a schematic perspective view of a vibration generating mechanism to which the slip-like principle model of 11 is applied;
14 zeigt
eine teilweise abgeschnittene obere Draufsicht eines elektromotorischen
Antriebs, der verwendet wird als eine Antriebsquelle in dem Vibrationserzeugungsmechanismus
von 13; 14 FIG. 12 is a partially cutaway top plan view of an electromotive drive used as a drive source in the vibration generating mechanism of FIG 13 ;
15 zeigt
eine Seitenansicht, teilweise als Abschnitt, des elektromotorischen
Antriebs von 14; 15 shows a side view, partially in section, of the electromotive drive of 14 ;
16 zeigt
ein Verdrahtungsdiagramm von Spulen, die in dem elektromotorischen
Antrieb von 14 gebildet werden; 16 shows a wiring diagram of coils that in the electric motor drive of 14 be formed;
17 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer magnetischen Schaltung, angebracht
in dem elektromotorischen Antrieb von 14; 17 shows a schematic side view of a magnetic circuit, mounted in the electric motor drive of 14 ;
18 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Modifizierung des elektromotorischen
Antriebs; 18 shows a perspective view of a modification of the electric motor drive;
19 zeigt
eine Seitenansicht, teilweise als Abschnitt, einer anderen Modifizierung
des elektromotorischen Antriebs; 19 shows a side view, partially in section, of another modification of the electromotive drive;
20 zeigt
einen Graphen, der eine Schubverteilung zeigt, wenn der elektrische
Strom von 1A hervorgerufen wird in den elektromotorischen Antrieb von 14 zu
fließen; 20 FIG. 12 is a graph showing a thrust distribution when the electric current of FIG. 1A is caused in the electromotive drive of FIG 14 to flow;
21 zeigt
eine schematische Ansicht eines mechanischen Modells des Vibrationserzeugungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung; 21 shows a schematic view of a mechanical model of the vibration generating mechanism according to the present invention;
22 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Geschlossene-Schleifensteuerung zeigt, wenn der elektromotorische
Antrieb angetrieben wird mit Sinuswellen; 22 Fig. 12 is a block diagram showing a closed-loop control when the electromotive drive is driven with sine waves;
23 zeigt
einen Graphen der Sinuswellen, die verwendet werden als Antriebswellen;
und 23 Fig. 12 is a graph of sine waves used as drive shafts; and
24 zeigt
einen Graphen ähnlich
zu 23, aber Zufallswellen zeigt, die verwendet werden
als Antriebswellen. 24 shows a graph similar to 23 but shows random waves being used as drive shafts.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION
THE PREFERRED EMBODIMENTS
Diese
Anmeldung basiert auf der Anmeldung JP
10192785 , eingereicht in Japan am 27. Dezember 1996, die
einen Vibrationserzeugungsmechanismus mit zwei Permanentmagneten
offenbart, die sich gegenüberstehen,
wobei einer periodisch hin- und herbewegt wird mit Bezug auf den
anderen durch einen elektrodynamischen Antrieb.This application is based on the application JP 10192785 filed in Japan on December 27, 1996, which discloses a vibration generating mechanism having two permanent magnets facing each other, one periodically reciprocated with respect to the other by an electrodynamic drive.
Nun
wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hier im Folgenden diskutiert werden.Now
With reference to the drawings, preferred embodiments
of the present invention will be discussed hereinafter.
Wenn
eine magnetische Federstruktur hergestellt wird aus mindestens zwei
voneinander getrennten Permanentmagneten mit den gleichen magnetischen
Polen entgegengesetzt zu einander, werden die zwei beabstandeten
Permanentmagnete derart gehalten, dass sie sich nicht gegenseitig
kontaktieren. Demgemäß werden,
falls der Reibungsverlust in der Struktur selbst ignoriert wird,
die statischen Eigenschaften derselben reversibel, das heißt, die
Ausgabe (Rückgabe)
ist auf der gleichen Linie, wie die Eingabe (Eingeben) und ist nicht
linear. Ferner kann die negative Dämpfung leicht hergestellt werden durch Ändern des
statischen magnetischen Felds (die Anordnung der Magneten) mit einer
kleinen Eingabemenge, die den Freiheitsgrad verwendet, der besonders
ist für
das Nichtkontaktpaar und die Instabilität des Fließsteuersystems.If
A magnetic spring structure is made of at least two
separated permanent magnets with the same magnetic
Poland opposite to each other, the two are spaced apart
Permanent magnets held so that they are not mutually exclusive
to contact. Accordingly,
if the friction loss in the structure itself is ignored,
the static properties of the same reversible, that is, the
Issue (return)
is on the same line as typing (typing) and is not
linear. Further, the negative damping can be easily made by changing the
static magnetic field (the arrangement of the magnets) with a
small input amount, which uses the degree of freedom that special
is for
the non-contact pair and the instability of the flow control system.
Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, wobei diese Tatsache in
Betracht gezogen wurde. Bei der Zeit der Eingabe (Eingeben) und
bei der Zeit der Ausgabe (Zurückgabe)
werden die geometrischen Dimensionen zwischen den zwei Permanentmagneten
verändert
durch einen Mechanismus innerhalb eines kinetischen Systems, in
dem die Permanentmagnete platziert sind oder durch eine externe
Kraft. Die Änderung
in den geometrischen Dimensionen wird umgewandelt in eine Abstoßungskraft
in dem kinetischen System zum Hervorrufen der Abstoßungskraft von
der ausgeglichenen Position der zwei Permanentmagnete, größer zu der
Zeit der Ausgabe als bei der Zeit der Eingabe.The
The present invention has been developed, this fact being in
Was considered. At the time of input (input) and
at the time of issue (return)
become the geometric dimensions between the two permanent magnets
changed
through a mechanism within a kinetic system, in
the permanent magnets are placed or by an external
Force. The change
in the geometric dimensions is transformed into a repulsive force
in the kinetic system for inducing the repulsive force of
the balanced position of the two permanent magnets, larger to the
Time of the output as at the time of input.
