Регулируемый линейный двигатель

Устройство и способ обеспечения независимой регулировки частоты и амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом обеспечивает периодическое возвратно-поступательное движение на основе периодического вращательного движения вращательного двигателя. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом включает конструкцию коленчатого вала, имеющую первую и вторую рамы и третий стержень, который расположен между указанными рамами и соединен с ними посредством шарниров. К третьему стержню прикреплено устройство задания амплитуды, которое может быть соединено с внешним устройством. Когда первая и вторая рамы перемещаются в направлении друг к другу или друг от друга, третий стержень двигается радиально по направлению к центральной оси конструкции коленчатого вала или от нее. Положение третьего стержня определяет амплитуду периодического возвратно-поступательного движения устройства задания амплитуды. Регулируя положения первой и второй рам, оператор может регулировать амплитуду независимо от частоты периодического вращательного движения, передаваемого вращательным двигателем. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к двигателям, а именно к двигателю с возвратным коленчатым валом, который преобразует вращательное усилие от вращательного двигателя в периодическое возвратно-поступательное усилие с помощью конструкции коленчатого вала. Конструкция коленчатого вала включает регулируемую линейную систему, выполненную с возможностью регулировки амплитуды периодического возвратно-поступательного усилия и одновременной и независимой регулировки частоты периодического вращательного усилия во время работы двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Некоторым устройствам требуется периодическое возвратно-поступательное движение, обеспечиваемое внешним двигателем. Вращательный двигатель (работающий, например, от тепла или от электричества) может создавать периодическое вращательное движение вокруг неподвижной оси, которое, в случае соединения двигателя с коленчатым валом, может быть преобразовано в периодическое возвратно-поступательное движение. Такое периодическое возвратно-поступательное движение, передаваемое вращательным двигателем внешнему устройству, можно определить с помощью некоторого количества характеристик. Например, частота периодического вращательного движения может быть задана усилием, приложенным вращательным двигателем. Наряду с этим, амплитуда периодического возвратно-поступательного движения может быть задана геометрией конструкции коленчатого вала. Специалисту в области, к которой относится настоящее изобретение, будет понятно, что усилие, требуемое для поддержания идеального периодического возвратно-поступательного движения для какой-либо конкретной цели, будет зависеть, в том числе, от массы объекта, на который воздействует устройство, амплитуды периодического возвратно-поступательного движения и частоты периодического вращательного движения. Поэтому предпочтительно иметь двигатель с амплитудой и частотой движения, которые регулируются в зависимости от различных внешних устройств и конкретных задач. В данной области техники известны электрические двигатели с регулируемыми амплитудой и частотой. Примерами являются пневматические двигатели, пьезоэлектрические двигатели и электромагнитные линейные двигатели.

[0003] Одна проблема, которая возникает в этой области, состоит в обеспечении одним двигателем как диапазона частот, так и диапазона амплитуд. Двигатели, известные в данной области техники, обычно обеспечивают одну характеристику лучше, чем другую. Например, пневматические двигатели, которые преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую энергию посредством линейного или вращательного движения, могут обеспечивать широкий диапазон амплитуд, включая очень большие амплитуды. Однако пневматические двигатели обладают ограниченным диапазоном частот и относительно низкой максимальной частотой. На другом конце этого ряда двигателей находятся пьезоэлектрические двигатели, в состав которых входит материал, изменяющий свои размеры под воздействием приложенного к нему электрического напряжения, и которые могут обеспечивать широкий диапазон частот, включая очень высокие частоты. Однако пьезоэлектрические двигатели обладают ограниченным диапазоном амплитуд и относительно небольшой максимальной амплитудой.

