專利名稱：波動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種波動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，具體地講，涉及裝有波動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的床和椅子。
發(fā)明的背景因局部或全身癱瘓而不能動彈、大手術(shù)后恢復(fù)或因其他原因長時間臥床的患者通常不能夠鍛煉身體或更充分地支配自己的身體。在許多情況下這會引起問題并且可能導(dǎo)致諸如褥瘡、關(guān)節(jié)和軟組織廢用萎縮等并發(fā)癥。這種問題的大多數(shù)解決方法涉及通過支承著患者的床或躺椅向患者身體施加變化的壓力。在結(jié)構(gòu)中裝有流化床的床墊或可充氣/放氣裝置是常用的，但這些系統(tǒng)通常涉及復(fù)雜的機(jī)構(gòu)和電路，而且非常昂貴。因此希望利用能在床墊支承中傳播的波動以取代這些解決方法。
多種類型的波動產(chǎn)生裝置已經(jīng)被申請專利。頒發(fā)給Bunger等的美國專利No.3,981,612中涉及一種波動產(chǎn)生裝置，其中使用了一組安裝在托架上的滾輪，托架被沿著一組軌道驅(qū)動。一張柔性片材固定在一個框架的端部，隨著托架被沿著軌道驅(qū)動，滾輪將向上移動片材，從而沿片材產(chǎn)生波動。這種裝置非常笨重，而且其中的僅僅一組滾輪只能產(chǎn)生一種平移波動。
頒發(fā)給Kashubara的美國專利No.4,915,584中公開了一種裝置，其利用一個能在豎直導(dǎo)軌上移動的翼片將流體的流動轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動。隨著空氣流過翼片，翼片將在豎直導(dǎo)軌中上下移動，從而將運(yùn)動傳遞到一組曲柄臂上，以帶動安裝在兩個曲柄臂端部的軸旋轉(zhuǎn)。
頒發(fā)給Wilson等的美國專利No.4,465,941中涉及一種水壓機(jī)，用于將水流轉(zhuǎn)換成其他類型的機(jī)械能。流向裝置一側(cè)的水流將沖入一組蝶形閥中，一個輪形托架被推動著沿?fù)跛蹇蚣芤苿印?br>
頒發(fā)給Hufton的美國專利No.3,620,651中公開了一種流體流動裝置，其可以用作泵或馬達(dá)。該裝置包括被一個笨重的曲軸組件驅(qū)動著振動的多個柔性片材。
頒發(fā)給Huang的美國專利No.4,999,861中公開了一種治療床，其帶有一個波動表面，該表面是通過兩個縱向軸、大量偏心凸輪和一個支承機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的。
頒發(fā)給Nestle SA.的PCT專利申請PCT/EP98/01276中將類似于Huang的波動床的方法用在蠕動泵中。一根縱向軸驅(qū)動著若干凸輪，后者以類似于波浪的方式順序壓縮一根管。
頒發(fā)給Volk的美國專利No.5,267,364中還描述了一種通過對氣囊充氣和放氣而驅(qū)動波動床的方法。
因此，希望能提供一種緊湊的波動產(chǎn)生裝置，其可以用于在椅子、床或其他治療裝置中產(chǎn)生波動，或者可以用于將波動轉(zhuǎn)換成其他類型的機(jī)械能或電能。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)構(gòu)，其可以用于產(chǎn)生波動或者將波動轉(zhuǎn)換成其他形式的有用功。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是提供了一種波動產(chǎn)生裝置，該裝置適用于多種用途，其中包括但不局限于波動床、波動椅子、波動表面和推進(jìn)系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)還可以總體上用于將波動轉(zhuǎn)換成其他形式的有用功，其中包括但不局限于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和電能。
在本發(fā)明的一個方面，提供了一種裝置，用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成波動，反之亦然。該裝置包括一個柔性件，一個連桿件在其第一端部剛性連接在柔性件上并在第二端部以可旋轉(zhuǎn)的方式連接在一個振動驅(qū)動裝置上。當(dāng)振動驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)時，連桿第二端部將作振動，以在柔性件中產(chǎn)生行波，行波的波長與連桿件長度成正比。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了一種波動產(chǎn)生裝置。該裝置包括一個柔性件和具有對置的第一和第二端部的至少一個連桿件。至少一個連桿件在其第一端部剛性連接在柔性件上并在第二端部以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著一個振動驅(qū)動裝置，以將振動傳遞到至少一個連桿件的第二端部，從而在操作中當(dāng)振動驅(qū)動裝置啟動后，第二端部將進(jìn)行振動，以在柔性件中產(chǎn)生橫向波。
在本發(fā)明的這個方面，所述裝置包括多個連桿件，它們沿著柔性件附著并被振動驅(qū)動裝置同步驅(qū)動，以形成連續(xù)的橫向行波。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了一種波動產(chǎn)生裝置。所述裝置包括振動驅(qū)動裝置，其包含一個曲軸組件；以及至少兩個細(xì)長梁，它們每個均連接著曲軸組件。振動驅(qū)動裝置同步驅(qū)動至少兩個細(xì)長梁，至少兩個細(xì)長梁之間具有預(yù)定的相位角。所述波動產(chǎn)生裝置包括一個柔性件；而且至少兩個細(xì)長梁中的每個分別包括至少兩個連桿件，連桿件彼此相隔并且在連桿件第二端部以可旋轉(zhuǎn)方式連接在梁上。至少兩個連桿件中的每個分別具有剛性連接在柔性件上的第一端部并且具有有效長度，從而在振動驅(qū)動裝置啟動后，第二端部將進(jìn)行振動，以在柔性件中產(chǎn)生橫向行波。
附圖簡述下面參照附圖而只以示例的形式對根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的波動產(chǎn)生裝置作出說明，附圖包括