Das
fundamentale Prinzip wird hier im Folgenden erklärt.The
fundamental principle is explained here below.
1 zeigt
schematisch ausgeglichene Positionen der zwei Permanentmagnete 2
und 4 auf der Eingabeseite und auf der Ausgabeseite, während 2 die
fundamentalen Eigenschaften der magnetischen Federstruktur zeigt,
kennzeichnend eine Beziehung zwischen der Last, die angelegt wird
an einen der zwei Permanentmagnete, und die Deflektion bzw. Ablenkung
derselben aus der ausgeglichenen Position. 1 schematically shows balanced positions of the two permanent magnets 2 and 4 on the input side and on the output side, while 2 shows the fundamental characteristics of the magnetic spring structure, characterizing a relationship between the load applied to one of the two permanent magnets, and the deflection thereof from the balanced one Position.
Wie
in 1 gezeigt, wird, wenn die ausgeglichene Position
der Permanentmagnete 4 auf der Eingabeseite relativ zu dem Permanentmagnet
2 und der Federkonstante der magnetischen Feder x0 bzw. k1 sind, und die ausgeglichen Position derselben
auf der Ausgabeseite und die Federkonstante x1 und
k2 entsprechend sind, eine Bereichsumwandlung
ausgeführt
zwischen x0 und x1,
und die folgende Beziehung gilt bei entsprechenden ausgeglichenen
Positionen. –k1/x0 + mg = 0 –k2/x1 + mg = 0 k2 > k1 As in 1 is shown, when the balanced position of the permanent magnets 4 on the input side relative to the permanent magnet 2 and the spring constant of the magnetic spring are x 0 and k 1 , and the balanced position thereof on the output side and the spring constant x 1 and k 2, respectively are range conversion performed between x 0 and x 1 , and the following relationship holds for corresponding balanced positions. -k 1 / x 0 + mg = 0 -k 2 / x 1 + mg = 0 k 2 > k 1
Demgemäß kennzeichnen
die statischen Eigenschaften negative Dämpfungseigenschaften, wie in 2 gezeigt,
und es ist denkbar, dass der Potentialunterschied zwischen der Position
x1 und der Position x0 der
potentiellen Energie für
eine Oszillation entspricht.Accordingly, the static characteristics characterize negative damping characteristics as in 2 and it is conceivable that the potential difference between the position x 1 and the position x 0 corresponds to the potential energy for an oscillation.
Ein
Modell von 1 wurde hergestellt und eine
Beziehung zwischen der Last und der Deflektion bzw. Ablenkung wurde
gemessen durch Ändern
der Zeit, während
der die Last angelegt wurde. Als Ergebnis wurde ein, wie in 3 gezeigter,
Graph erhalten, der interpretiert werden kann, dass, wenn die zwei
Permanentmagnete 2 und 4 sich ihrer nächsten Position annähern, eine
große
Abstoßungskraft
produziert wird, und dass, wenn der Ablenkungsbetrag von der ausgeglichenen
Position sich ein wenig ändert,
ein Reibungsverlust hergestellt wird durch einen dämpfenden
Effekt der magnetischen Feder, was daher einen Dämpfungsausdruck erzeugt.A model of 1 was established and a relationship between the load and the deflection was measured by changing the time during which the load was applied. As a result, a, as in 3 When the two permanent magnets 2 and 4 approach each other, a large repulsive force is produced, and when the amount of deflection from the balanced position changes a little, frictional loss is produced by a damping effect of the magnetic spring, thus producing a damping expression.
In 3 ist,
(a) eine Kurve, die erhalten wird, wenn eine konstante Last angelegt
wurde, und die Zeit, während
der die Last angelegt wurde, wird kürzer in der Reihenfolge von
(a), (b) und (c). In anderen Worten variieren die statistischen
Eigenschaften gemäß der Art
und Weise, in der die Last angelegt wird, und je länger die
Zeit ist, während
der die Last eingelegt wird, desto größer ist der Impuls.In 3 is, (a) a curve obtained when a constant load was applied and the time during which the load was applied becomes shorter in the order of (a), (b) and (c). In other words, the statistical characteristics vary according to the manner in which the load is applied, and the longer the time during which the load is applied, the larger the pulse.
Hinsichtlich
Magneten aus Seltene-Erde-Elementen hängt die Stärke der Magnetisierung nicht
von dem Magnetfeld ab. Insbesondere ändert sich, weil das interne
magnetische Moment nicht leicht beeinflusst wird durch das Magnetfeld,
die Stärke
der Magnetisierung auf einer Endmagnetisierungskurve kaum, und der
Wert wird fast gleich gehalten, wie der der Saturierungsmagnetisierung. Demgemäß kann in
dem Fall von Seltene-Erde-Magneten die Kraft berechnet werden, unter
Verwendung eines Ladungsmodells, das annimmt, dass die magnetische
Last gleichförmig
verteilt ist auf ihren Oberflächen.Regarding
Magnets made of rare earth elements do not depend on the strength of the magnetization
from the magnetic field. In particular, changes because the internal
magnetic moment is not easily influenced by the magnetic field,
the strenght
the magnetization on a final magnetization curve barely, and the
Value is kept almost the same as the saturation magnetization. Accordingly, in
In the case of Rare Earth Magnets the force will be calculated below
Using a charge model that assumes that the magnetic
Load uniform
is distributed on their surfaces.
4 zeigt den Gedankengang, in dem ein Magnet
definiert wird als eine Gruppe von kleinsten Einheitsmagneten. Die
Beziehung der Kräfte,
die zwischen den Einheitsmagneten agieren, wurde berechnet durch
Klassifizieren derselben in drei.
