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磁隙型垂直移动振动器.pdf

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磁隙型 垂直 移动 振动器
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN200580021701.2

申请日:

20050624

公开号:

CN1980625B

公开日:

20110209

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:
IPC分类号: A61H23/02,A61H39/04,A61M21/02 主分类号: A61H23/02,A61H39/04,A61M21/02
申请人: 金房培
发明人: 金房培
地址: 韩国首尔
优先权: 10-2004-0049087
专利代理机构: 中国商标专利事务所有限公司 代理人: 万学堂
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN200580021701.2

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

太阳城集团本发明提供了一种磁隙型垂直移动振动器。该振动器可以通过一种结构提供足够的垂直振动力,所述结构将与振动板相连的筒管线圈设置于磁路的磁隙中。该振动器包括:磁路,其形成环形磁隙,并在该磁隙中形成DC磁场;驱动线圈,其可移动地插入磁隙中,当施加驱动信号时,使所述驱动线圈上下振动;驱动信号供应单元,其用于供应驱动信号;振动板,其下侧安装了筒管,以实现上下振动;垂直移动导向单元,其用于引导振动板执行垂直移动;以及限制振动板的移动范围、同时减轻振动的单元。

权利要求书

1.一种垂直移动振动器,其包括:底板;电磁单元,其包括轭和电磁线圈,其中所述轭包括:圆形底座,其位于底板的中心;杆形中心柱,其从底座的中心向上伸出;圆柱形外伸部分,其从底座的端部向上延伸中心柱的高度;以及磁隙成形器,其弯曲两次并从外伸部分向内延伸,从而在中心柱的上端与外伸部分的弯曲部分之间形成磁隙,其中,将电磁线圈绕在中心柱上,并通过所述电磁线圈来施加直流(DC)电源;驱动线圈,其可移动地插入磁隙中并通过驱动线圈施加交变驱动信号;振动板,其下侧安装了绕有驱动线圈的筒管,以实现上下移动;垂直移动导向单元,其用于在振动板上下振动时引导振动板执行垂直移动,其中,所述垂直移动导向单元包括:至少三个上下通孔,其形成于振动板上;至少三个导向轴承,其对应于各个通孔的下侧固定;以及至少三个导向轴,其在将各个导向轴承与振动板的外周耦合以使振动板执行上下振动时,用于引导振动板执行垂直线性移动,而振动板不会有任何向左和向右的偏心运动;移动范围限制和减震单元,其在振动板执行垂直移动时限制振动板的移动范围,同时在振动板落下时减轻冲击。2.如权利要求1所述的垂直移动振动器,其中,所述移动范围限制和减震单元包括具有高度控制功能的至少三个支架以及插入支架和振动板之间的至少三个弹性部件。3.如权利要求1所述的垂直移动振动器,其中,供应到驱动线圈的交变驱动信号是矩形信号。4.如权利要求1所述的垂直移动振动器,其中,交变驱动信号向驱动线圈提供的是正弦信号,垂直移动振动器进一步包括正弦信号发生器,用于产生正弦信号以作为交变驱动信号;电压放大器,其用于放大正弦信号的电压;以及功率放大器,其用于放大已进行电压放大的正弦信号的功率,然后将已进行功率放大的信号施加于驱动线圈。5.如权利要求4所述的垂直移动振动器,其中,所述交变驱动信号具有1Hz至60Hz的频率范围。

说明书



技术领域

本发明涉及一种磁隙型垂直移动振动器,更具体地说,涉及一种磁隙型垂直移动振动器,其可以通过采用一种结构来提供足够的垂直移动力,所述结构将与振动板相连的筒管线圈设置于磁路的磁隙中,所述磁路使用可以产生强磁力的电磁体。

背景技术

在现代工业化国家,人们的吃住都不成问题。而且,最近高卡路里的食物很丰富。因此,如果人们不担心变胖,他们很容易患肥胖症。众所周知,肥胖与心脏病、高血压病和糖尿病等成人疾病有关。在整形外科领域,医生对涉及骨头关节炎的肥胖非常感兴趣。

太阳城集团最佳的肥胖治疗方法是控制膳食,并做适当的运动。已经知道,可取的做法是,通过膳食治疗(摄入适量的营养和卡路里)、需氧运动(燃烧血液内的脂肪)以及肌肉增强运动来减少体内脂肪。

如果有人试图在短太阳城集团内突然减轻其体重,则可能会因各种副作用而使健康状况变糟。因此,为了安全地治愈肥胖症,同时避免体重反复性忽增忽降现象,需要通过膳食治疗、运动治疗和药物治疗来进行全面、持久的治疗。