圖1是包含有根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的波動產(chǎn)生裝置的床的俯視圖；圖2是圖1所示床的局部剖切側(cè)視圖；圖3是圖5至10中的各連桿臂斷開后集中顯示的底側(cè)視圖，圖4是一個從連桿臂上分解下來的承載板的透視圖；圖5是圖2中以5表示的部分的放大圖；圖6是圖5的底側(cè)視圖；圖7至12是圖3所示連桿臂的豎直側(cè)視圖，顯示了本波動發(fā)生器的一個工作循環(huán)；圖13(a)是用于產(chǎn)生不同波長的波動產(chǎn)生裝置的側(cè)視圖；圖13(b)是用于產(chǎn)生不同波長的波動產(chǎn)生裝置的另一個實(shí)施例的側(cè)視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的波動床的另一個實(shí)施例；圖15(a)至15(f)示出了一種雙梁波動產(chǎn)生裝置；
圖16是根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生波動的曲軸組件斷開后的透視圖；圖17是沿著圖16中的線17-17所作剖視圖；圖18(a)是用在圖16所示曲軸組件中的圓筒軸承和夾持板的透視圖；圖18(b)是沿著圖18(a)中的線18(b)-18(b)所作剖視圖；圖19是本發(fā)明的用于將柔性片材連接到梁形成件上的連接器的一個替換性實(shí)施例的斷開透視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明制造的波動椅子的側(cè)向剖視圖；圖21(a)是一只船和用作舵的波動產(chǎn)生裝置的斷開俯視圖；圖21(b)是圖21(a)中的船和舵的透視圖；圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的波動產(chǎn)生裝置的一個替換性實(shí)施例；圖23是波動產(chǎn)生裝置的一個替換性實(shí)施例的剖視圖；圖24是裝置靜止時沿著圖23中的線24-24的視圖；圖25是裝置操作時沿著圖23中的線24-24的視圖；圖26是裝置操作時沿著圖23中的線24-24的視圖；圖27示出了波動產(chǎn)生裝置的一個替換性實(shí)施例，其中波動表面用作活動廣告牌或投影屏幕；圖28示出了波動產(chǎn)生裝置的另一個替換性實(shí)施例，其中波動表面與行走底腳相組合；
圖29示出了帶有柔性梁和可變波動軌跡的波動產(chǎn)生裝置的本發(fā)明的詳細(xì)說明參照圖1和2，根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的波動床總體上在20處示出。床20包括一個柔性板件22，該板件優(yōu)選由柔性塑料片材和一個支承架24制成(圖2)。參照圖3，圖中示出了床底側(cè)的一部分，床20中產(chǎn)生的波動是由一個波動產(chǎn)生裝置形成的，該裝置包括由六個平行梁30、32、34、36、38和40構(gòu)成的多個組，這些梁的一端連接在一個裝于支承軌44和46之間的曲軸組件42上。這些梁的另一端連接在一個未被電機(jī)驅(qū)動并且裝于支承軌44和46之間的空轉(zhuǎn)曲軸組件48上。一個齒輪電機(jī)54附著在曲軸組件42上，以便將齒輪電機(jī)軸56的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動同時轉(zhuǎn)換成每個梁的側(cè)向上下運(yùn)動和與從動波切向傾角相等的角偏轉(zhuǎn)運(yùn)動。應(yīng)當(dāng)指出，電機(jī)不是必需的，因為可以通過手動旋轉(zhuǎn)而獲得相同的效果。還應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)電機(jī)或發(fā)生器在曲軸的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)連接點(diǎn)咬合著曲軸時，任何梁均可以用作電機(jī)或發(fā)生器的支承梁。
一個延伸軸58安裝在支承軌46中并可以連接到附加波動產(chǎn)生連桿組上。附加波動產(chǎn)生連桿組可以遍布在床的整個寬度上。
圖4是一個曲軸組件的簡化示意圖，該組件連接著各梁以將圓周運(yùn)動施加到梁上并轉(zhuǎn)換成沿柔性片材的波動。每個梁的一側(cè)分別安裝著一對承載板60和62，在圖中這些梁是梁30、32和34。電機(jī)軸56附著在與第一梁30相連的板62的中心。所示的每個板60和62分別具有一個孔68，該孔與每個承載板的圓周相隔。一個曲柄銷74穿過位于每個梁端部的孔70并且固定在位于梁30一側(cè)的板62上的孔68和位于梁30另一側(cè)的板60上的孔68中。在圖4所示結(jié)構(gòu)中，通過穿入梁的孔70中的曲柄銷74而相連的每對圓盤60和62不會彼此相對運(yùn)動。當(dāng)傳動軸56被電機(jī)驅(qū)動時，圓盤將繞著軸56的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，而且由于曲柄銷從該軸線偏置出來，因此梁被驅(qū)動著在垂直于曲軸旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)沿著圓形路徑運(yùn)動。由于每個梁組中包括六個梁，因此圖示的曲軸組件是在相鄰曲柄銷彼此相隔60°的狀態(tài)下組裝的。
每個梁組中的各個梁的另一端以類似方式連接在空轉(zhuǎn)曲軸組件48上，不同的是不帶電機(jī)(圖3)。六個梁30、32、34、36、38和40中的每個分別具有獨(dú)一無二的相位，每個梁均與梁組中的其他梁相差60°的相位，因而梁組確定了360°的相位差。在每個梁上，兩個承載板60和62彼此保持相對固定，因此在操作中，隨著軸56被電機(jī)54帶動著旋轉(zhuǎn)，所有梁上的每個點(diǎn)均作圓周運(yùn)動，而各個梁之間具有60°的相位差。
圖5是圖2中的區(qū)段5的放大圖，示出了七個圓柱形連桿或傳動桿80、82、84、86、88、90和91，它們分別在板100底側(cè)連接在梁40、38、36、34、32、30和40上。這些傳動桿不是必須是圓柱形的，如需要也可以是扁平的。每個傳動桿在其一端以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著相關(guān)梁以便繞著樞點(diǎn)98作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且在梁運(yùn)動平面內(nèi)從梁處延伸出。圖6示出了圖5中放大區(qū)段的底側(cè)。每個連桿分別在其一端連接著一個支架92，后者反過來又連接著板100的底側(cè)。每個圓柱形臂上分別在其另一端帶有一個一直延伸到虛線96處(圖5)的槽94(圖6)，該槽足夠?qū)捯蚨軌蛉菁{相關(guān)聯(lián)桿。板100沿橫向延伸在柔性片材22的整個底側(cè)，而且片材通過鉚釘102連接著這些板，如圖1中最佳顯示。