[0004] Другая проблема, которая возникает в данной области техники, состоит в обеспечении независимой регулировки частоты и амплитуды с помощью средств, которые не будут ограничивать друг друга. Электромагнитные линейные (или соленоидные) двигатели, которые содержат комбинацию электрической обмотки, навитой на цилиндрический сердечник, и поляризованного поршня, могут обеспечивать широкий диапазон как амплитуд, так и частот. Однако средства регулировки амплитуды и частоты в электромагнитном линейном двигателе находятся в обратной функциональной зависимости друг от друга. Поэтому при увеличении частоты амплитуда периодического возвратно-поступательного движения будет уменьшаться и наоборот.

[0005] Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя с широким диапазоном амплитуд и широким диапазоном частот. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение двигателя с независимо регулируемыми частотой и амплитудой, чтобы уменьшение или увеличение одного из указанных двух параметров не влияло и не ограничивало другой параметр.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящее изобретение относится к двигателю с возвратным коленчатым валом и к способу обеспечения независимой регулировки амплитуды и частоты периодического возвратно-поступательного движения, выполняемой с помощью устройства задания амплитуды, соединенного с внешним вспомогательным устройством. Двигатель с возвратным коленчатым валом содержит конструкцию возвратного коленчатого вала, которая преобразует периодическое вращательное движение в периодическое возвратно-поступательное движение. Конструкция возвратного коленчатого вала соединена с вращательным двигателем с помощью первого стержня. Конструкция возвратного коленчатого вала установлена между первой и второй стенкой и закреплена с помощью первого и второго сдвигающего устройства. Первое и второе сдвигающие устройства прикреплены к регулировочному винту, который расположен между первой и второй стенкой. Регулировочный винт облегчает регулировку первого и второго сдвигающих устройств относительно друг друга вдоль продольной оси регулировочного винта.

[0007] Конструкция коленчатого вала содержит первую раму, соединенную с первым стержнем, который проходит из двигателя сквозь первую стенку, и вторую раму, соединенную со вторым стержнем, который проходит из второй стенки. Первый стержень, второй стержень и конструкция коленчатого вала ориентированы в продольном направлении вдоль общей центральной оси. В первой и второй раме выполнено по одному отверстию, и первая и вторая рамы установлены в продольном направлении относительно друг друга таким образом, что их отверстия расположены напротив друг друга. В пространстве, созданном отверстиями первой и второй рамы, устанавливается третий стержень таким образом, что ось третьего стержня будет по существу параллельна центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом. Третий стержень соединен с внутренней поверхностью первой и второй рамы с помощью шарниров, каждый из которых прикреплен к третьему стержню первой шарнирной осью и, соответственно, к первой и второй раме второй шарнирной осью. Шарниры, соединяющие третий стержень с первой рамой, ориентированы под углом относительно внутренней поверхности первой рамы, который равен углу шарниров, соединяющих третий стержень со второй рамой, и который находится напротив него.

[0008] Регулируемое радиальное расстояние, создаваемое движением третьего стержня, определяется углами шарниров, соответственно, относительно первой и второй рамы. В свою очередь, угол шарниров определяется продольным расстоянием между первой и второй рамой. Это расстояние регулируется головкой регулировочного винта, и, в свою очередь, регулирует продольное расстояние между первым и вторым сдвигающими устройствами. Таким способом пользователь двигателя с возвратным коленчатым валом может регулировать радиальное движение относительно центральной оси, создаваемое вращением третьего стержня.

[0009] Третий стержень соединен с устройством задания амплитуды, которое установлено перпендикулярно центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом. Устройство задания амплитуды также может быть соединено со вспомогательным внешним устройством. Во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом устройство задания амплитуды будет выполнять периодическое возвратно-поступательное движение, амплитуда которого определяется приблизительно как удвоенное регулируемое радиальное расстояние между третьим стержнем и центральной осью двигателя с возвратным коленчатым валом. Таким образом, устройство задания амплитуды создает независимое движение в направлении, перпендикулярном оси двигателя относительно первой и второй рамы.