- (a) Anziehung
(weil die Einheitsmagnete identisch, sowohl in r und m sind, werden
zwei Arten definiert durch eine) f(1) =
(m2/r2)dx1dy1dx2dy2 fx (1) = f(1)cosθ fz (1) =
f(1)sinθ
- (b) Abstoßung fx (2) =
f(2)cosθ fz (2) =
f(2)sinθ
- (c) Abstoßung fx (3) =
f(3)cosθ fz (3) =
f(3)sinθ
4 shows the train of thought in which a magnet is defined as a group of smallest unit magnets. The relationship of the forces acting between the unit magnets was calculated by classifying them in three. - (a) attraction (because the unit magnets are identical, both in r and m, two types are defined by one) f (1) = (m 2 / r 2 ) dx 1 dy 1 dx 2 dy 2 f x (1) = f (1) cos f z (1) = f (1) sinθ
- (b) rejection f x (2) = f (2) cos f z (2) = f (2) sinθ
- (c) rejection f x (3) = f (3) cos f z (3) = f (3) sinθ
Demgemäß –fx = 2fx (1) – fx (2) – fx (3) –fz = 2fz (1) – fz(2) – fz(3) Accordingly, -f x = 2f x (1) - f x (2) - f x (3) -f z = 2f z (1) - fz (2) - fz (3)
Hierauf
wird das Coulomb-Gesetz ausgedrückt
durch F = k(g1g2/r2)
q = MS
- r:
- Abstand
- q1, q2:
- magnetische Ladung
- M(m):
- Stärke der Magnetisierung
- S:
- Fläche
Hereupon the Coulomb law is expressed by F = k (g 1 G 2 / r 2 ) q = MS - r:
- distance
- q1, q2:
- magnetic charge
- M (m):
- Strength of magnetization
- S:
- area
Die
Kräfte
können
erhalten werden durch Integrieren des Obigen (–fx)
und (–fz) mit Bezug auf den Bereich der Magnetgröße.The forces can be obtained by integrating the above (-f x ) and (-f z ) with respect to the range of the magnet size.
Wie
in 5 gezeigt, wurde eine Berechnung ausgeführt für jede magnetische
Lücke durch Bewegen
von einem der zwei entgegengesetzten Magneten relativ zu dem anderen
von dem Zustand, in dem sie vollständig aneinander sind (die Länge der Bewegung
x = 0 mm) zu dem Zustand, in dem einer von ihnen vollständig geglitten
ist (die Länge
von der Bewegung x = 50 mm). Die Ergebnisse der Berechnung sind
in 6 gezeigt. Obwohl das interne magnetische Moment
definiert wird als konstant, wird es ein wenig korrigiert, weil
Unordnung hervorgerufen wird zwischen den Magneten, wenn die magnetische Lücke klein
ist.As in 5 For example, a calculation was made for each magnetic gap by moving one of the two opposite magnets relative to the other from the state in which they are completely adjacent to each other (the length of movement x = 0 mm) to the state in which one of completely slipped (the length of the movement x = 50 mm). The results of the calculation are in 6 shown. Although the internal likes netic moment is defined as constant, it is corrected a bit because disorder is caused between the magnets when the magnetic gap is small.
Die
obigen Ergebnisse der Berechnung sind im Allgemeinen in Übereinstimmung
mit den Ergebnissen der tatsächlichen
Messung. Die benötigte Kraft
zum Bewegen des Punkts (a) zu dem Punkt (b) in 2 ist
die x-Achsen-Last, während
die Ausgabe repräsentiert
wird durch die z-Achsen-Last. Die Beziehung von Eingabe < Ausgabe, hervorgerufen durch
Instabilität,
ist statistisch klargestellt.The above results of the calculation are generally in accordance with the results of the actual measurement. The force needed to move point (a) to point (b) in 2 is the x-axis load, while the output is represented by the z-axis load. The relationship of input <output caused by instability is statistically clarified.
7 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung kennzeichnet zwischen der x-Achsen-Last
und der z-Achsen-Last, wenn die Distanz zwischen den Magneten 3
mm beträgt,
und der Zustand der Magnete verändert
wird von dem vollständig
verrutschten Zustand zu dem vollständig überlagerten und wieder zu dem
vollständig
verrutschten. Dieser Graph ist eine charakteristische Kurve, die
kennzeichnet, dass der Absolutwert der x-Achsen-Last der gleiche
ist, aber die Richtung der Ausgabe umgedreht ist. Wenn einer der
Magnete relativ zu dem anderen bewegt wird zum Erreichen des vollständig überlagerten
Zustands, empfängt
der erste einen Widerstand, was in einem Dämpfen resultiert. Andererseits
wird, wenn einer der Magnete relativ bewegt wird zu dem anderen
von dem vollständig überlagerten
Zustand zu dem vollständig
verrutschten Zustand, der erste beschleunigt. 7 FIG. 12 is a graph showing a relationship between the x-axis load and the z-axis load when the distance between the magnets is 3 mm, and the state of the magnets is changed from the fully slipped state to the fully superimposed and back to the completely slipped. This graph is a characteristic curve indicating that the absolute value of the x-axis load is the same, but the direction of the output is reversed. When one of the magnets is moved relative to the other to reach the fully superimposed state, the first receives a resistance, resulting in a fuming. On the other hand, when one of the magnets is relatively moved to the other from the completely superposed state to the fully slipped state, the first one is accelerated.
Wenn
der Rotationswinkel der entgegengesetzten Magnete verändert wird,
wie in 8 gezeigt, wurde ein in 9 gezeigter
Graph erhalten. Deshalb nimmt die Maximallast ab, sobald der entgegengesetzte
Bereich abnimmt. Dieser Graph kennzeichnet, dass die Ausgabe verändert werden
kann durch eine Bereichsumwandlung, die ausgeführt werden kann durch Anwenden
einer vorbestimmten Eingabe.When the rotation angle of the opposite magnets is changed as in 8th shown was an in 9 shown graph obtained. Therefore, the maximum load decreases as soon as the opposite area decreases. This graph indicates that the output can be changed by a range conversion that can be performed by applying a predetermined input.