同时,如果是严重的肥胖症,步行或慢跑运动可能对膝关节造成不良影响。因此,患有严重肥胖症的人往往不愿意做步行或慢跑运动。因此,患有严重肥胖症的人使用腹部振动带来做轻微冲击的运动以及需氧运动,或者使用低速运转的跑步机。

太阳城集团已经提出了垂直移动振动器,其是一种全身运动器械,可以帮助用户做需氧运动,并且不会对关节、韧带、腱等造成负担。从垂直移动振动器产生的垂直移动强迫用户周期性地上下移动。肌肉相应地重复收缩和放松。因此,即使是人体的小肌肉,还有大肌肉,也会更加绷紧,因而使肌肉消耗比一般的需氧运动更多的卡路里。因此,将垂直移动振动器用作运动训练器械,其适合加强肌肉和膳食,特别是用于严重肥胖症或腹部肥胖症的膳食。

使用旋转电机的振动器称为传统的垂直移动振动器。旋转型垂直移动振动器根据适当的频率设置将振动施加于腹部,因而让用户做需氧运动。因此,医学上将旋转型垂直移动振动器用于腹部肥胖症患者。

但是,传统垂直移动振动器包括位于旋转电机的旋转轴上的偏心锤,并且在旋转时上下振动支撑板。因此,由于偏心的原因,轴承的局部磨损变得更严重,因此具有结构性问题,即降低了耐用性,并且极大地产生噪音。

而且,旋转型垂直移动振动器产生太弱的振动强度,例如,在20Hz或更低的低频率下,因而振动效果很小。而且,旋转型垂直移动振动器产生左右振动,或者不执行正确的垂直移动,而是偏离的垂直移动,从而对人体的关节造成负担。

另外,旋转型垂直移动振动器使用了旋转电机,因而难以针对振动板正确地控制振动次数并提供足够的振动力。

太阳城集团同时,已提出了传统振动器,以使用采用永久磁体的扬声器的磁路来产生与音频信号对应的振动。但是,传统的振动器与移动电话、游戏机或立体声音响系统关联,因此适合通过用户的手或身体而使用户感到立体声的振动,与音频信号相对应。但是,传统的振动器缺少磁力驱动振动板来做需氧运动,或者尚未提出适当的动力传输和支撑结构。

太阳城集团同时,身体治疗辅助器械、用于分离固体和液体的固体液体分离器、选择器以及谷物清选机都需要振动发生器来产生强大的低频垂直移动力。但是,由于将传统的电机用作动力产生源,因此局部磨损或噪音成了大问题。

发明内容

技术问题

为了解决以上问题,本发明的一个目的是提供一种磁隙型垂直移动振动器,其可以通过采用一种结构来提供足够的垂直移动力,所述结构将与振动板相连的筒管线圈设置于磁路的磁隙中,所述磁路使用具有大磁通量密度的电磁体或永久磁体,其可以产生强大的磁力。

太阳城集团本发明的另一目的是提供一种磁隙型垂直移动振动器,其可以通过控制施加于筒管线圈的驱动信号的频率和功率来正确地控制垂直移动的次数,并且即使在低频段也可以提供足够的振动效果。

本发明的又一目的是提供一种磁隙型垂直移动振动器或工业振动产生装置,其可以支撑振动板,所述振动板使用若干导向轴以及与所述若干导向轴耦合的线性轴承来执行垂直移动,以实现精确的垂直移动,从而将该磁隙型垂直移动振动器或工业振动产生装置应用于需氧运动器械,特别是严重腹部肥胖症治疗时,对人体的关节造成很小的负担,产生很小的噪音,并且使得因局部磨损引起的组件磨损很小。

技术方案

为了达到本发明的以上目的,根据本发明,提供了一种垂直移动振动器,其包括:电磁单元,其包括轭和电磁线圈,其中该轭包括:圆形底座,其位于底板的中心;杆形中心柱,其从底座的中心向上伸出;圆柱形外伸部分,其从底座的端部向上延伸中心柱的高度;以及磁隙成形器,其弯曲两次并从外伸部分向内延伸,从而在中心柱的上端和外伸部分的弯曲部分之间形成磁隙,其中,将电磁线圈绕在中心柱上,并通过该电磁线圈施加直流(DC)电源;驱动线圈,其可移动地插入磁隙中,并且通过其施加正弦驱动信号;振动板,其下侧安装了绕有驱动线圈的筒管,以实现上下振动;以及垂直移动导向单元,用于在振动板上下振动时,引导振动板执行垂直移动。