[0010] Данное изобретение также относится к способу независимой регулировки частоты и амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом. Частота может регулироваться способами, известными в данной области техники, и определяется скоростью вращения вращательного двигателя, соединенного с двигателем с возвратным коленчатым валом. Амплитуда может регулироваться независимо от регулировки частоты, без воздействия или существенного воздействия на частоту, с помощью регулировочного винта, управление которым может осуществляться с помощью механических или электронных средств, известных в данной области техники. При регулировке регулировочного винта первое и второе сдвигающие устройства двигаются в направлении друг к другу или друг от друга, что изменяет продольное расстояние между первой рамой и второй рамой, что, в свою очередь, изменяет угол шарниров относительно третьего стержня, благодаря чему изменяется регулируемое радиальное расстояние, проходимое вокруг центральной оси. При регулировке радиального расстояния третьего стержня регулируется амплитуда периодического возвратно-поступательного движения, обеспечиваемая устройством задания амплитуды.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Фигура 1 показывает двигатель с возвратным коленчатым валом в соответствии с принципами данного изобретения.

[0012] Фигура 1А показывает увеличенную часть Фигуры 1.

[0013] Фигура 2 показывает двигатель с возвратным коленчатым валом в состоянии минимальной амплитуды, когда первая и вторая рама разделены в такой степени, что ось третьего стержня по существу совпадает с центральной осью двигателя с возвратным коленчатым валом.

[0014] Фигура 3 показывает двигатель с возвратным коленчатым валом в состоянии средней амплитуды, когда первая и вторая рама разделены в такой степени, что ось третьего стержня находится на среднем радиальном расстоянии от центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом.

[0015] Фигура 4 показывает двигатель с возвратным коленчатым валом в состоянии максимальной амплитуды, когда первая и вторая рамы выровнены таким образом, что между шарнирами и внутренней поверхностью первой или второй рамы образуется угол около 90° и ось третьего стержня находится на максимально возможном радиальном расстоянии от центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Двигатель с возвратным коленчатым валом согласно настоящему изобретению позволяет пользователю отдельно и независимо регулировать частоту вращения вращательного двигателя и амплитуду движения, создаваемую конструкцией возвратного коленчатого вала, во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом. Двигатель с возвратным коленчатым валом согласно настоящему изобретению включает вращательный двигатель, примеры которого хорошо известны в данной области техники. Указанный двигатель соединен с конструкцией коленчатого вала с помощью первого стержня. Положение конструкции коленчатого вала зафиксировано между первой и второй стенкой с помощью первого и второго сдвигающего устройства, каждое из которых прикреплено к регулировочному винту, который проходит через первую и вторую стенку. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения на поверхности винта имеется резьба, которая ориентирована таким образом, что обеспечивает одновременное перемещение первого и второго сдвигающего устройства навстречу друг другу или друг от друга по мере осевого поворота винта. Эту регулировку можно контролировать дистанционно или с помощью головки регулировочного винта, расположенной в месте, доступном для пользователя во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом. Например, указанная головка может быть расположена со стороны, противоположной двигателю с возвратным коленчатым валом, в месте, которое обеспечит легкий доступ для пользователя с помощью механических средств. В другом варианте осуществления первое и второе сдвигающие устройства могут быть прикреплены к любому механизму, известному в данной области техники, для изменения своего положения в направлении друг к другу или в направлении друг от друга с помощью механических средств во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом.