10 zeigt
einen Graphen, der eine Beziehung kennzeichnet zwischen der Last
und dem Abstand zwischen dem Magneten, wenn Neodymium-basierte Magneten
verwendet werden. Die Abstoßungskraft
erhöht
sich mit einer Erhöhung
in der Masse. Die Abstoßungskraft
F ist gegeben durch: F ∝ Br2 × (geometrische
Dimension)
- Br:
- Stärke der Magnetisierung
10 Fig. 12 shows a graph indicating a relationship between the load and the distance between the magnets when neodymium-based magnets are used. The repulsive force increases with an increase in mass. The repulsive force F is given by: F α Br 2 × (geometric dimension) - Br:
- Strength of magnetization
Die
geometrischen Dimensionen bedeuten die Größe, die bestimmt wird durch
den Abstand zwischen entgegengesetzten Magneten, dem entgegengesetzten
Bereich, der magnetischen Flussdichte, der Stärke des Magnetfelds oder ähnlichem.
Falls das Magnetmaterial das gleiche ist, ist die Stärke der Magnetisierung
(Br) konstant, und daher kann die Abstoßungskraft der Magnete verändert werden durch Ändern der
geometrischen Dimensionen.The
geometric dimensions mean the size that is determined by
the distance between opposite magnets, the opposite
Range, the magnetic flux density, the strength of the magnetic field or the like.
If the magnetic material is the same, the strength of the magnetization is
(Br) constant, and therefore the repulsive force of the magnets can be changed by changing the
geometric dimensions.
11 zeigt
ein Rutschtypprinzipmodell, wobei die geometrischen Dimensionen
verändert
werden durch Verschieben von einem der zwei Permanentmagnete 2, 4 relativ
zu dem anderen zum Andern des entgegengesetzten Bereichs. 11 shows a slip-type principle model wherein the geometric dimensions are changed by shifting one of the two permanent magnets 2 . 4 relative to the other to change the opposite area.
Wie
in 11 gezeigt, wird der Permanentmagnet 2 verschiebbar
angebracht auf einer Basis 6, an der ein linearer Schieber 8 festgemacht
ist, so dass er sich vertikal erstreckt. Ein L-förmiges Glied 10 ist
vertikal verschiebbar angebracht an dem linearen Schieber 8.
Der Permanentmagnet 4 ist festgemacht an der unteren Oberfläche des
L-förmigen Glieds 10,
so dass er dem Permanentmagnet 2 mit den gleichen magnetischen
Polen, entgegengesetzt zueinander, entgegensteht.As in 11 shown, becomes the permanent magnet 2 slidably mounted on a base 6 on which a linear slider 8th moored so that it extends vertically. An L-shaped member 10 is mounted vertically displaceable on the linear slide 8th , The permanent magnet 4 is fastened to the lower surface of the L-shaped member 10 so that he is the permanent magnet 2 with the same magnetic poles, opposite to each other, contrary.
In
dem Rutschtypprinzipmodell der oben beschriebenen Konstruktion wurde,
wenn Permanentmagnete von einer Größe von 50 mmL × 25 mmW × 10 mmH
(Handelsname: NEOMAX-39H) verwendet wurden für die Permanentmagnete 2, 4 und
eine Last mit einem Gesamtgewicht von ungefähr 3,135 kg verwendet wurde,
und wenn der Permanentmagnet 2 dazu gebracht wurde, relativ
sich zu dem Permanentmagnet 4 zu verschieben, ein Graph
wie in 12 erhalten.In the slip type principle model of the above-described construction, when permanent magnets of a size of 50 mmL × 25 mmW × 10 mmH (trade name: NEOMAX-39H) were used for the permanent magnets 2 . 4 and a load having a total weight of about 3.135 kg was used, and when the permanent magnet 2 was brought relative to the permanent magnet 4 to move a graph like in 12 receive.
Der
Graph von 12 zeigt eine Beziehung zwischen
experimentellen Werten einer Eingangsarbeit und denen einer Ausgangsarbeit.
Wie es daraus gesehen werden kann, wird eine Ausgangsarbeit von ungefähr 4 J erhalten
von der Eingangsarbeit von ungefähr
0,5 J. Dies bedeutet, dass eine relativ große Ausgangsarbeit abgeleitet
werden kann von einer relativ kleinen Eingabe durch Verwenden einer
negativen Dämpfungseigenschaft,
die die magnetische Feder, hergestellt aus zwei entgegengesetzten
Permanentmagneten 2, 4, hat, oder durch Ändern der
statischen magnetischen Energie.The graph of 12 shows a relationship between experimental values of an input work and those of an output work. As can be seen therefrom, an output work of about 4 J is obtained from the input work of about 0.5 J. This means that a relatively large output work can be derived from a relatively small input by using a negative damping characteristic that is magnetic Spring made of two opposite permanent magnets 2 . 4 , has, or by changing the static magnetic energy.
13 zeigt
einen Vibrationserzeugungsmechanismus, an den das Rutschtypprinzipmodell, auf
das sich oben bezogen wurde, angewandt wird. 13 Fig. 10 shows a vibration generating mechanism to which the slip type principle model referred to above is applied.
Der
Vibrationserzeugungsmechanismus von 13 enthält einen
elektromotorischartigen Antrieb 12, einen ersten Permanentmagnet 14,
festgemacht an dem elektromotorischartigen Antrieb 12,
und einen vertikal bewegbaren zweiten Permanentmagnet 16,
oben angeordnet und beabstandet mit einem vorbestimmten Abstand
von dem ersten Permanentmagnet 14 mit den gleichen (abstoßenden)
magnetischen Polen entgegengesetzt zueinander.The vibration generating mechanism of 13 contains an electric motor-like drive 12 , a first permanent magnet 14 , fixed to the electric motor-like drive 12 , and a vertically movable second permanent magnet 16 , disposed above and spaced at a predetermined distance from the first permanent magnet 14 with the same (repulsive) magnetic poles opposite to each other.
Wie
in den 13 bis 15 gezeigt,
enthält
der elektromotorischartige Antrieb 12 eine Halterung 18,
zwei magnetische Schaltungen 20, angeordnet an entsprechenden
Seiten der Halterung 18, eine lineare Lagerung 22,
festgemacht an der unteren Oberfläche der Halterung 18,
und eine lineare Führung 24,
festgemacht an einer Anbringfläche.
Die lineare Lagerung 22 ist verschiebbar angebracht auf der
lineare Führung 24.As in the 13 to 15 shown, ent stops the electric motor-like drive 12 a bracket 18 , two magnetic circuits 20 , arranged on corresponding sides of the holder 18 , a linear storage 22 , fixed to the bottom surface of the bracket 18 , and a linear leadership 24 , fixed to a mounting surface. The linear storage 22 is slidably mounted on the linear guide 24 ,
Jede
der magnetischen Schaltungen 20 enthält eine Spule 26,
gewunden um ein Ende der Halterung 18 und eine Vielzahl
von Permanentmagneten 28, angeordnet oben und unten der
Spule 26, so dass sie mit einem vorbestimmten Abstand davon beabstandet
ist.Each of the magnetic circuits 20 contains a coil 26 , wound around one end of the bracket 18 and a plurality of permanent magnets 28 , arranged above and below the coil 26 so as to be spaced a predetermined distance therefrom.
Obwohl
jede der Spulen 26 zwei Lagen hat, die gebildet sind eine über der
anderen auf einer Seite der Halterung 18, werden die zwei
Spulen 26 verbunden in Reihe, wie in 16 gezeigt,
als ob sie aus einem einzelnen Kupferdraht hergestellt wären. Das
bedeutet, dass in den 13 und 14 ein Anschluss
A verbunden ist mit einem Anschluss B, und eine obere linke und
untere linke Spule in dieser Reihenfolge gebildet werden. Dann wird
ein Anschluss C verbunden mit einem Anschluss D und die untere rechte
und obere rechte Spule werden in dieser Reihenfolge gebildet. Letztendlich
wird ein Anschluss E mit einem Anschluss F verbunden.Although each of the coils 26 has two layers that are formed one over the other on one side of the bracket 18 , the two coils become 26 connected in series, as in 16 shown as if they were made from a single copper wire. That means that in the 13 and 14 a terminal A is connected to a terminal B, and upper left and lower left coils are formed in this order. Then, a terminal C is connected to a terminal D, and the lower right and upper right coils are formed in this order. Finally, a terminal E is connected to a terminal F.
Wie
in 17 gezeigt, steht die Vielzahl der Permanentmagnete 28 der
Spule 26 entgegen auf entsprechenden Seiten der Halterung 18 (die
obere linke und untere linke Spule auf einer Seite und die obere
rechte und untere rechte Spule auf der anderen Seite. Die Permanentmagnete 28,
angeordnet auf jeder Seite der Halterung 18, enthalten
zwei obere Permanentmagnete, festgemacht an der Unterfläche einer
oberen Wand von einem Gehäuse 30,
und weisen entgegengesetzte magnetische Pole auf, die nach unten
gerichtet sind, und zwei untere Permanentmagnete, festgemacht an
der Oberfläche
von einer Bodenwand des Gehäuses 30,
und mit entgegengesetzten magnetischen Polen, nach oben gerichtet, so
dass entgegengesetzte magnetische Pole einander entgegengesetzt werden
können
zwischen im Zusammenhang stehenden oberen und unteren Permanentmagneten.As in 17 shown is the variety of permanent magnets 28 the coil 26 opposite to corresponding sides of the holder 18 (The upper left and lower left coils on one side and the upper right and lower right coils on the other side.) The permanent magnets 28 , arranged on each side of the bracket 18 include two upper permanent magnets moored to the lower surface of an upper wall of a housing 30 , and have opposite magnetic poles facing down, and two lower permanent magnets fixed to the surface of a bottom wall of the housing 30 , and with opposite magnetic poles, directed upwards so that opposite magnetic poles can be opposed to each other between related upper and lower permanent magnets.
Wenn
Anregungsstrom zum Fließen
in den magnetischen Schaltungen 20 der oben beschriebenen
Konstruktion gebracht wird, wird eine Kraft F angelegt an die Spulen 26,
basierend auf der Regel von Fleming, wodurch die Halterung 18 entlang
der linearen Führung 24 in
der Richtung der Kraft F bewegt wird. Demgemäß bewegen sich, wenn Anregungspulsstrom
zum Fließen
in den Spulen 26 gebracht wird, die Spulen 26 zusammen
mit der Halterung 18 vor und zurück. Das bedeutet, dass der
elektromotorischartige Antrieb 12, verwandt in dieser Ausführungsform,
elektrische Energie umwandelt in mechanische Energie.When excitation current to flow in the magnetic circuits 20 of the construction described above, a force F is applied to the coils 26 , based on the rule of Fleming, causing the bracket 18 along the linear guide 24 in the direction of the force F is moved. Accordingly, when excitation pulse current is flowing in the coils 26 is brought, the coils 26 together with the bracket 18 back and forth. This means that the electric motor-like drive 12 , related in this embodiment, converts electrical energy into mechanical energy.
Es
wird hier bemerkt, dass obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform
die Halterung 18 beschrieben wurde als zwei Spulen 26 besitzend, die
um entsprechende Enden gewunden sind, auch nur eine Spule hergestellt
werden kann aus einem einzelnen Kupferdraht, gewunden um ein Ende.It is noted here that although in the embodiment described above, the holder 18 was described as two coils 26 owning, wound around respective ends, even a coil can be made of a single copper wire, wound around one end.
Es
wird auch bemerkt, dass obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform
zwei Permanentmagnete 28 festgemacht sind aneinander der oberen
und unteren Wände
des Gehäuses 30,
nur ein Permanentmagnet festgemacht sein kann an jedem von der oberen
und unteren Wand, mit entgegengesetzten magnetischen Polen, einander
entgegengesetzt.It is also noted that although in the embodiment described above, two permanent magnets 28 moored to each other the upper and lower walls of the housing 30 Only one permanent magnet can be fixed to each of the top and bottom walls, with opposite magnetic poles facing each other.