由于每個梁上的每個點(diǎn)不論形狀如何均在一個垂直于曲軸旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)移過一個圓弧路徑，因此以可旋轉(zhuǎn)方式連接著每個梁的傳動桿80、82、84、86、88和80′均在梁的圓周運(yùn)動所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。這樣，由于傳動桿剛性連接著柔性片材22，因此當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，梁的圓周運(yùn)動將沿著柔性片材產(chǎn)生一個行波，如圖2所示。當(dāng)曲軸沿著一個方向旋轉(zhuǎn)時，會在柔性片材22中產(chǎn)生以一個方向橫向行波，而如果使曲軸組件反向旋轉(zhuǎn)，則橫向行波運(yùn)動也會反向。
應(yīng)當(dāng)理解，空轉(zhuǎn)曲軸組件48是可選項，而且即使被采用，也不是必須位于梁組另一端。它可以沿著梁長度位于任何位置上，只要能夠與第一曲軸組件42相隔即可。當(dāng)裝有空轉(zhuǎn)曲軸時，梁被迫平行布置，以使梁上的所有部位作圓周運(yùn)動。被電機(jī)驅(qū)動的第一曲軸組件可以沿著梁安置在最方便的位置處，并且可以直接連接在一個梁上而用作一個支承。還可以理解，空轉(zhuǎn)曲軸只是迫使梁平行布置的方式中的一種，也可以采用其他各種具有類似效果和功能的措施。例如，在各梁被一個曲軸同步驅(qū)動的情況下，任何兩個平行梁將在所有點(diǎn)上繞著對方旋動，因而一個偏心鉸接裝置可以安裝在位于任何兩個梁之間的任何位置上以引起平行排列。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，可以提供一種模塊式波動床，它的床架帶有一個中央切口部分，一個模塊式波動床嵌塊可以落入該切口部分中。模塊式波動床嵌塊包括兩個比波動床表面略短的梁，小型電機(jī)附著在一個梁上，而曲軸咬合著第二個梁。電機(jī)和曲軸沿梁長度位于柔性塑料片材底側(cè)中央。兩個梁連接著一個曲軸，梁間的相位差為180°。圖6所示的加強(qiáng)板100可以被替換為與片材整體成型的加強(qiáng)肋。例如，當(dāng)利用塑料制造平面柔性支承22時，加強(qiáng)肋或板條可以制作成片材的整體部分。與此類似，剛性連接著支承22并且以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著梁的連桿可以與片材一起模塑成型為整體單元。這可以減少需要組裝的零件數(shù)量，從而簡化組裝過程。
由于模塊式波動床嵌塊是整裝式單元，因此易于運(yùn)輸。支承架本身并不需要，因為單元可以放在一塊泡沫上運(yùn)輸，正如床墊運(yùn)輸中仍然采用的方法一樣。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本裝置中的用于從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生橫波運(yùn)動的基本元件包括一個旋轉(zhuǎn)曲軸，其一端以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著一個連桿件，其第二端剛性連接著一個柔性件，通過曲軸旋轉(zhuǎn)可以引起橫波，波長與連桿長度成正比。多個這樣的曲軸位置可以通過諸如梁等裝置同步相連，每個梁附著在相距一個波長的樞點(diǎn)上并與其他梁異相，所有梁通過一個同步曲軸相連，曲軸用于保持梁間的相位差。這些梁可以是柔性的或具有復(fù)雜形狀，以使波動改變方向?；蛘撸窖b置可以是若干單獨(dú)傳動電機(jī)的電控裝置，每個電機(jī)連接著一個曲軸位置，或者利用鏈條或皮帶將各曲軸位置相連，或采用上述裝置的任何組合方式。
如前所述，當(dāng)空轉(zhuǎn)曲軸組件或同等功能的機(jī)械裝置用于約束梁時，振動為純圓周運(yùn)動。例如，當(dāng)梁未被空轉(zhuǎn)曲軸約束時，梁的運(yùn)動可以被廣泛地描述為振動，其中包括每個梁上的各個部位作圓形、往復(fù)和/或橢圓運(yùn)動。例如，在梁的一端被約束著進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動時(被梁一端的槽中安置的凸塊約束著)，從動曲軸組件帶動梁上的鄰近于曲軸連接點(diǎn)處的部分作往復(fù)運(yùn)動。在這個實(shí)例中，梁的約束端作往復(fù)運(yùn)動，而梁的未約束端在大致垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)作橢圓運(yùn)動，從而在柔性片材中產(chǎn)生橫波。
橫跨柔性片材寬度的不同波幅的行波可以這樣獲得，即片材的一個邊緣被約束著平行于梁的長度方向運(yùn)行，以使波幅橫跨柔性片材寬度逐漸增加，這非常類似于風(fēng)扇。在這種情況下，梁可以沿著波的行進(jìn)方向彎折成曲線，如圖29所示。
圖5示出了波動產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的波的一個周期并示出了傳動桿80、82、84、86、88和90的相對位置。中央傳動桿86和端部傳動桿80從圖5和6中看是豎直的，而其他連桿相對于豎直方向傾斜不同的角度，這也能從圖5和6中看出。每個單獨(dú)梁上的連桿之間的間隔距離等于理想波長。例如，在圖5和6中，梁40上的兩個連桿件80之間相隔一個波長。六個不同梁上的傳動桿或連桿以相等的相位差相隔，以便在柔性片材22中產(chǎn)生行波，從而隨著曲軸組件42每旋轉(zhuǎn)一整圈而行進(jìn)一個完整的波。環(huán)繞著中點(diǎn)112的虛線圓110表示在波動發(fā)生器的操作過程中樞點(diǎn)98確定的圓周運(yùn)動。
圖7至12示出了圖5和6中的不同連桿件在一個波周期中的各個位置。在每張圖的右側(cè)有一個十字(+)120，用以表示旋轉(zhuǎn)的固定中心，活動連桿可以以該中心作為基準(zhǔn)。所示的十字120位于安裝著電機(jī)驅(qū)動曲軸組件42的床的相同端部。
在波浪產(chǎn)生裝置的一個替換性實(shí)施例中，可以采用不同數(shù)量的梁。例如，當(dāng)利用四個梁產(chǎn)生波動時，曲柄銷可以呈90°分布。因此可以理解，角位移是這樣計算的，即以360°除以理想梁數(shù)量而得到相鄰梁間的所需角位移。還應(yīng)當(dāng)指出，角位移的不規(guī)則劃分盡管是可行的，但為了保持同步運(yùn)動必然導(dǎo)致連桿沿柔性件出現(xiàn)類似的不規(guī)則間隔。角位移的規(guī)則劃分將導(dǎo)致連桿的規(guī)則間隔。