垂直移动振动器进一步包括减震单元,其在振动板执行垂直移动时限制振动板的移动范围,同时在振动板落下时减轻冲击。减震单元包括具有高度控制功能的至少三个支架以及插入支架和振动板之间的至少三个弹性部件。

优选地,垂直移动振动器进一步包括正弦信号发生器,其用于产生正弦信号;电压放大器,其用于放大正弦信号的电压;以及功率放大器,其用于放大已进行电压放大的正弦信号的功率,然后将已进行功率放大的信号施加于驱动线圈。

在这种情况下,正弦驱动信号的频率范围为1Hz至60Hz。

根据本发明的另一方面,提供了一种垂直移动振动器,其包括:电磁单元,其包括轭和电磁线圈,其中该轭包括:中心柱;形成于中心柱周围的空间,以使弯曲四次并从中心柱的下部延伸的部分形成磁隙,与中心柱的上部相对,其中,将电磁线圈绕在中心柱上,并且通过该电磁线圈施加直流(DC)电源,以将电磁线圈用作电磁体;驱动线圈,其绕在筒管上并可移动地插入磁隙中,并且通过其施加正弦驱动信号,以使驱动线圈根据佛兰芒左手法则上下振动;正弦供应单元,其用于将正弦信号供应到驱动线圈;振动板,其下侧安装了筒管,以实现上下振动;垂直移动导向单元,其用于在振动板上下振动时引导振动板执行垂直移动;减震单元,其在振动板执行垂直移动时限制了振动板的移动范围,同时在振动板落下时减轻了冲击。

在这种情况下,该轭包括:圆形底座,其位于底板的中心;杆形中心柱,其从底座的中心向上伸出并绕有电磁线圈;圆柱形外伸部分,其从底座的端部向上延伸中心柱的高度;以及磁隙成形器,其弯曲两次并从外伸部分向内延伸,从而在中心柱的上端与外伸部分的弯曲部分之间形成磁隙。

太阳城集团垂直移动导向单元包括:至少三个上下通孔,其形成于振动板上;至少三个导向轴承,其对应于各个通孔的下侧固定;以及至少三个导向轴,其在将各个导向轴承与振动板的外周耦合以使振动板执行上下振动时,用于引导振动板执行垂直线性移动,而不会有任何向左和向右的偏心运动。

太阳城集团根据本发明的另一方面,提供了一种垂直移动振动器,其包括:至少一磁路,其形成环形磁隙,并在磁隙中形成非交变磁场;至少一驱动线圈,其绕在筒管上,并可移动地插入磁隙中,施加驱动信号时,使驱动线圈上下振动,以产生交变磁场;驱动信号供应单元,其用于将频率范围为1Hz至60Hz的驱动信号供应到驱动线圈;振动板,其下侧安装有筒管,以实现上下振动;垂直移动导向单元,其用于在振动板上下振动时引导振动板执行垂直移动;以及移动范围限制和减震单元,其在振动板执行垂直移动时限制了振动板的移动范围,同时在振动板落下时减轻了冲击。

有利效果

如上所述,本发明提供了一种用于需氧运动的垂直移动振动器,其可以通过磁路驱动与筒管线圈相连的振动板来提供足够的垂直移动力,所述磁路使用可以产生强大的磁力的电磁体,即使在低频段中,其也可以精确控制垂直振动的次数,并且其可以支撑振动板,以实现精确的垂直移动,从而对人体的关节造成很小的负担,产生很小的噪音,并且使得因局部磨损引起的组件磨损很小。

附图说明

太阳城集团通过参照附图详细描述本发明的优选实施例,可以更清楚地理解本发明的上述目的、其它目的以及优点。附图包括:

太阳城集团图1是说明根据本发明的一个实施例的垂直移动振动器的整体结构的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的垂直移动振动器。

参照图1,根据本发明的一个实施例的磁隙型垂直移动振动器具有如下结构,即将绕有驱动线圈3以上下驱动振动板2的筒管4插入使用电磁单元1的磁路中所形成的磁隙“G”中。

电磁单元1具有如下结构,即将线圈12(通过其施加直流(DC)电源)绕在轭11上,所述轭11经由绝缘材料(未示出)安装于底板30的中心,从而将强大、持续的非交变磁通量供应到磁路中,以使驱动线圈3根据佛兰芒左手法则上下移动。