[0017] Конструкция коленчатого вала дополнительно включает первую и вторую раму. Указанные рамы могут иметь любую подходящую форму, известную в данной области техники. В одном варианте осуществления первая и вторая рама могут быть полностью цилиндрическими или частично цилиндрическими. В альтернативном варианте рамы могут иметь С-образную форму, квадратную С-образную форму или другую подобную конструкцию. Первая рама прикреплена к первому стержню, который проходит сквозь отверстие в первой стенке и соединен с двигателем. В одном варианте осуществления первый стержень может проходить в отверстие осевого цилиндра, который, в свою очередь, соединен с двигателем. Вторая рама прикреплена ко второму стержню, который проходит сквозь отверстие во второй стенке. Первый стержень, второй стержень и первая и вторая рамы проходят вдоль центральной оси. Первая и вторая рамы дополнительно включают отдельную центральную часть, ограниченную первой и второй рамой. Первая и вторая рамы ориентированы таким образом, что отверстия первой и второй рамы находятся напротив друг друга. В промежутке, разделяющем смежные отверстия первой и второй рамы, установлен третий стержень. Указанный третий стержень имеет ось, которая параллельна центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом и производит вращательное движение с изменяемой амплитудой относительно центральной оси, которая задается угловым соотношением между первой и второй рамой и третьим стержнем. Третий стержень неподвижно прикреплен к первой и второй раме, соответственно, с помощью одного или более шарниров. Шарниры прикреплены отдельно к третьему стержню и первой или второй раме.

[0018] Двигатель с возвратным коленчатым валом дополнительно содержит устройство задания амплитуды, которое выступает в направлении, перпендикулярном центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом. Ближний конец устройства задания амплитуды прикреплен к третьему стержню, в то время как его дальний конец может быть соединен с каким-либо внешним устройством, для которого требуется периодическое движение с некоторой амплитудой и частотой. Во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом устройство задания амплитуды совершает периодическое возвратно-поступательное движение с амплитудой, которая приблизительно равна удвоенному изменяемому радиальному расстоянию между третьим стержнем и центральной осью двигателя с возвратным коленчатым валом. Таким образом, амплитуда определяется ориентацией третьего стержня относительно линейного расстояния между первой и второй рамой.

[0019] Обратимся теперь к чертежам, на которых представлены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения только с иллюстративной целью, и которые ни в коей мере не ограничивают его объем.

На Фигуре 1 показан один вариант осуществления двигателя 1 с возвратным коленчатым валом, включающий двигатель 2, который может быть любым двигателем, обеспечивающим вращательное усилие, хорошо известным в данной области техники. Двигатель 2 прикладывает усилие к расположенному на продольной оси цилиндру 20, который соединен с двигателем 2 с одной стороны и имеет отверстие с другой стороны. Первый стержень 3 с возможностью перемещения проходит в отверстие осевого цилиндра 20. Осевой цилиндр 20 или первый стержень 3 (или их комбинация) проходит сквозь отверстие 13а первой стенки 5а. Первый стержень 3 дополнительно проходит в первое сдвигающее устройство 7а для соединения с первой рамой 11а. Первая рама 11а имеет отверстие, которое направлено в сторону, противоположную первому стержню 3. Первый стержень 3 ориентирован вдоль центральной оси X двигателя 1 с возвратным коленчатым валом. Второй стержень 4 также ориентирован вдоль центральной оси X и установлен на конце двигателя 1 с возвратным коленчатым валом, противоположном двигателю 2. Второй стержень 4 проходит сквозь отверстие 13b во второй стенке 5b и сквозь второе сдвигающее устройство 7b для соединения со второй рамой 11b. Вторая рама 11b имеет отверстие, которое направлено в сторону, противоположную второму стержню 4. Вторая рама 11b установлена в продольном направлении рядом с первой рамой 11а вдоль центральной оси X и имеет противоположную ориентацию в продольном направлении, так что отверстия первой и второй рамы 11а, 11b расположены напротив друг друга и ограничивают отдельную центральную часть конструкции коленчатого вала. Второй стержень 4 и первая и вторая рама 11а, 11b также расположены вдоль центральной оси X.