連桿82、84、86、88和90的長度決定了連桿角位移的量。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語傳動桿和連桿指的是相同零件。傳動桿或連桿的長度被這樣確定，即在任何曲軸角度下，所產(chǎn)生的角度幾乎等于從動波的切向斜度。對于恒定波幅，波長與傳動桿長度之間的關(guān)系顯示于圖13(a)和13(b)中，其中傳動桿或連桿件160將柔性片材22連接到梁162和164。在圖13(a)中，波長的遞減與傳動桿160遞減的長度和連桿間的距離成正比。在圖13(b)中，傳動桿160隨著連桿間距離的加大而加長，從而在柔性片材22中產(chǎn)生波長遞增的波動。這顯示出了在波幅保持恒定的條件下的波長與連桿長度之間的關(guān)系。還示出了如何通過一個單一的機(jī)構(gòu)獲得沿其長度方向波長變化的裝置。由此還可以得出，由于不論波長如何，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈波均向前行進(jìn)一個波長，因此隨著波長縮短波速將降低，而隨著波長再次增加波速也再次提高。
因此，利用本裝置通過調(diào)節(jié)連桿件長度、梁上的連桿間隔以及不同梁上的連桿件的空間交錯關(guān)系，可以產(chǎn)生具有預(yù)選波長的橫向行波。
橫波的波幅是由曲軸長度確定的，曲軸長度定義為曲軸旋轉(zhuǎn)中心至梁在曲軸上的連接點(diǎn)的距離，并且等于波峰至波谷的總波幅的一半。因此，在圖4所示曲軸組件作圓周運(yùn)動的情況下，從軸56的中心至銷74的中心的距離增大將導(dǎo)致波幅增大。這對應(yīng)于梁30的連接點(diǎn)沿著板60(62)的徑向距離增大。
圖14示出了波動床的一個替換性實(shí)施例，該波動床帶有一個曲軸組件180(結(jié)構(gòu)類似于圖3中的曲軸組件42)，用以在兩個梁組174和176之間起連接和傳力作用。梁組174包括三個梁180、182和184，它們分別連接著梁組176中的梁180′、182′和184′?？辙D(zhuǎn)曲軸可以位于每個梁組的另一端。柔性片材22通過傳動桿190連接著相應(yīng)的梁。曲軸180的軸線192位于柔性片材22的平面內(nèi)，因而在梁間樞點(diǎn)處的彎曲不會導(dǎo)致片材加長。梁和傳動桿也位于柔性片材兩側(cè)，因而鉸鏈和梁不會與柔性片材發(fā)生干涉?；蛘?，該機(jī)構(gòu)可以翻折過來，如側(cè)視圖中所示，以便更緊湊地包裝。這個實(shí)施例允許在任何曲軸上安裝單一驅(qū)動裝置，以便通過(多個)鉸接關(guān)節(jié)傳力，而且柔性片材不但能夠沿其長度傳播波動，而且能夠繞著鉸接點(diǎn)彎曲。這一點(diǎn)對于波動床而言可能很重要，因為鉸鏈?zhǔn)沟么材軌蛳蛏戏D(zhuǎn)而形成后背支承，如側(cè)視圖中所示醫(yī)用床或靠椅等等所需要的那樣。圖14示出了一個六梁機(jī)構(gòu)中的第二梁在一個公用曲軸上翻轉(zhuǎn)的情景。在三梁機(jī)構(gòu)中，曲柄銷彼此相隔120度，而非圖示的60度。
圖15(a)至15(f)示出了一個以200表示的雙梁系統(tǒng)，其包括一個單一的曲軸202和三個用于將每個梁206和208連接到柔性基片22上的傳動桿204?？梢岳斫猓鶕?jù)本發(fā)明的最簡單的可行波動產(chǎn)生裝置的每個梁上只有兩個傳動桿。圖15(a)至15(f)顯示了一個進(jìn)程，相鄰圖之間的曲軸角度前進(jìn)了60度，在該進(jìn)程中波前進(jìn)了一個完整波長而返回起點(diǎn)。柔性片材22附著在210處，以限制其水平移動，因而它只能豎直移動。梁沿著圓弧旋轉(zhuǎn)，從而向柔性片材傳遞豎直偏移并同時產(chǎn)生一個斜度，該斜度等于擬正弦波表面的標(biāo)準(zhǔn)正切角。由于每個傳動桿向柔性片材22施加兩個約束(豎直偏移和傾斜)，因此可以利用最少的活動零件、最佳的機(jī)械效益和最低的機(jī)械復(fù)雜性產(chǎn)生波動。
圖16、17、18(a)和18(b)中示出了曲軸組件的一個優(yōu)選實(shí)施例，其適用于四梁組，梁組中的每個梁之間帶有90°相位差。特別參照圖16和17，所示曲軸400的一段上帶有四個從軸上切出的開槽段。每個開槽切口段分別包括一個彎曲槽部402和位于彎曲部402兩側(cè)的兩個平直臺肩段404。帶有內(nèi)部圓筒段410和外部圓筒段412的圓筒軸承組件408安置在每個開槽段中，圓筒軸承組件的內(nèi)部段410上的彎曲表面的一部分安置在被加工得具有匹配曲率的彎曲段402中。通過將月牙形夾持件412插入軸與段410的內(nèi)部彎曲表面之間，軸承組件408被保持在位于軸400上的這個位置上。圖16中所示的軸用在四梁組中，以使軸承相對于相鄰軸承旋轉(zhuǎn)偏移90°的相位差，從而構(gòu)成總體360°。
參照圖18(a)和18(b)，梁424的一端具有一個切口段422，通過將緊固件428穿過夾持盤426和梁中的孔，一個軸承組件408被夾持在兩個夾持盤426之間，從而被保持在切口段中。通過將軸承組件408固定到軸400上(圖16)并連接到梁424上，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動軸400(圖16)時，軸和內(nèi)部圓筒段410將在球軸承414上相對于外部段412旋轉(zhuǎn)，從而帶動每個梁在圓形軌道上繞著附著在梁上的軸承的中心作運(yùn)動，每個梁分別與前一梁具有90°的相位差。
盡管前面根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例描述和顯示了用于在床、椅子和類似物中產(chǎn)生波動的波動產(chǎn)生裝置，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，可以對本發(fā)明作出各式各樣的改型，這些改型也落在這里所述發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，由于連桿只旋轉(zhuǎn)通過小角度，因此它們可以被替換為柔性指，以取代以可旋轉(zhuǎn)方式連接著梁的剛性連桿。這樣還能進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)并減少零件數(shù)量。參照圖19，梁32′通過柔性彈簧件140附著在肋100上，從而將梁連接到柔性片材22上。梁上切出了槽142，彈簧件140上的一個支架段144插入槽中以形成摩擦配合，從而將彈簧件連接到梁上。在操作中，隨著梁被驅(qū)動，彈簧140將彎曲，而梁將基本上繞著圓形區(qū)域146旋轉(zhuǎn)。