形成磁路路径的轭11包括:圆形底座11a,其位于底板30的中心;杆形中心柱11b,其从底座11a的中心向上伸出并绕有线圈12;圆柱形外伸部分11c,其从底座11a的端部向上延伸中心柱11b的高度;以及磁隙成形器11d,其弯曲两次并从外伸部分11c向内延伸,从而在中心柱11b的上端与外伸部分11c的弯曲部分之间形成磁隙“G”。

因此,该轭结构在中心柱11b与外伸部分11c之间具有间隔结构,以缠绕足够数量的电磁线圈12,从而形成强大的电磁单元1。在这种情况下,为了使磁力有效地到达插入磁隙“G”中的驱动线圈以上下振动,磁隙成形器11d应为长形,以充分覆盖驱动线圈3的振动范围。

太阳城集团如果磁隙成形器11d如上所述弯曲两次并从外伸部分11c向内延伸,则将磁力集中在磁隙成形器11d中,从而提高电磁效率。

绕在轭11的中心柱11b上的电磁线圈12设计成具有线圈的绕组方向和电流的流动方向,以使中心柱11b的上端形成N极,并且磁隙成形器11d形成S极。

因此,将极性周期性变化的正弦驱动信号施加于驱动线圈3上时,驱动线圈3的交变磁场和磁隙“G”的非交变磁场相互作用,并且绕在筒管4上的驱动线圈3在磁隙“G”内上下振动,因而振动板2也上下振动。

在这种情况下,振动板2包括至少三个上下通孔2a和2b。将与通孔2a和2b对应的导向轴承34a和34b固定于通孔2a和2b的下侧。而且,将导向轴承34a和34b插入至少三个导向轴33a和33b中,所述导向轴的下端固定于底板30上,与轭11的外侧隔开一定距离。导向轴33a和33b用于在振动板2上下振动时引导振动板2执行垂直线性移动,而不会有任何偏心的左右移动。

而且,减震单元包括至少三个减震部件32a和32b,其在振动板2执行垂直移动时限制振动板2的移动范围,同时在振动板2落下时减轻冲击。每个减震部件的一端与振动板2相连,而其另一端安装于支架31a和31b。优选地,支架31a和31b具有高度控制功能。

太阳城集团减震部件32a和32b优选地分别由压缩弹簧制成。而且,可以将减震器或弹性橡胶用作减震部件32a和32b。选择减震部件32a和32b,使其具有适当的弹性系数,以确定振动板2的上升位置(上死点)和下降位置(下死点)。如上所述,通过预先确定减震部件32a和32b的弹性系数(阻尼比率)来确定振动板2的振动范围,并且通过使用支架31a和31b的高度控制功能来调整振动板2的微小振动范围。

在振动板2振动时为了减轻冲击并线性地引导振动板2执行垂直移动所必要的减震部件32a和32b以及导向轴33a和33b优选地由三个或更多支架所制成,更优选地,由四个支架制成,以使重心大体平衡,以避免不稳定性,即使用户位于振动板2的中心之外。

太阳城集团同时,为了将极性周期性变化的正弦驱动信号施加于驱动线圈3上,垂直移动振动器优选地包括:正弦信号发生器21,其具有频率设置可变电阻器22,用于根据频率设置可变电阻器22的电阻值的设置来产生范围为1Hz至60Hz的正弦信号;电压放大器23,其用于放大来自正弦信号发生器21的正弦信号的电压;功率放大器24,其用于放大已进行电压放大的正弦信号的功率,然后将已进行功率放大的信号施加于驱动线圈;功率控制可变电阻器25,其插入电压放大器23与功率放大器24之间,用于控制施加于功率放大器24的电压值,从而选择施加于驱动线圈3上的驱动信号的功率。

太阳城集团下面将说明根据本发明的垂直移动振动器的功能。

太阳城集团首先,将DC电源施加于电磁线圈12,接着激励线圈12。然后,该轭11形成电磁体。因此,中心柱11b的上端形成N极,并且磁隙成形器11d形成S极。因此,在通过电磁体1的轭11所形成的磁路中的中心柱11b上端与磁隙成形器11d之间形成磁隙“G”。

这里,用户调整频率设置可变电阻器22并设置其所需的电阻值(即频率值)。因此,从正弦信号发生器21产生频率范围为1Hz至60Hz的正弦信号(特别是在需氧运动的情况下,频率为10Hz至20Hz),并将该正弦信号施加于电压放大器23。电压放大器23预先执行电压放大,以便可以在位于电压放大器23后端的功率放大器24中执行足够的功率放大。