[0020] Первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b разделены продольным расстоянием L. Первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b прикреплены к регулировочному винту 8, который проходит также сквозь первую стенку 5а и вторую стенку 5b. На поверхности винта 8 имеется резьба 9, так что винт 8 может быть соединен с головкой 10. Головка 10 обеспечивает пользователю средство аксиального поворота винта 8. В альтернативном варианте регулировочный винт 8 может регулироваться электронными средствами или средствами дистанционного управления, известными в данной области техники. В одном варианте осуществления резьба 9 винта 8 ориентирована таким образом, что при аксиальном повороте винта 8 с помощью головки 10 первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b линейно перемещаются в противоположных направлениях или навстречу друг к другу, или друг от друга. Линейное перемещение первого и второго сдвигающих устройств 7а, 7b, в свою очередь, регулирует положение первой и второй рам 11а, 11b относительно друг друга в линейном направлении.

[0021] Первая и вторая рамы 11а, 11b образуют часть конструкции коленчатого вала 6, которая дополнительно включает третий стержень 14, расположенный частично в центральной части, ограниченной первой и второй рамами 5а, 5b. Третий стержень 14 прикреплен шарнирами 12a-d к внутренней части первой рамы 11а и внутренней части второй рамы 11b. Третий стержень 14 ориентирован таким образом, что он имеет вторую ось Y, которая по существу параллельна центральной оси X двигателя с возвратным коленчатым валом 1. Шарниры 12а и 12b соединяют третий стержень 14 с внутренней частью первой рамы 11а, образуя, таким образом, первый угол α между шарнирами 12а, 12b и первой рамой 11ba. Шарниры 12с и 12d соединяют третий стержень 14 с внутренней поверхностью второй рамы 11b, образуя, таким образом, второй угол α' между шарнирами 12с, 12d и второй рамой 11b. Количество шарниров может варьироваться в зависимости от размеров конструкции возвратного коленчатого вала и других параметров. Первый и второй углы α, α' определяют регулируемое радиальное расстояние между третьим стержнем 14 и центральной осью X. В одном варианте осуществления третий стержень 14 установлен таким образом, что, когда первый и второй углы α, α' равны приблизительно 90°, радиальное расстояние между центральной осью X и второй осью Y третьего стержня 14 становится максимальным, вследствие чего создается максимальная амплитуда.

[0022] Третий стержень 14 соединен с устройством 15 задания амплитуды, которое имеет ближний конец 16 и дальний конец 17. Под ближним концом 16 подразумевается конец, который соединен с третьим стержнем 14, а дальний конец 17 может быть соединен с отдельным устройством за пределами двигателя 1 с возвратным коленчатым валом. Устройство 15 задания амплитуды расположено перпендикулярно центральной оси X двигателя 1 с возвратным коленчатым валом. Поскольку устройство 15 задания амплитуды прикреплено к третьему стержню 14, вращение третьего стержня 14 создает повторяющееся перемещение вперед-назад или периодическое возвратно-поступательное движение устройства 15 задания амплитуды. Расстояние Н, проходимое устройством 15 задания амплитуды, определяется как удвоенное регулируемое радиальное расстояние между второй осью Y третьего стержня 14 и центральной осью X.

[0023] На Фигуре 1А показана увеличенная часть двигателя 1 с возвратным коленчатым валом, включающая шарнирный механизм 18, который обеспечивает средство соединения третьего стержня 14 с первой рамой 11а или второй рамой 11b. Каждый шарнир 12a-d соединен с третьим стержнем 14 с помощью первой шарнирной оси 19а на одном конце петли и с первой и второй рамами 11а, 11b с помощью второй шарнирной оси 19b. Таким образом, каждый шарнир 12a-d может двигаться как относительно третьего стержня 14, так и относительно первой и второй рам 11а, 11b.