此外，剛性裝置可以被替換為柔性傳力裝置，例如在各個曲軸位置連接并同步驅(qū)動連桿的鏈條或齒形帶。
細(xì)長梁和柔性片材可以被仿形加工，以遵循于一個結(jié)構(gòu)特征，例如適合于人體解剖學(xué)的裝置，其中平面柔性件可以提供結(jié)構(gòu)支承表面。梁可以是柔性的，從而在垂直于波行進(jìn)軌跡的任何軸線上隨動于可變彎曲路徑。
參照圖20，根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的波動椅子總體上在130處顯示出來，其具有一個后背倚靠部分132和一個就座部分134。梁136、148、150、152、154和156是大致L形的，以使后背倚靠部分132和就座部分134中的梁被類似于圖4所示機(jī)構(gòu)42的驅(qū)動機(jī)構(gòu)158驅(qū)動。由于每個梁中的每個點(diǎn)也是進(jìn)行圓周運(yùn)動(不論點(diǎn)的形狀如何)，因此會產(chǎn)生沿后背倚靠部分向下和沿著椅子130的就座部分134的行波。椅子還可以構(gòu)造得類似于圖14中的床170，即兩組梁以可旋轉(zhuǎn)的方式相連，其中一組梁對應(yīng)于后背倚靠部分，而另一組梁對應(yīng)于椅子的就座部分。曲軸和電機(jī)可以安置在兩組梁的鉸接點(diǎn)處，而空轉(zhuǎn)曲軸安置在每組梁的自由端。應(yīng)當(dāng)理解，電機(jī)可以安裝在任何曲軸上，非驅(qū)動曲軸被稱作空轉(zhuǎn)曲軸。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，只需兩組梁即可產(chǎn)生同步波動，然而為了在電機(jī)驅(qū)動曲軸與空轉(zhuǎn)曲軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，需要有三個梁。雙梁機(jī)構(gòu)在兩個梁排列成一條直線時存在一個不穩(wěn)定點(diǎn)。在這個位置上，曲軸的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)不一定能導(dǎo)致空轉(zhuǎn)曲軸的任何旋轉(zhuǎn)。當(dāng)雙梁系統(tǒng)排列在不穩(wěn)定點(diǎn)時，機(jī)構(gòu)可能會被鎖住，或者空轉(zhuǎn)曲軸可能反轉(zhuǎn)。在包括至少三個梁的系統(tǒng)中，這些梁永遠(yuǎn)不會同時排列在一條直線上，而且各梁被迫處于平行位置，因此不存在不穩(wěn)定點(diǎn)。
圖21(a)和21(b)顯示的是利用本發(fā)明的波動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)構(gòu)造船224的推進(jìn)系統(tǒng)中的自動推進(jìn)式舵222。自動推進(jìn)式舵包括兩個梁226和228，其中一個驅(qū)動電機(jī)和一個曲軸組件230用于驅(qū)動這兩個梁并在柔性片材232上產(chǎn)生正弦波動，柔性片材通過至少兩個傳動桿234連接著梁226并通過至少兩個傳動桿236連接著梁228。一個電機(jī)安裝梁238連接著船224，用以支承電機(jī)和曲軸組件。柔性片材232的大部分浸入水中并被用作舵，舵222以可旋轉(zhuǎn)的方式在238處連接著船224并且通過一個舵柄240而手動操作。電機(jī)/曲軸機(jī)構(gòu)230位于水位上方，因而只有薄柔性片材232浸入水中，以使阻力最小化。本申請包括這種舵用于水、空氣或其他介質(zhì)中的所有情況。
帶有單一曲軸的系統(tǒng)受到限制，即波形不一定是正弦曲線，這是因為梁沒有被迫平行排列。通過按下柔性片材的一端，另一端將抬起而波會變形。這在基于本波動產(chǎn)生裝置的推進(jìn)系統(tǒng)中具有優(yōu)勢。在推進(jìn)系統(tǒng)中，波采用水阻力最小的形狀，以將更多的波能直接轉(zhuǎn)化成推進(jìn)力。這樣可以產(chǎn)生形狀和波幅沿行進(jìn)方向變化的波動。
圖22示出了一種波動產(chǎn)生裝置300，其毗鄰一個剛性表面302，從而在裝置操作時使得形成在柔性膜片308與平坦表面之間的空腔304、306隨著波移動。在這種結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的功能類似于蠕動泵。在與圖13(a)和13(b)中的特征組合時，空腔304、306的容積可以沿著波動路徑變化，從而對諸如壓氣機(jī)或真空泵等中的流體進(jìn)行壓縮和解壓。通過例如將柔性片材308更換為柔性管，可以獲得穿過柔性管的蠕動泵。因此可以理解，本發(fā)明提供了在任何柔性件中產(chǎn)生橫波的途徑，而不是局限于平面片材。
橫向行波定義為這樣的波，即波的擾動上下移動，同時波沿著與擾動方向呈直角的方向移動。橫波產(chǎn)生機(jī)構(gòu)包括用于確定波動表面的柔性件以及從波動表面伸向局域曲軸連接樞點(diǎn)的至少一個直角凸塊(連桿)。為了產(chǎn)生橫向行波，多個從柔性件伸向連接樞點(diǎn)的凸塊被局域曲軸同步驅(qū)動。以可旋轉(zhuǎn)方式連接在梁上的每個連桿件的端部振動位于正交軸線所確定的平面內(nèi)，其中一根軸線平行于橫向行波的行進(jìn)方向，而另一根軸線平行于波的擾動方向，該擾動方向垂直于波的行進(jìn)方向。
從波動表面伸出的凸塊被這樣選擇，以使凸塊端點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為近乎圓形。圖22最清楚地示出了這種情況。在圖11中，元件100、92和88一起構(gòu)成了從波動表面22伸向梁38遠(yuǎn)端樞點(diǎn)的凸塊。用在床和椅子中的連桿是一種專用裝置，用以構(gòu)成從波動表面所在平面伸出的剛性凸塊。在波幅(±a)相對于波長(w)而言很小的情況下，即a＜＜w，軌跡幾乎是精確的圓形。在波幅a＜w/10的情況下，即這里公開的床和椅子的典型情況，軌跡是非圓形的，因此被沿著圓形路徑驅(qū)動的曲軸將產(chǎn)生擬正弦波，換言之，不是精確的正弦波，而是功能仍與正弦波相同的波。對于更大的相對波幅，曲軸必須被驅(qū)動著以非線性速度通過非圓形弧線，否則波動表面的變形會變得太大而無法保持功能波動分布。非線性轉(zhuǎn)速是必需的，這是因為對于較大波幅而言，凸塊端部在其相軌跡中的某些時間內(nèi)的移動速度遠(yuǎn)大于其他時間內(nèi)的速度。波動表面上的凸塊在相對波幅的有限范圍內(nèi)通過這樣一個點(diǎn)，即軌跡是擬圓形的而且旋轉(zhuǎn)速率是非恒定的，這個事實(shí)對于這種機(jī)構(gòu)的功能和限制而言是一個關(guān)鍵。