然后,使用根据功率控制可变电阻器25的用户设置值所选的值来放大已进行电压放大的正弦信号的功率。将已放大功率的正弦信号施加于绕在非磁筒管4上的驱动线圈3。

太阳城集团因此,将极性周期性变化的正弦驱动信号施加于驱动线圈3上时,驱动线圈3的交变磁场和磁隙“G”的非交变磁场相互作用,并且由于正弦驱动信号的极性周期性反转,绕在筒管4上的驱动线圈3在磁隙“G”内上下振动,因而振动板2也上下振动。

根据本发明的垂直移动振动器采用了如下结构,即与正弦驱动信号的极性反转相对应,使振动板2沿导向轴33a和33b上下垂直移动。因此,可以根据用户设置的正弦驱动信号的频率值来精确地控制垂直移动的次数。而且,由于在振动板2垂直移动时,振动板2上的导向轴承34a和34b沿导向轴33a和33b上下滑动,因此产生很小的噪音。

因此,由于传统的垂直移动振动器旋转式驱动采用旋转电机的偏心锤,因此在20Hz或更小的低频率下,振动强度很弱,而且不能实现正确的垂直移动,因而给人体的膝关节造成负担。但是,根据本发明的垂直移动振动器根据用户设置的频率产生正确的垂直移动。而且,在根据本发明的垂直移动振动器的情况下,将驱动线圈3插入使用电磁单元1的磁路的磁隙中,即使在20Hz或更小的频率下,所述电磁单元1也可以产生强大的磁力,因而为用户提供足够的垂直移动力。

太阳城集团根据本发明的垂直移动振动器通过若干导向轴以及与导向轴耦合的若干导向轴承来支撑执行垂直移动的振动板,以便可以实现正确的垂直移动。因此,将根据本发明的垂直移动振动器施加于需氧运动训练器械,特别是严重腹部肥胖症治疗时,由于正确的垂直移动而使人体的关节免受冲击。

而且,根据本发明的垂直移动振动器没有任何摩擦或碰撞部分。因此,本发明产生很小的噪音,并且因局部磨损造成的组件磨损很小,从而增强耐用性。

太阳城集团如上所述,已针对通过使用电磁单元的磁路来驱动振动板的情况说明了本发明。但是,可以使用永久磁体的磁路来构造振动板。需氧运动垂直移动振动器需要在1Hz至60Hz的频率范围内,产生大约20mm的上下移动,即使是体重至少为50Kg、最大为300Kg的肥胖者安装振动板。

太阳城集团如果使用永久磁体,例如使用伸缩式钕(Nd)磁体来实施具有环形磁隙的内磁场型磁路,已知所述钕(Nd)磁体的磁通量密度是最优异的,其制造成本高于使用电磁单元的磁路,但可以产生驱动需氧运动垂直移动振动器的振动板所需的大约4000高斯的直流磁场。

太阳城集团而且,在本发明的实施例中,将极性周期性变化的正弦驱动信号从正弦信号发生器21施加于驱动线圈3上,以便可以在驱动线圈3中产生交变磁场。但是,可以将矩形的驱动信号代替正弦驱动信号施加于驱动线圈3上,以产生交变磁场。也就是说,可以使用矩形信号发生器来代替正弦信号发生器。

而且,在本发明的实施例中,使用电磁单元1和绕有驱动线圈3的筒管4来驱动振动板2。但是,可以使用两个或更多磁路和驱动线圈来向振动板2提供足够的垂直移动力,其中每个筒管4与振动板2相连。

如上所述,本发明提供了一种用于需氧运动的垂直移动振动器,其可以通过磁路驱动与筒管线圈相连的振动板来提供足够的垂直移动力,所述磁路使用可以产生强大的磁力的电磁体,即使在低频段中,其也可以精确控制垂直振动的次数,并且其可以支撑振动板,以实现精确的垂直移动,从而对人体的关节造成很小的负担,产生很小的噪音,并且使得因局部磨损引起的组件磨损很小。

工业适用性

太阳城集团根据本发明的垂直移动振动器不但可以用作需氧运动器械,而且可以轻松设置精确的每分钟振动次数,并使用强大的电磁单元提供足够的振动强度,然后以各种形式应用于工业振动发生器,例如身体治疗辅助器械、用于分离固体和液体的固体液体分离器、选择器以及谷物清选机。

如上所述,已经参照具体优选实施例描述了本发明。但是,本发明并不限于以上实施例,本领域的技术人员可以在不超出本发明的范围及主旨的基础上对这些实施例进行改变或修改。因此,本发明的保护范围并不受其详细说明的限定,而是由稍后说明的权利要求和本发明的技术主旨限定。

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