[发明专利]振动发生机构

说明书

本发明总地涉及用于产生振动的机构，具体但不排它的是，涉及一种利用多个永磁铁的斥力沿垂直方向产生振动能量的振动发生机构。

已经有振动激振器或振动发生器被用来人工地产生振动，以便研究一结构的振动特性。已知的有电动型的激振器和采用不平衡块或凸轮的激振器。

然而，采用例如曲拐之类的联接机构的激振器需要一相对较大的驱动电机，因为载荷直接施加于该驱动电机，而电动型的激振器不能应付低频场合。

还有，因为传统的激振器通常是大尺寸的，不但需要相对较大的空间，而且安装工作也耗费大量的时间。另外，传统的激振器会产生大量的热，需要借助风扇之类进行强制的空冷，这又将导致不能实现噪声评估的问题。

此外，由于传统激振器通常具有较为复杂的结构，因而显得笨重并且成本较高。人们希望能获得重量较轻、成本较低的激振器。

本发明是针对上述缺陷研制出来的。

因此，本发明的目的在于，提供一种具有多个内装永磁铁的振动发生机构，它是一种紧凑、低廉的激振器，其发出的噪声也最小。

本发明的另一目的在于，提供一种上述类型的振动发生机构，其结构简单，并且可以低成本地制造。

为实现上述和其它的各个目的，根据本发明的振动发生机构包括：相互间隔并以同性磁极相对的第一和第二永磁铁，以及一用来驱动第一永磁铁的电动型致动器。电动型致动器可使第一永磁铁周期性并往复地相对于第二永磁铁移动，从而改变第一和第二永磁铁的相对面积，借以使第二永磁铁相对于所述第一永磁铁振动。

当第一和第二永磁铁垂向间隔布置时，较佳的是，在第一和第二永磁铁两侧设置第一对永磁铁和第二对永磁铁。在这种情况下，第一和第二对永磁铁中的每一对都以同性磁极相对的方式垂向地间隔布置。这样，垂向施加于第二永磁铁的载荷可借助第一和第二对永磁铁的斥力来支承。

或者，可以在所述第一和第二永磁铁两侧设置至少两个弹性元件，其中，垂向施加于第二永磁铁的载荷可借助所述至少两个弹性元件的弹力来支承。

较有利的是，该电动型致动器包括：一适于可滑动地安装在一安装表面上的支座；一卷绕在支座的至少一端上的线圈；以及与所述线圈间隔一预定距离设置的至少一个永磁铁，其中，第一永磁铁固定于支座。在这种情况下，通过使脉动电流流过线圈，可令支座往复运动。

本发明的上述和其他目的和特点将通过下面结合附图描述的几个较佳实施例变得更加明显。各附图中，类似的零件用同一标号，其中：

图1是应用于本发明之振动发生机构的一磁力弹簧的示意图，特别示出了在输入侧和输出侧上的两块永磁铁的平衡位置；

图2是说明图1所示磁力弹簧的基本特性的曲线图，特别示出了施加于两块永磁铁之一的载荷和它离开平衡位置的偏移量之间的关系；

图3是示出测得的载荷与偏移量之间的关系的曲线图；

图4A是一示意图，其说明了在一假设磁荷均匀分布在两块永磁铁的端面上的磁荷模型中输入和输出的考虑方式，并且特别示出了吸引的情况；

图4B是类似于图4A的示意图，但特别示出了排斥的情况；

图4C是类似于图4A的示意图，但特别示出了在不同于图4B所示位置上的排斥情况；

图5是一示意图，其示出了带有彼此相对的同性磁极的两块相互间隔布置的永磁铁，并示出了两块永磁铁中的一个相对另一个移动(以改变两者的相对面积)的情况；

图6是一曲线图，其示出了在根据图5进行计算时，X轴和Z轴方向上的载荷与沿X轴方向的移动量之间的关系；

图7是一曲线图，其示出了当图5所示的永磁铁之间的距离保持为恒定时，以及一块磁铁相对于另一块从完全滑离状态运动至完全重叠状态而后再重新运动至完全滑离状态时，载荷与偏移量之间的关系；

图8是一示意图，其示出了具有彼此相对的同性磁极的两个相互间隔布置的永磁铁，并示出了其中一块磁铁相对于另一块旋转(以改变两者的相对面积)的情况；

图9是一曲线图，其示出了当一块磁铁如图8所示那样旋转时，所获得的最大载荷与相对面积之间的关系；

图10是一曲线图，其示出了在采用钕基磁铁时，载荷与两磁铁的间距的关系；

图11是一立体图，其示出了一个滑动型的原理模型，其中，通过改变两块永磁铁之间的相对面积来改变它们之间的几何尺寸；

图12是一曲线图，其示出了由图11所示的滑动型原理模型获得的输入和输出之间的关系；

图13是一应用了图11的滑动型原理模型的振动发生机构的立体示意图；