[0024] Настоящее изобретение также относится к способу увеличения амплитуды периодического возвратно-поступательного движения устройства 15 задания амплитуды независимо от частоты периодического вращательного усилия, прикладываемого двигателем 2 во время работы двигателя 1 с возвратным коленчатым валом. На Фигуре 2 показан двигатель 1 с возвратным коленчатым валом с заданной минимальной амплитудой. Первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b установлены на максимальное продольное расстояние L2 между собой; вследствие этого первая рама 11а и вторая рама 11b находятся на максимальном расстоянии друг от друга. При увеличении расстояния между первой рамой 11а и второй рамой 11b первый и второй углы α, α' будут уменьшаться. В этом варианте осуществления, когда первый и второй углы α, α' имеют наименьшее возможное значение, третий стержень 14 будет ориентирован таким образом, что вторая ось Y третьего стержня 14 будет по существу центрирована с центральной осью X двигателя 1 с возвратным коленчатым валом. В такой конфигурации минимальное радиальное расстояние D0, представляющее собой радиальное расстояние между центральной осью X и второй осью Y, по существу равно нулю. Таким образом, расстояние Н0, проходимое ближним концом 16 устройства 15 задания амплитуды, которое приблизительно в два раза больше значения минимального радиального расстояния D0, также по существу равно нулю. Таким способом можно получить минимальную амплитуду.

[0025] На Фигуре 3 показан двигатель 1 с возвратным коленчатым валом с заданной средней амплитудой. Первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b установлены на среднее продольное расстояние L1 между собой; вследствие этого первая рама 11а и вторая рама 11b находятся на среднем расстоянии друг от друга. В этом положении первый и второй углы α, α' имеют средние значения, а третий стержень 14 ориентирован таким образом, что вторая ось Y будет находится от центральной оси X на расстоянии большем, чем D0, представленное как регулируемое среднее радиальное расстояние D1. При вращении конструкции 6 коленчатого вала ближний конец 16 устройства 15 задания амплитуды будет выполнять периодическое возвратно-поступательное движение на среднее расстояние H1, которое приблизительно в два раза больше изменяемого среднего радиального расстояния D1.

[0026] На Фигуре 4 показан двигатель 1 с возвратным коленчатым валом с заданной максимальной амплитудой. Первое сдвигающее устройство 7а и второе сдвигающее устройство 7b установлены на минимальное продольное расстояние L0 между собой; вследствие этого первая рама 11а и вторая рама 11b расположены вблизи друг друга. В этом положении первый и второй углы α, α' имеют максимальные значения (показаны углы 90°), а третий стержень 14 ориентирован таким образом, что вторая ось Y расположена на максимальном радиальном расстоянии от центральной оси X, которое представляет собой радиальное расстояние D2. При вращении конструкции 6 коленчатого вала ближний конец 16 устройства 15 задания амплитуды будет выполнять периодическое возвратно-поступательное движение на максимально возможное расстояние Н2, которое приблизительно в два раза больше радиального расстояния D2. Диапазон амплитуд, задаваемый в пределах от Н0 до Н2, можно подбирать для любых технических требований в соответствии с конкретным случаем применения двигателя с возвратным коленчатым валом.

[0027] Регулируемое среднее радиальное расстояние D1 (и, естественно, среднее расстояние H1) может иметь любое значение, лежащее в пределах между минимальным радиальным расстоянием D0 и максимальным радиальным расстоянием D2, и зависит от взаимного расположения первого и второго сдвигающих устройств, которое задается оператором во время работы двигателя с возвратным коленчатым валом.

[0028] Когда первая рама 11а и вторая рама 11b приближаются друг к другу или отдаляются друг от друга, первый стержень 3 и второй стержень 4 могут регулировать их положение относительно двигателя 2 и/или первой стенки 5а и второй стенки 5b. В одном варианте осуществления первый стержень 3 заходит глубже в отверстие осевого цилиндра 20 или выходит больше из него при регулировке положения сдвигающими устройствами. Осевой цилиндр 20 может также регулировать положение относительно двигателя 2 и/или первой стенки 5а. Отверстие 13а первой стенки 5а установлено таким образом, чтобы обеспечивать поперечное движение первого стержня 3 и/или осевого цилиндра 20, одновременно поддерживая движение первого стержня 3 вдоль центральной оси X без торможения вращения первого стержня 3. Аналогичным образом, второй стержень 4 может заходить глубже и/или проходить сквозь отверстие 13b второй стенки 5b при регулировке положения сдвигающими устройствами. Отверстие 13b второй стенки 5b установлено таким образом, чтобы обеспечивать поперечное движение второго стержня 4, одновременно поддерживая движение второго стержня 4 вдоль центральной оси X без торможения вращения второго стержня 4. Регулировка первого стержня 3, второго стержня 4 и/или осевого цилиндра 20 выполняется с помощью средств, известных в данной области техники, с целью подгонки изменения положения первой рамы 11а и второй рамы 11b.