Es
wird ferner bemerkt, dass der Antrieb ein elektromotorischartiger
Antrieb 12B sein kann, der in 19 gezeigt
ist, der nur einen Permanentmagnet 28 enthält, festgemacht
an der Oberfläche
der unteren Wand von jedem der zwei Gehäuse 30, angeordnet
an entsprechenden Seiten der Halterung 18.It is further noted that the drive is an electric motor-like drive 12B that can be in 19 is shown, the only one permanent magnet 28 contains, moored to the surface of the lower wall of each of the two housings 30 , arranged on corresponding sides of the holder 18 ,
In
der in den 13 bis 15 gezeigten Ausführungsform
wurden vier Neodymium-basierte Magnete (Handelsname: NEOMAX-42) (11 mmH × 35 mmW × 42 mmL)
verwendet für
die Permanentmagnete 28 auf jeder Seite der Halterung 18,
während
zwei im Allgemeinen flache Luftkernspulen jeweils mit 160 Windungen
und aus einem ϕ0,72-EIW-Kupferdraht angebracht wurden an
eine Harzspule auf jeder Seite der Halterung 18. Alle solchen
Spulen (vier Spulen), die in Reihe verbunden sind, haben einen Widerstand
von 4,51 Ω.
Die magnetischen Schaltungen wiegen 1850 g × 2 = 3700 g und alle Spulen
wiegen 890 g.In the in the 13 to 15 In the embodiment shown, four neodymium-based magnets (trade name: NEOMAX-42) (11 mmH × 35 mmW × 42 mmL) were used for the permanent magnets 28 on each side of the bracket 18 while two generally flat air-core coils each having 160 turns and a φ0.72 EIW copper wire were attached to a resin coil on each side of the support 18 , All such coils (four coils) connected in series have a resistance of 4.51 Ω. The magnetic circuits weigh 1850 g × 2 = 3700 g and all coils weigh 890 g.
Beim
Messen einer Schubverteilung pro 1A des elektromotorischartigen
Antriebs 12 der obigen Spezifizierung, wurde ein Ergebnis,
wie in 20 gezeigt, erhalten. Es kann
aus dem Ergebnis von 20 gesehen werden, dass ein
Schub von 2,64 kgf/A (26 N/A) erhalten wurde bei dem Zentrum eines 30
mm-Stoßes.When measuring a thrust distribution per 1A of the electromotive drive 12 The above specification became a result as in 20 shown, received. It may be from the result of 20 It can be seen that a thrust of 2.64 kgf / A (26 N / A) was obtained at the center of a 30 mm burst.
In
der oben beschriebenen Konstruktion bewegt sich, wenn der erste
Permanentmagnet 14 hin- und herbewegt wird, entlang der
linearen Führung 24 durch
den elektromotorischartigen Antrieb 12 als Antriebsquelle
mit einer Last W, angelegt an den zweiten Permanentmagnet 16,
der zweite Permanentmagnet 16, der dem ersten Permanentmagnet 14 entgegenliegt
mit den gleichen magnetischen Polen entgegengesetzt zueinander,
vertikal. Das heißt,
dass der Vibrationserzeugungsmechanismus von 13 bis 15 eine
Anregung erzeugt durch periodisches Ändern des entgegengesetzten
Bereichs der zwei Permanentmagnete 14 und 16,
wodurch eine periodische Vibration in der vertikalen Richtung erzeugt wird.In the construction described above, when the first permanent magnet moves 14 is moved back and forth, along the linear guide 24 by the electric motor-like drive 12 as a drive source with a load W applied to the second permanent magnet 16 , the second permanent magnet 16 , the first permanent magnet 14 opposite with the same magnetic poles opposite to each other, vertical. That is, the vibration generating mechanism of 13 to 15 excite by periodically changing the opposite region of the two permanent magnets 14 and 16 , whereby a periodic vibration is generated in the vertical direction.
Es
ist jedoch zu bemerken, dass abhängig von
der Höhe
der Last W, angelegt an den zweiten Permanentmagnet 16,
zwei Permanentmagnete 32 und 34 und zwei Permanentmagnete 36 und 38 angeordnet
werden können
auf entsprechenden Seiten des ersten und zweiten Permanentmagnets 14 und 16 mit
den gleichen magnetischen Polen entgegengesetzt zueinander, wie
in 13 gezeigt. In dieser Konstruktion ist es möglich, wenn
der elektromotorischartige Antrieb 12 und die Permanentmagnete 32 und 36,
angeordnet auf entsprechenden Seiten, festgemacht werden an beispielsweise
einer Basisplatte 40, während
der zweite Permanentmagnet 16 und die Permanentmagnete 34 und 38,
angeordnet an entsprechenden Seiten, festgemacht werden an einer
oberen Platte 42 beispielsweise, und wenn die obere Platte 42 vertikal
bewegbar angebracht ist an der Basisplatte 40 über eine
Vielzahl von vertikalen Wellen oder ähnlichem, die Last W periodisch
zu vibrieren.It should be noted, however, that depending on the height of the load W applied to the second permanent magnet 16 , two permanent magnets 32 and 34 and two permanent magnets 36 and 38 can be arranged on respective sides of the first and second permanent magnet 14 and 16 with the same magnetic poles opposite to each other, as in 13 shown. In this construction, it is possible when the electric motor-like drive 12 and the permanent magnets 32 and 36 arranged on corresponding sides, are fastened to, for example, a base plate 40 while the second permanent magnet 16 and the permanent magnets 34 and 38 arranged on corresponding sides, moored to an upper plate 42 for example, and if the top plate 42 mounted vertically movable on the base plate 40 via a plurality of vertical waves or the like to vibrate the load W periodically.
Insbesondere
agieren die stationären
Magnete 32, 34, 36 und 38 zum
Unterstützen
der Last W, während
eine Schiebebewegung des Anregungsmagneten (der erste Permanentmagnet 14)
die vertikale Vibration hervorruft. Zu diesem Moment werden der ausgeglichene
Punkt des zweiten Permanentmagnets 16 relativ zu dem ersten
Permanentmagnet 14 und die Amplitude des zweiten Permanentmagnets 16 vorläufig bestimmt
abhängig
von dem Volumen des ersten und zweiten Permanentmagneten 14 und 16.
Die Stoßmenge
des Anregungsmagneten 16 wird gesetzt abhängig von
einer Lastablenkkurve, der Amplitude und der geladenen Masse. Das
Zentrum des Stoßes
des Anregungsmagnets 14 ist eine Referenzposition zum Bestimmen
einer neutralen Position des elektromotorischartigen Antriebs 12,
verwendet als Antriebsquelle.In particular, the stationary magnets act 32 . 34 . 36 and 38 for supporting the load W, while a sliding movement of the excitation magnet (the first permanent magnet 14 ) causes the vertical vibration. At this moment become the balanced point of the second permanent magnet 16 relative to the first permanent magnet 14 and the amplitude of the second permanent magnet 16 provisionally determined depending on the volume of the first and second permanent magnets 14 and 16 , The amount of impact of the excitation magnet 16 is set depending on a load deflection curve, the amplitude and the charged mass. The center of the push of the excitation magnet 14 is a reference position for determining a neutral position of the electric motor-like drive 12 used as drive source.
Der
obere Todpunkt und der untere Todpunkt des zweiten Permanentmagneten 16 werden
bestimmt abhängig
von dem Stoßbetrag
des Anregungsmagneten 14 in der horizontalen Richtung, während vertikale
und horizontale Lasten bei jeweils dem oberen und unteren Todpunkt
bestimmt werden abhängig
von dem Überlappen
des Anregungsmagneten 14 relativ zum zweiten Permanentmagneten 16 und
der Lücke
dazwischen.The upper dead center and the lower dead center of the second permanent magnet 16 are determined depending on the amount of impact of the excitation magnet 14 in the horizontal direction, while vertical and horizontal loads are respectively determined at the upper and lower dead points depending on the overlap of the exciting magnet 14 relative to the second permanent magnet 16 and the gap in between.
Es
wird hier bemerkt, dass obwohl in der oben beschriebenen Konstruktion
die Last W, angelegt an den zweiten Permanentmagnet 16,
unterstützt
wird durch die zwei Paare der Permanentmagnete 32, 34, 36 und 38,
angeordnet an entsprechenden Seiten des elektromotorischartigen
Antriebs 12, eine Vielzahl, beispielsweise zwei, von elastischen Gliedern,
wie zum Beispiel Spulenfedern, verwendet werden können anstatt
der zwei Paare von Permanentmagneten 32, 34, 36 und 38,
so dass die Last W, angelegt an den zweiten Permanentmagnet 16,
unterstützt
werden kann durch Verwendung einer herstellenden Kraft der elastischen
Glieder.It is noted here that although in the construction described above, the load W applied to the second permanent magnet 16 , is supported by the two pairs of permanent magnets 32 . 34 . 36 and 38 arranged on corresponding sides of the electric motor-like drive 12 , a plurality, for example two, of elastic members, such as coil springs, may be used instead of the two pairs of permanent magnets 32 . 34 . 36 and 38 , so that the load W, applied to the second permanent magnet 16 , can be supported by using a producing force of the elastic members.
Der
Vibrationserzeugungsmechanismus der oben beschriebenen Konstruktion
wird wie folgt gesteuert.Of the
Vibration generating mechanism of the construction described above
is controlled as follows.
Sinuswellen,
Zufallswellen oder ähnliche werden
im Allgemeinen verwendet als Antriebswellen des Antriebs 12.
Wie in einem mechanischem Modell von 21 gezeigt,
wird ein Sensor, wie zum Beispiel ein Potentiometer zum Erfassen
der Bewegung des Antriebs 12 benötigt zur Rückkopplungssteuerung der Position
oder Beschleunigung des Antriebs 12, um ein Ziel zu sein.Sine waves, random waves or the like are generally used as drive shafts of the drive 12 , As in a mechanical model of 21 shown is a sensor, such as a potentiometer for detecting the movement of the drive 12 needed for feedback control of the position or acceleration of the drive 12 to be a destination.
Wenn
die Sinuswellen verwendet werden als die Antriebswellen, wird ein
Positionssensor, wie zum Beispiel ein Rotationscodierer oder ein
Potentiometer, benötigt
zum Erfassen der Bewegung der anregenden Plattform (die obere Platte 42 in 13)
für nachfolgende
Steuerung der Amplitude, während
ein Beschleunigungssensor benötigt
wird zum Erfassen der Beschleunigung der anregenden Plattform für nachfolgende
Steuerung der Beschleunigung. Andererseits wird, wenn die Zufallswellen
verwendet werden für
die Antriebswellen, ein Positionssensor, wie zum Beispiel ein Rotationscodierer
oder ähnliche, benötigt zum
Erfassen der Bewegung der anregenden Plattform.When the sine waves are used as the drive shafts, a position sensor such as a rotary encoder or a potentiometer is needed to detect the movement of the exciting platform (the top plate 42 in 13 for subsequent control of the amplitude, while an acceleration sensor is needed to detect the acceleration of the exciting platform for subsequent control of the acceleration. On the other hand, when the random waves are used for the drive shafts, a position sensor such as a rotary encoder or the like is required for detecting the movement of the exciting platform.
22 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine Geschlossene-Schleifen-Steuerung zeigt, wenn der Antrieb 12 gesteuert
wird mit Sinuswellen, die in 23 gezeigt
sind. 22 FIG. 12 is a block diagram showing a closed-loop control when the drive. FIG 12 is controlled with sine waves in 23 are shown.