傳動桿(兩個或多個)是可選項。它們是使兩個或多個彼此同相的曲軸同步運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)措施，而且可能是由單一動力源驅(qū)動多個這種曲軸的最簡單途徑。在驅(qū)動平面?zhèn)鲃訔U時，單一曲軸可以有效地提供一種非常簡便的途徑，以將曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到相連的任何點(diǎn)上，特別是那些波動凸塊軌跡為擬圓形的伸出連接點(diǎn)。這種同步曲軸方法的缺點(diǎn)是它是剛性的。波必須隨動于一個預(yù)定路徑，除非波中的一些部分被解耦。從原理上講，可以在每個曲軸位置安裝并同步電氣驅(qū)動一個齒輪/電機(jī)，以產(chǎn)生波動。在這樣的實(shí)施例中，可以獲得柔性波動路徑。各曲軸還可以通過皮帶或鏈條相連，從而被一個公用動力源驅(qū)動。
還可以理解，不是必須利用一個公用動力源驅(qū)動所有傳動桿。對于較高的相對波幅，優(yōu)選采用解耦傳動桿，從而可以以更精確的軌跡和相位可調(diào)的角速度驅(qū)動各個單獨(dú)的連桿。對于大功率、大波幅推進(jìn)器，優(yōu)選采用這種構(gòu)造。
參照圖23至26，用于產(chǎn)生變波幅波動的裝置的一個實(shí)施例總體上在600處示出。變波幅波動產(chǎn)生裝置包括用以產(chǎn)生橫波的柔性片材602。兩個同步梁604和606上帶有若干連桿608，每個連桿在其一端以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著梁，并在另一端連接著柔性片材602。各個連桿608沿著每個梁而彼此相隔，連桿之間的間隔確定了片材602中所產(chǎn)生的橫波的波長。一個齒輪電機(jī)610剛性連接著梁604，而且電機(jī)具有一個旋轉(zhuǎn)輸出傳動端612。機(jī)構(gòu)中包括一個變波幅曲軸機(jī)構(gòu)，后者包含一個板614，該板剛性連接著齒輪電機(jī)610的輸出傳動端612，以使板614能夠隨著輸出傳動端旋轉(zhuǎn)。一個承載板616包括一個軸620和一個手柄622，一個中心槽624沿著軸向下延伸。軸620穿過一個軸承619，該軸承安裝在一個穿通梁606的孔中，而且板616可以相對于梁606自由旋轉(zhuǎn)。
通過將一個銷26穿入兩個板上的從板中心偏置的孔中，板614和616以可旋轉(zhuǎn)的方式附著在一起。這樣，銷626確定出一個樞點(diǎn)，以使板614和616彼此相對旋轉(zhuǎn)。板614包括一個位于板中心的孔，一個安置在軸620中的鎖銷628如圖所示咬合在每個板的中心孔中，以使片材如圖24所示處于平坦?fàn)顟B(tài)。鎖銷628包括一個把手630，用于將鎖銷從板中抽出。特別參照圖26，板614包括多個孔634、636和638，它們足夠大，因而鎖銷628能夠插入每個孔中。
當(dāng)通過將鎖銷628咬合在每個板的中心孔中而使板614和616彼此同心對齊后，如圖23和24所示，柔性片材602是平坦的?，F(xiàn)在參照圖25和26，通過拉動把手630而將銷628從板614和616的中心孔中抽出，可以調(diào)節(jié)片材602所產(chǎn)生橫波的波幅。一旦各板被松開而能夠彼此相對旋轉(zhuǎn)，手柄622即可以旋轉(zhuǎn)，以使板616繞著銷626確定的樞點(diǎn)相對于板614旋轉(zhuǎn)。板616旋轉(zhuǎn)直至其中心孔624(圖23)與板614上的孔634、636和638(圖24)中的一個對準(zhǔn)，之后銷628插入孔中，以將各板鎖定在一起。隨著手柄622的旋轉(zhuǎn)，梁606相對于梁604旋轉(zhuǎn)，從而在片材602中產(chǎn)生波動，波幅取決于板614上的哪個孔與板616的中心孔對準(zhǔn)。手柄622旋轉(zhuǎn)得越多，則波幅越大。圖25和26示出了隨著曲軸偏心增大，波幅也成比例增大。當(dāng)齒輪電機(jī)610啟動后，輸出傳動端612將帶動承載板614旋轉(zhuǎn)，后者又驅(qū)動板616。由于板616相對于板614非同心安置，因此當(dāng)板616在一個環(huán)繞著輸出傳動端612旋轉(zhuǎn)軸線的圓周上旋轉(zhuǎn)時，梁606上的部分將產(chǎn)生繞著被軸620穿過的孔的圓周運(yùn)動。因此梁上的所有點(diǎn)均作圓周運(yùn)動。由于梁604也以與梁606相同方式連接著片材602，因此梁上的所有點(diǎn)也同樣被迫作圓周運(yùn)動，但梁604相對于梁606有一個相位差，從而在片材602中產(chǎn)生橫波。
圖23至26中所示的變波幅波動產(chǎn)生機(jī)構(gòu)用于增大曲軸的偏心，以使橫波的波幅增大。偏心是通過將兩個偏心圓盤相連并彼此相對旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用多種不同方法實(shí)現(xiàn)相同的效果。
圖27示出了位于500處的廣告牌，其使用了這里公開的波動產(chǎn)生裝置，其中波動表面502用作活動廣告牌、鏡面或投影屏幕。利用波動產(chǎn)生裝置可以從靜態(tài)圖像產(chǎn)生活動圖像。在波動表面上涂覆上全息花紋，可以獲得視覺趣味和目光吸引效果。
圖28示出了波動產(chǎn)生裝置510，其與行走底腳512組合，從而在操作中使裝置基本上沿著箭頭所示行波方向“行走”。512處的行走底腳表示從波動表面伸向諸如地面等表面上接觸點(diǎn)的凸塊。在接觸點(diǎn)處，底腳512的端點(diǎn)向著波動行進(jìn)方向的反向移動，而當(dāng)?shù)啄_從表面抬升起來后會改變移動方向，從而獲得沿波動行進(jìn)方向的行走或履帶式運(yùn)動。
圖29示出了本波動產(chǎn)生裝置520裝有柔性梁522和524并且具有變化波動軌跡時的情況。
圖30示出了位于540處的波動產(chǎn)生裝置的一個替換性實(shí)施例，其中波動通過樞點(diǎn)542傳遞，從而在間壁上產(chǎn)生波的鏡像投影。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在將本發(fā)明的基本方面推廣到范圍非常寬廣的實(shí)施例和應(yīng)用時，具有巨大的靈活性，而且這里包含的各實(shí)施例只是多種可能性中的少量幾個。
因此，前面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所作描述是用于解釋本發(fā)明的原理，而非將本發(fā)明限制在所示的特定實(shí)施例。可以認(rèn)為所有這些實(shí)施例中確定的本發(fā)明范圍包括在權(quán)利要求書及其等效物中。