[0029] Предоставляемый вращательным двигателем согласно настоящему изобретению широкий диапазон частот и амплитуд, которые независимо регулируются без воздействия или ограничения друг друга, обеспечивает преимущество благодаря расширению типов устройств, которые будут подходить для использования с этим двигателем. Кроме того, возможность независимой регулировки амплитуды и частоты двигателя с возвратным коленчатым валом предоставляет преимущество, состоящее в возможности тонкой настройки прецизионных приборов во время работы без необходимости отключения вращательного усилия и/или демонтажа или замены компонентов во время работы. Способ регулировки амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом обладает преимуществом по сравнению с другими способами, известными в данной области техники, поскольку чувствительные операции, такие как, в частности, сверление во время инвазивного хирургического вмешательства, часто не позволяют удалять и заменять инструменты вследствие изменения состояния. Указанный двигатель может быть любым двигателем, обеспечивающим вращательное усилие, который хорошо известен в данной области техники. Кроме того, в связи с данным изобретением может быть использовано любое вспомогательное внешнее устройство. В одном примере внешнее устройство содержит перфораторное устройство, которое используется в эндоваскулярных процедурах; однако необходимо понимать, что данное изобретение не ограничивается каким-либо конкретным внешним устройством.

[0030] Для специалистов в данной области техники будет понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения, представленные и описанные в настоящем документе, могут иметь много изменений, дополнений, модификаций и других приложений без отступления от духа настоящего изобретения и изменения его объема. Поэтому предполагается, что объем настоящего изобретения, определяемый представленными ниже пунктами формулы изобретения, включает все предполагаемые изменения, дополнения, модификации и приложения.

1. Двигатель с возвратным коленчатым валом, содержащий:

a) двигатель, имеющий первый стержень, который проходит вдоль центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом;

b) конструкцию коленчатого вала, соединенную с указанным двигателем с помощью первого стержня,

при этом конструкция коленчатого вала содержит первую раму, вторую раму и третий стержень, который расположен между первой и второй рамами и соединен с ними,

при этом третий стержень имеет ось, которая параллельна указанной центральной оси, и расположен на регулируемом радиальном расстоянии от указанной центральной оси; и

c) устройство задания амплитуды, имеющее ближний конец и дальний конец, при этом ближний конец закреплен перпендикулярно третьему стержню.

2. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 1, в котором устройство задания амплитуды дополнительно характеризуется амплитудой возвратно-поступательного движения.

3. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 1, в котором вторая рама соединена со вторым стержнем, который проходит вдоль центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом.

4. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 1, в котором конструкция коленчатого вала установлена между первым сдвигающим устройством и вторым сдвигающим устройством.

5. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 4, в котором первое и второе сдвигающие устройства прикреплены к регулировочному винту.

6. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 5, в котором указанный винт имеет резьбу, выполненную таким образом, что при повороте винта первое и второе сдвигающие устройства перемещаются в противоположных направлениях.

7. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 5, в котором винт дополнительно содержит головку, при этом указанная головка выполнена с возможностью поворота винта.

8. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 5, дополнительно содержащий двигатель, соединенный с указанным винтом.

9. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 1, в котором конструкция коленчатого вала дополнительно содержит первый шарнирный механизм,

при этом один или более шарниров первого шарнирного механизма соединены с третьим стержнем с помощью первой шарнирной оси и указанные один или более шарниров первого шарнирного механизма соединены с первой рамой с помощью второй шарнирной оси.

10. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 9, в котором конструкция коленчатого вала дополнительно содержит второй шарнирный механизм,

причем один или более шарниров второго шарнирного механизма соединены с третьим стержнем с помощью третьей шарнирной оси и указанные один или более шарниров второго шарнирного механизма соединены со второй рамой с помощью четвертой шарнирной оси.

11. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 10, в котором первый и второй шарниры установлены таким образом, что, когда расстояние между первой и второй рамой уменьшается, указанное радиальное расстояние увеличивается.

12. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 2, в котором, когда радиальное расстояние увеличивается, указанная амплитуда увеличивается.

13. Двигатель с возвратным коленчатым валом по п. 1, в котором первый стержень проходит в отверстие осевого цилиндра, при этом осевой цилиндр соединен непосредственно с двигателем.

14. Способ регулировки амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом по п. 1, согласно которому:

a) приводят в действие двигатель;

b) перемещают первую раму по направлению ко второй раме, благодаря чему регулируют радиальное расстояние третьего стержня от центральной оси двигателя с возвратным коленчатым валом, чем регулируют амплитуду, создаваемую двигателем с возвратным коленчатым валом.

15. Способ по п. 14, при котором первая рама и вторая рама прикреплены к регулировочному винту, содержащему головку, и согласно которому дополнительно перемещают первую раму по направлению ко второй раме с помощью указанной головки.

16. Способ по п. 14, при котором устройство задания амплитуды характеризуется амплитудой возвратно-поступательного движения и согласно которому дополнительно регулируют указанную амплитуду.

17. Способ по п. 14, согласно которому дополнительно регулируют частоту двигателя с возвратным коленчатым валом путем приведения в действие двигателя.

18. Способ по п. 17, согласно которому дополнительно поддерживают стабильную амплитуду, создаваемую двигателем с возвратным коленчатым валом, во время регулировки частоты двигателя с возвратным коленчатым валом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчато-рычажным механизмам с рейкой, и может быть использовано, например, для привода механизмов долбежного станка, стеклоочистителя автомобиля, щеточного очистителя решет зерноочистительных машин, в машинах-автоматах и т.п.

Изобретение относится к механизмам с регулируемым ходом звена и может быть использовано в тех отраслях машиностроения, где находят применение кривошипно-шатунные, кривошипно-ползунные и кулисные механизмы.

Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и может быть использовано для изменения хода поршня в насосах.

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефтехимической и нефтеперерабывающей промышленности, в насосостроении, дозирующей технике для жидких и сыпучих продуктов и др., в качестве кривошипно-ползунных механизмов (КПМ) приводов возвратно-поступательного движения с регулированием величины хода ползуна без остановки механизма.

Изобретение относится к путевому механизированному инструменту, и, в частности , к устройствам для распиливания рельсов при ремонте и содержании железнодорожного пути.

Изобретение относится к приводам для tf плавного регулирования длины хода. .

Устройство и способ обеспечения независимой регулировки частоты и амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом обеспечивает периодическое возвратно-поступательное движение на основе периодического вращательного движения вращательного двигателя. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом включает конструкцию коленчатого вала, имеющую первую и вторую рамы и третий стержень, который расположен между указанными рамами и соединен с ними посредством шарниров. К третьему стержню прикреплено устройство задания амплитуды, которое может быть соединено с внешним устройством. Когда первая и вторая рамы перемещаются в направлении друг к другу или друг от друга, третий стержень двигается радиально по направлению к центральной оси конструкции коленчатого вала или от нее. Положение третьего стержня определяет амплитуду периодического возвратно-поступательного движения устройства задания амплитуды. Регулируя положения первой и второй рам, оператор может регулировать амплитуду независимо от частоты периодического вращательного движения, передаваемого вращательным двигателем. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх