TWI608874B - 振動機之複合振動系統 - Google Patents

Description

振動機之複合振動系統

本發明係與振動機有關，特別是指一種振動機之複合振動系統。

目前的振動機不論是採用一馬達帶動一偏心塊方式來產生振動，或者是利用一馬達透過一傳動機構直接驅動一振動平台方式來產生振動，由於受限於機構的強度，因此大都採用不同的頻率來產生不同強度的振動感覺。

在採用偏心振動的方式中，如圖1所示，顯示振動機採用一馬達帶動一偏心塊的方式來使振動平台產生振動的狀態，該振動機10具有一供站立且位在一底板11上方的振動平台12，該底板11與振動平台12間以具緩衝、彈性之支撐單元13連接；該振動平台12底面中間與馬達14外殼固接，馬達14轉軸141兩端各固接一偏心塊15，俾使馬達14啟動後產生離心振動，讓振動平台12同步產生持續振動，然而，此種控制方式仍具有下述的缺陷：

其一、以物理原理而言，偏心的振幅和頻率成正比，因此，頻率越快，其振幅就越大，頻率越慢，其振幅就越小，這樣的變化已經漸漸無法滿足使用者的需求和期待。

其二、以被動理論而言，偏心式振動機施加到使用者的總能量為偏心振動量X振動頻率，因此，使用者對於低頻及高頻的振動感覺是成平方關係式，即表示偏心式振動機的設計在低頻使用時，會給使用者的振動量不足， 而在高頻使用時，給使用者的振動量又會過大，嚴重者造成使用者受傷。

其三、偏心式振動機在應用上，僅具有單一振動頻率、單一振動幅度而產生單一振動強度，且該振動強度是隨著振動頻率與振動幅度成正比，無法各自獨立調整，因此，該偏心式振動機在作為身體訓練、消除疲勞、甚至是治療時，無法視使用者需求或效果而進行調整，適用性明顯不足。

是以，如何發出一種振動機之複合振動系統，其可解決上述的問題，即為本發明創作的動機。

本發明之目的在於提供一種振動機之複合振動系統，其可視需求而調整振動頻率與振動幅度，以產生不同的振動感覺強度。

緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種振動機之複合振動系統，包含：一振動平台；一第一振動單元，包含一固設在該振動平台且具有一第一轉軸的第一馬達、及一固設在該第一轉軸的第一偏心塊；一第二振動單元，包含一固設在該振動平台且具有一第二轉軸的第二馬達、及一固設在該第二轉軸的第二偏心塊；一控制單元，電性連接該第一馬達及第二馬達，用以控制該第一馬達及第二馬達的轉速及轉動相位，進而控制該第一偏心塊與第二偏心塊間的轉速及相位差。

較佳地，更包含訊號連接該控制單元的一第一檢測單元及一第二檢測單元，該第一檢測單元用以感測該第一轉軸的轉速及轉動相位，該第二檢測單元用以感測該第二轉軸的轉速及轉動相位，該控制單元根據該第一檢測單元及第二檢測單元所測得的該第一轉軸的轉速及轉動相位及該第二轉軸的轉速及轉動相位來控制該第一馬達及第二馬達的轉速及轉動相位差，並由相差來產生 不同大小的振動感覺。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。

《習知》

141‧‧‧轉軸

10‧‧‧振動機

11‧‧‧底板

12‧‧‧振動平台

13‧‧‧支撐單元

14‧‧‧馬達

15‧‧‧偏心塊

《發明》

20‧‧‧振動平台

30‧‧‧第一振動單元

31‧‧‧第一馬達

311‧‧‧第一轉軸

3111‧‧‧第一內軸部

3112‧‧‧第一外軸部

32‧‧‧第一偏心塊

321‧‧‧第一配重部

40‧‧‧第二振動單元

41‧‧‧第二馬達

411‧‧‧第二轉軸

4111‧‧‧第二內軸部

4112‧‧‧第二外軸部

42‧‧‧第二偏心塊

421‧‧‧第二配重部

50‧‧‧第一檢測單元

51‧‧‧第一感測片

511‧‧‧第一感測部

52‧‧‧第一光學檢出器

521‧‧‧第一感測凹部

60‧‧‧第二檢測單元

61‧‧‧第二感測片

611‧‧‧第二感測部

62‧‧‧第二光學檢出器

621‧‧‧第二感測凹部

70‧‧‧控制單元

30A、40A、30B、40B、30C、40C、30D、40D、30E、40E、30F、40F‧‧‧質量中心偏移量

V1、V2、V3、V4、V5、V6‧‧‧振動幅度

圖1係習知圖，顯示振動機採用一馬達帶動一偏心塊的方式來使振動平台產生振動的狀態。

圖2係本發明實施例的立體圖。

圖3係本發明實施例的側視圖。

圖4係本發明實施例的正視圖。

圖5係本發明實施例的方塊圖。

圖6係本發明實施例的波形圖，顯示第一種控制狀態。

圖7係本發明實施例的波形圖，顯示第二種控制狀態。

圖8係本發明實施例的波形圖，顯示第三種控制狀態。

圖9係本發明實施例的波形圖，顯示第四種控制狀態。

圖10係本發明實施例的波形圖，顯示第五種控制狀態。

圖11係本發明實施例的波形圖，顯示第六種控制狀態(一)。

圖12係本發明實施例的波形圖，顯示第六種控制狀態(二)。

參閱圖2至圖5所示，本發明實施例所提供的一種振動機之複合振動系統，主要係由一振動平台20、一第一振動單元30、一第二振動單元40、一第一檢測單元50、一第二檢測單元60、及一控制單元70所組成，其中：

該第一振動單元30，包含一固設在該振動平台20且具有一第一轉軸311的第一馬達31、及一固設在該第一轉軸311的第一偏心塊32；本實施例中，該第一轉軸311具有一第一內軸部3111及一第一外軸部3112，而該第一偏心塊32是固設在該第一內軸部3111且具有一第一配重部321。

該第二振動單元40，包含一固設在該振動平台20且具有一第二轉軸411的第二馬達41、及一固設在該第二轉軸411的第二偏心塊42；本實施例中，該第二轉軸411具有一第二內軸部4111及一第二外軸部4112，而該第二偏心塊42是固設在該第二內軸部4111且具有一第二配重部421。

該第一檢測單元50，用以感測該第一轉軸311的轉速及轉動相位。

該第二檢測單元60，用以感測該第二轉軸411的轉速及轉動相位。

該控制單元70，電性連接該第一馬達31及第二馬達41，用以控制該第一馬達31及第二馬達41的轉速及轉動相位，進而控制該第一偏心塊32與第二偏心塊42間的轉速及相位差；本實施例中，該控制單元70訊號連接該第一檢測單元50及第二檢測單元60，該控制單元70可根據該第一檢測單元50及第二檢測單元60所測得的該第一轉軸311的轉速及轉動相位及該第二轉軸411的轉速及轉動相位來控制該第一馬達31及第二馬達41的轉速及轉動相位。

以上所述即為本發明實施例各主要構件之結構及其組態說明。至於本發明的作動方法及功效說明如下。

參閱圖4搭配圖6所示，其中該圖6的橫軸表示頻率、縱軸表示振幅，由於該第一振動單元30與第二振動單元40同時固設在該振動平台20上，因此，當使用者透過該控制單元70控制該第一馬達31及第二馬達41的轉速相同、轉動相位也相同時(其可透過該第一、二檢測單元50、60輔助檢測)，分別被該第一、二馬 達31、41帶動的該第一偏心塊32與第二偏心塊42間的轉速及相位差也都相同，此時，該第一振動單元30所產生質量中心偏移量30A與該第二振動單元40所產生質量中心偏移量40A即為相加，以獲得最大的振動幅度V1，而得到最大振動強度的感受。

同樣的，參閱圖4搭配圖7所示，當使用者透過該控制單元70控制該第一馬達31及第二馬達41的轉速相同、轉動相位相差180度時，分別被該第一、二馬達31、41帶動的該第一偏心塊32與第二偏心塊42間的轉速相同，但兩者的相位差則相差180度，此時，該第一振動單元30所產生質量中心偏移量30B與該第二振動單元40所產生質量中心偏移量40B即為相減，以獲得最小的振動幅度V2，而得到最小振動強度的感受。