權(quán)利要求
1．一種波動產(chǎn)生裝置，其包括a)一個柔性件；b)至少一個連桿件，其具有對置的第一和第二端部，該至少一個連桿件在其第一端部剛性連接著上述柔性件；以及c)振動驅(qū)動裝置，至少一個連桿件在其第二端部以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著振動驅(qū)動裝置，以將振動傳遞到至少一個連桿件的第二端部，從而在操作中當(dāng)振動驅(qū)動裝置啟動后，第二端部將進(jìn)行振動，以在柔性件中產(chǎn)生橫向波。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個連桿件是多個連桿件，而且上述振動驅(qū)動裝置同步驅(qū)動上述多個連桿件，各個連桿件之間具有有效相位，從而在柔性件中產(chǎn)生橫向行波。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，每個連桿件的第二端部的振動位于一個由正交軸線確定的平面內(nèi)，其中一根軸線平行于波的行進(jìn)方向，另一根軸線垂直于波的行進(jìn)方向并且平行于波的擾動方向。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，上述振動驅(qū)動裝置產(chǎn)生圓周運(yùn)動。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的裝置，其特征在于，柔性件是大致平面柔性件。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，振動驅(qū)動裝置包括一個具有旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸組件，該組件包含至少兩個細(xì)長梁，每個梁分別具有一個從上述旋轉(zhuǎn)軸線徑向偏置的曲軸連接位置并且在上述曲軸連接位置連接著上述曲軸組件，位于上述至少兩個梁上的上述曲軸連接位置彼此偏置一個預(yù)定角位移，至少一個連桿件是沿上述至少兩個細(xì)長梁彼此相隔的多個連桿件，每個連桿件分別在其第二端部以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著它的相關(guān)梁，而且上述振動驅(qū)動裝置同步驅(qū)動兩個細(xì)長梁，各個梁之間具有有效相位，從而在平面柔性件中產(chǎn)生橫向行波。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，曲軸裝置可以沿順時針和逆時針方向轉(zhuǎn)動，而且當(dāng)上述曲軸組件順時針轉(zhuǎn)動時，橫向行波沿一個方向產(chǎn)生于上述平面柔性件中，當(dāng)上述曲軸組件逆時針轉(zhuǎn)動時，橫向行波沿相反方向產(chǎn)生于上述平面柔性件中。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，每個上述連桿件分別具有一個有效長度，波長與有效長度成正比，而且以可旋轉(zhuǎn)方式連接在任一梁上的各連桿件彼此相隔一個波長并且相對于其余梁上的連桿以預(yù)定的相隔空間形態(tài)安置，以產(chǎn)生預(yù)定波長的橫向行波。
9．根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的裝置，包括一個床架，平面柔性件被床架支承著并且大得足以形成供使用者躺臥的波動床表面。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，平面柔性件和連桿件由塑料制成并且模塑或擠出為單件整體結(jié)構(gòu)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，上述振動驅(qū)動裝置和曲軸組件沿著梁連接在至少兩個梁的大致中央。
12．根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的裝置，包括與至少兩個梁相連并與上述曲軸組件相隔的至少一個空轉(zhuǎn)曲軸組件。
13．根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，上述振動驅(qū)動裝置和曲軸組件在上述至少兩個細(xì)長梁的一個端部連接在上述梁上。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，包括與至少兩個梁相連并與上述曲軸組件相隔著安置在上述細(xì)長梁另一端部的至少一個空轉(zhuǎn)曲軸組件。
15．根據(jù)權(quán)利要求9、10、11、12、13或14所述的裝置，其特征在于，振動驅(qū)動裝置產(chǎn)生圓周運(yùn)動，而且所有上述連桿件具有大致相等的長度，以產(chǎn)生波長恒定的大致正弦行波。
16．根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的裝置，包括一個椅架，平面柔性件被椅架支承著并且大得足以形成供使用者就座或倚靠的波動支承表面。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，上述至少兩個梁是彎曲的，從而提供出一個就座部分和一個后背倚靠部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，振動驅(qū)動裝置和曲軸組件連接在梁的一個端部，一個空轉(zhuǎn)曲軸安置在梁的另一端部。
19．根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，上述至少兩個梁包括至少第一組梁件和第二組梁件，所有上述第一組梁件確定出第一支承段，而所有上述第二組梁件確定出第二支承段，第一支承段可以相對于第二支承段旋轉(zhuǎn)移動和鎖定。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，第一支承段是后背倚靠部分，而第二支承段是就座部分。
21．根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的裝置，其特征在于，上述振動驅(qū)動裝置和上述曲軸組件在兩組梁間的樞軸連接處與上述第一和第二組梁相連。
22．根據(jù)權(quán)利要求20或21的裝置，包括在第一組梁的一個端部與第一組梁相連的第一空轉(zhuǎn)曲軸組件和在第二組梁的一個端部與第二組梁相連的第二空轉(zhuǎn)曲軸組件。
23．根據(jù)權(quán)利要求16、17、18、19、20、21或22所述的裝置，其特征在于，平面柔性件和連桿件由塑料制成并且模塑或擠出為單件整體結(jié)構(gòu)。