In 22 werden
Daten zuerst ausgegeben von einer Sinuswellentabelle 76 an
einen Digital-Analog-Umwandler (D/A) 78 zu einer vorbestimmten
Zeit (beispielsweise alle 1 msek), und ein Spannungswert des D/A 78 wird
eingegeben an einen Verstärker 80,
wie zum Beispiel einen Pulsbreitenmodulations- (PWM)-Steuerverstärker, wodurch der Antrieb 12 angetrieben
wird. Ein Vergleicher 84 vergleicht die Ausgabe von der
Sinuswellentabelle 76 mit einem Wert, gekennzeichnet durch
einen Potentiometer 82, der verbunden ist mit dem Antrieb 12,
und ein Unterschied dazwischen wird ausgegeben an den D/A 78,
so dass der Antrieb 12 angetrieben werden kann auf eine
Zielposition.In 22 Data is first output from a sine wave table 76 to a digital-to-analogue converter (D / A) 78 at a predetermined time (for example every 1 msec), and a voltage value of the D / A 78 is input to an amplifier 80 , such as a pulse width modulation (PWM) control amplifier, causing the drive 12 is driven. A comparator 84 compares the output from the sine wave table 76 with a value, indicated by a potentiometer 82 which is connected to the drive 12 and a difference in between is output to the D / A 78 so the drive 12 can be driven to a target position.
Die
Sinuswellentabelle 76 kann elektrisch verbunden sein mit
beispielsweise einem Personalcomputer. In diesem Fall ruft ein START-Befehl
von dem Personalcomputer hervor, dass die Sinuswellentabelle 76 vorbestimmte
Sinuswellen ausgibt und weiterhin ausgibt, bis ein STOP- oder CLEAR-Befehl empfangen
wird.The sine wave table 76 may be electrically connected to, for example, a personal computer. In this case, a START command from the personal computer will cause the sine wave table 76 outputs predetermined sine waves and continues to output until a STOP or CLEAR command is received.
Zufallswellen,
wie in 24 gezeigt, können verwendet
werden als die Antriebswellen. In diesem Fall wird, basierend auf
einem START-Befehl, gesendet von dem Personalcomputer, ein Wert
der Amplitude ausgegeben von dem Verstärker 80 an den Antrieb 12 zu
einer vorbestimmten Zeit für
eine nachfolgende Geschlossene-Schleifen-Steuerung, in der der Antrieb 12 gesetzt
wird auf die Zielposition. Solch eine Ausgabe wird aufrechterhalten
bis nächste
Daten von dem Verstärker 80 gesendet
werden.Random waves, as in 24 can be used as the drive shafts. In this case, based on a START command sent from the personal computer, a value of the amplitude is output from the amplifier 80 to the drive 12 at a predetermined time for a subsequent closed-loop control, in which the drive 12 is set to the target position. Such an output is maintained until next data from the amplifier 80 be sent.
Wie
oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung, einer der zweit entgegengesetzte Permanentmagnete hin-
und herbewegt periodisch relativ zu dem anderen mit einer Antriebskraft eines
elektromotorischen Antriebs zum Ändern
des entgegengesetzten Bereichs der zwei Permanentmagnete, wodurch
der andere Permanentmagnet vibriert wird. Demgemäß kann eine Last, angelegt
an den anderen Permanentmagnet, vibriert werden durch Verwenden
einer Abstoßungskraft
der Permanentmagnete, was die Herstellung eines relativ kompakten
und günstigen
Vibrationserzeugungsmechanismus mit geringem Lärm vereinfacht.As
described above, according to the present
Invention, one of the second opposite permanent magnets hin-
and periodically moves relative to the other with a driving force of a
electromotive drive for changing
the opposite region of the two permanent magnets, thereby
the other permanent magnet is vibrated. Accordingly, a load can be applied
to the other permanent magnet, to be vibrated by using
a repulsive force
the permanent magnets, making the production of a relatively compact
and cheap
Simplified vibration generating mechanism with low noise.
Ferner
werden zwei Permanentmagnete vertikal beabstandet, und eine vertikal
angelegte Last wird unterstützt
mittels Abstoßungskräften von
zwei Paaren von Permanentmagneten oder Wiederherstellungskräften bzw.
Rückstellkräften von
mindestens zwei elastischen Gliedern, angeordnet an entsprechenden
Seiten der zwei Permanentmagnete. Diese Konstruktion kann mit einer
relativ großen
Last fertig werden, was es möglich
macht, gewünschte
Vibrationen zu erzeugen.Further
two permanent magnets are vertically spaced, and one vertical
applied load is supported
by repulsive forces of
two pairs of permanent magnets or recovery forces or
Restoring forces of
at least two elastic members arranged on corresponding ones
Sides of the two permanent magnets. This construction can with a
relatively large
Cope with what's possible
makes, desired
To generate vibrations.
Weil
der elektromotorische Antrieb dargestellt wird durch eine verschiebbar
bzw. verrutschbar angeordnete Halterung, an die einer der zwei Permanentmagnete
festgemacht wird, eine Spule, gewunden um mindestens ein Ende der
Halterung und mindestens einen Permanentmagnet beabstandet mit einem
vorbestimmten Abstand von der Spule, kann die Halterung sich verschieben
bzw. rutschen unter einer im wesentlichen Nicht-Kontakt-Bedingung, bei Teilen, abgesehen
von einem Schiebeteil. Demgemäß erzeugt
der elektromotorische Antrieb weniger Lärm als konventionelle Antrieben
bzw. Antriebe und trägt dazu
bei, einen kompakten und günstigen
Vibrationserzeugungsmechanismus herzustellen.Because
the electric motor drive is represented by a displaceable
or verrutschbar arranged holder to which one of the two permanent magnets
moored, a coil wound around at least one end of the
Holder and at least one permanent magnet spaced with a
predetermined distance from the coil, the holder can move
or slip under a substantially non-contact condition, with parts, apart
from a sliding part. Accordingly generated
the electric motor drive less noise than conventional drives
or drives and contributes to it
at, a compact and affordable
Produce vibration generating mechanism.