由上可知，使用者可視需求而調整該控制單元70控制該第一馬達31及第二馬達41的轉速與轉動相位，讓該第一振動單元30所產生質量中心偏移量與該第二振動單元40所產生質量中心偏移量相減或相加，以獲得最合適的振動幅度，而得到最佳振動強度的感受。如圖8、9、10所示，分別顯示該第一馬達31及第二馬達41在轉速相同、轉動相位相差不同角度時的狀態，該第一振動單元30所產生質量中心偏移量30C、30D、30E與該第二振動單元40所產生質量中心偏移量40C、40D、40E相加(或相減)所獲得的振動幅度V3、V4、V5。

值得一提的是，參閱圖11所示，顯示該第一馬達31及第二馬達41在轉速相同、轉動相位相差90度(或270度)時，該第一振動單元30所產生質量中心偏移量30F與該第二振動單元40所產生質量中心偏移量40F相加(或相減)所獲得的振動幅度V6的狀態，而圖12則顯示該第一、二檢測單元50、60輔助檢測該第一馬達31及第二馬達41的轉動相位差的狀態，從圖12上可以輕易得知，該第一馬 達31的一個完整的轉動相位波形領先(或落後)該第二馬達41的一個完整的轉動相位波形四分之一，因此，該第一馬達31及第二馬達41的轉動相位相差90度(或270度)。

值得注意的是，本實施例中，該第一檢測單元50包含一固設在該第一轉軸311之第一外軸部3112且具有一第一感測部511的第一感測片51、及一固設在該振動平台20的第一光學檢出器52(例如光耦合器)，該第一光學檢出器52具有一供該第一感測部511通過的第一感測凹部521。本實施例中，該第二檢測單元60包含一固設在該第二轉軸411之第二外軸部4112且具有一第二感測部611的第二感測片61、及一固設在該振動平台20的第二光學檢出器62，該第二光學檢出器62具有一供該第二感測部611通過的第二感測凹部621。

綜上所述，上述實施例及圖式僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。

20‧‧‧振動平台

30‧‧‧第一振動單元

31‧‧‧第一馬達

311‧‧‧第一轉軸

3111‧‧‧第一內軸部

3112‧‧‧第一外軸部

32‧‧‧第一偏心塊

321‧‧‧第一配重部

40‧‧‧第二振動單元

41‧‧‧第二馬達

411‧‧‧第二轉軸

4111‧‧‧第二內軸部

4112‧‧‧第二外軸部

42‧‧‧第二偏心塊

421‧‧‧第二配重部

50‧‧‧第一檢測單元

51‧‧‧第一感測片

511‧‧‧第一感測部

52‧‧‧第一光學檢出器

521‧‧‧第一感測凹部

60‧‧‧第二檢測單元

61‧‧‧第二感測片

611‧‧‧第二感測部

62‧‧‧第二光學檢出器

621‧‧‧第二感測凹部

Claims (2)

1. 一種振動機之複合振動系統，包含：一振動平台；一第一振動單元，包含一固設在該振動平台且具有一第一轉軸的第一馬達、及一固設在該第一轉軸的第一偏心塊；一第二振動單元，包含一固設在該振動平台且具有一第二轉軸的第二馬達、及一固設在該第二轉軸的第二偏心塊；一控制單元，電性連接該第一馬達及第二馬達，用以控制該第一馬達及第二馬達的轉速及轉動相位，進而控制該第一偏心塊與第二偏心塊間的轉速及相位差。
2. 如請求項1所述之振動機之複合振動系統，其中更包含訊號連接該控制單元的一第一檢測單元及一第二檢測單元，該第一檢測單元用以感測該第一轉軸的轉速及轉動相位，該第二檢測單元用以感測該第二轉軸的轉速及轉動相位，該控制單元根據該第一檢測單元及第二檢測單元所測得的該第一轉軸的轉速及轉動相位及該第二轉軸的轉速及轉動相位來控制該第一馬達及第二馬達的轉速及轉動相位差，並由相差來產生不同大小的振動感覺。