24．根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，上述至少兩個細(xì)長梁是兩個細(xì)長梁。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，振動驅(qū)動裝置安裝在一個支架件上，該支架件連接著一個可以附著到船上的舵柄，而且上述柔性件從上述梁向下降低，當(dāng)上述裝置連接到位于水域中的船上時，上述平面柔性膜片的一部分位于水域表面之下而且沿上述平面柔性件產(chǎn)生的橫向行波可以產(chǎn)生推進(jìn)力。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，上述振動驅(qū)動裝置和曲軸組件沿著梁連接在兩個梁的大致中央。
27．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的裝置，其特征在于，上述連桿件是柔性彈簧連接器，它們每個分別在其一個端部剛性連接著平面柔性件并在其另一端部連接著一個相關(guān)細(xì)長梁，而且每個彈簧連接器在端部之間的樞點(diǎn)處彎折。
28．一種波動產(chǎn)生裝置，其包括a)振動驅(qū)動裝置，其包含一個曲軸組件b)至少兩個細(xì)長梁，它們每個均連接著上述曲軸組件，其中振動驅(qū)動裝置同步驅(qū)動至少兩個細(xì)長梁，至少兩個細(xì)長梁之間具有預(yù)定的相位角；以及c)一個柔性件，至少兩個細(xì)長梁中的每個分別包括至少兩個連桿件，連桿件彼此相隔并且在連桿件第二端部以可旋轉(zhuǎn)方式連接著梁，至少兩個連桿件中的每個分別具有剛性連接在柔性件上的第一端部，至少兩個連桿件具有有效長度，從而在振動驅(qū)動裝置啟動后，第二端部將進(jìn)行振動，以在柔性件中產(chǎn)生橫向行波。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，每個連桿件的第二端部的振動位于一個由正交軸線確定的平面內(nèi)，其中一根軸線平行于波的行進(jìn)方向，另一根軸線垂直于波的行進(jìn)方向并且平行于波的擾動方向。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，每個上述連桿件分別具有一個有效長度，而且以可旋轉(zhuǎn)方式連接在任一梁上的各連桿件彼此相隔一個有效距離并且相對于其余梁上的連桿以預(yù)定的相隔空間形態(tài)安置，以產(chǎn)生預(yù)定波長和波幅的橫向行波。
31．根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8所述的裝置，其特征在于，大致平面柔性件是具有視覺特征的廣告牌、鏡面和投影屏幕中的任何一種。
32．根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，柔性件是用于使材料從中抽吸通過的細(xì)長柔性管。
33．根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8所述的裝置，其特征在于，從平面柔性件的有效位置伸向一個支承表面的凸塊可以使裝置產(chǎn)生在支承表面上的行走運(yùn)動。
34．根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，每個細(xì)長梁分別具有一個沿其長度的曲率，從而隨動于與波的行進(jìn)軌跡相垂直的任何軸線上的彎曲路徑。
35．根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，細(xì)長梁和柔性件被仿形而遵循于人體解剖學(xué)輪廓，而且平面柔性件是一個解剖學(xué)支承表面。
36．根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，其特征在于，梁隨動于與波的行進(jìn)軌跡相垂直的任何軸線上的可變彎曲路徑。
37．根據(jù)權(quán)利要求6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35或36所述的裝置，其特征在于，振動驅(qū)動裝置包括一個具有旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸組件，而且曲軸組件包括調(diào)節(jié)裝置，用于在至少第一和第二細(xì)長梁之間提供曲軸長度調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)橫向行波的波幅。
38．根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)裝置包括第一驅(qū)動板和第二驅(qū)動板，它們每個分別具有一個旋轉(zhuǎn)軸線，第一驅(qū)動板剛性連接著振動驅(qū)動裝置的傳動軸，該傳動軸具有與第一驅(qū)動板旋轉(zhuǎn)軸線共線的旋轉(zhuǎn)軸線，第二驅(qū)動板在從兩個驅(qū)動板的旋轉(zhuǎn)軸線徑向偏置的位置上以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著上述第一驅(qū)動板，并且包括鎖定裝置，以將第二驅(qū)動板相對于第一驅(qū)動板鎖定在至少一個位置上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在諸如床、椅子和類似物中產(chǎn)生波動的波動產(chǎn)生裝置。裝置在一個方面包括一個電機(jī)驅(qū)動的曲軸,曲軸上連接著若干縱向梁。安裝在曲軸上的梁以這樣的方式彼此偏置,從而在梁間產(chǎn)生相移。每個梁帶有若干連桿,連桿在一端以可旋轉(zhuǎn)的方式連接著每個梁,而且各連桿沿著每個梁相隔一段距離,該距離等于所產(chǎn)生波的理想波長。每個連桿的另一端連接在構(gòu)成床或椅子支承表面的柔性膜片上。不同梁上的連桿相隔相等的相位差,以便在柔性膜片中產(chǎn)生行波,從而每當(dāng)曲軸組件旋轉(zhuǎn)一整圈便移過一個完整的波。在另一個實(shí)施例中,電機(jī)被替換成發(fā)生器,而被諸如流體等驅(qū)動的柔性膜片的機(jī)械運(yùn)動被轉(zhuǎn)換成其他類型的機(jī)械能或電能。
文檔編號A61H1/00GK1312701SQ99809701
公開日2001年9月12日 申請日期1999年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月23日
發(fā)明者約翰·H·薩林格 申請人:約翰·H·薩林格