專利名稱：個(gè)人用的振蕩電氣產(chǎn)品特別是干式剃須刀所用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)能夠以振蕩方式運(yùn)動(dòng)的個(gè)人使用產(chǎn)品的特別是干式剃須刀的工作裝置。
用一個(gè)往復(fù)移動(dòng)的切割刀組件切割胡須的干式剃須刀，是帶有一個(gè)振蕩工作裝置的家用電器的典型例子。振蕩的干式剃須刀傳統(tǒng)地由旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)，如直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)通過(guò)適當(dāng)?shù)钠膫鲃?dòng)裝置轉(zhuǎn)換成一個(gè)直線振蕩。
與這類傳動(dòng)方案不同，工作裝置的直線振蕩也可以直接由一個(gè)直接的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生。這樣不需要將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線振蕩的偏心傳動(dòng)裝置。
例如，一種準(zhǔn)直線直接驅(qū)動(dòng)器的形式是所謂的振蕩電樞馬達(dá)(例如參見(jiàn)，DE 3139523 A1)。然而，這樣的振蕩電樞馬達(dá)是有缺點(diǎn)的，一方面，它們僅能用220伏線路電壓工作，這使得它們不適用以電池為電源的裝置，另外，它們產(chǎn)生很大的雜散磁場(chǎng)。
還公知一種干式剃須刀的振蕩驅(qū)動(dòng)器，其中一個(gè)能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振蕩的轉(zhuǎn)子裝置，經(jīng)由偏轉(zhuǎn)滑輪，通過(guò)一個(gè)繩索控制器連接到切割刀組件，驅(qū)動(dòng)所述切割刀組件(參見(jiàn)DE 41 17 225 A1)。以線路電壓工作的這個(gè)振蕩驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)較低的效率，它的尺寸方面也不能令人滿意。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軟聯(lián)接限制它的效率。
作為一個(gè)干式剃須刀的直接驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)直線永久磁馬達(dá)也是公知的。其中一個(gè)帶有永久磁體的運(yùn)動(dòng)裝置，以帶有勵(lì)磁繞組的定子上方的懸橋的方式，由片簧懸掛(參見(jiàn)WO 95/26261)，并驅(qū)動(dòng)一個(gè)耦接的切割刀組件。一個(gè)傳感器監(jiān)視運(yùn)動(dòng)單元的速度，一個(gè)控制器依靠它改變供給馬達(dá)的電源，以致，運(yùn)動(dòng)裝置的振蕩的振幅保持不變。然而，這個(gè)公知的干式剃須刀的直接驅(qū)動(dòng)器復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不緊湊。僅能夠用極大的成本取得高效率需要的精度。
因此，本發(fā)明的目的是提供，一種本文開(kāi)頭所述的改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以避免公知驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)。特別理想的是，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是簡(jiǎn)單的，并達(dá)到高效率地穩(wěn)定工作。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)一個(gè)所謂原始類的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)永久磁體的馬達(dá)，具有一個(gè)帶勵(lì)磁繞組的定子，和一個(gè)轉(zhuǎn)子，后者帶有至少一個(gè)位于定子磁場(chǎng)中的永久磁體，并可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)軸上，并帶有一個(gè)復(fù)位裝置，將轉(zhuǎn)子返回到停止的位置，使得轉(zhuǎn)子能夠在停止位置附近振蕩；一個(gè)耦接裝置，將轉(zhuǎn)子耦接到工作單元，其中耦接裝置以間隔開(kāi)轉(zhuǎn)子軸的關(guān)系連接到轉(zhuǎn)子；一個(gè)測(cè)定裝置，測(cè)定轉(zhuǎn)子的振蕩；和一個(gè)激勵(lì)裝置，響應(yīng)測(cè)定的振蕩運(yùn)動(dòng)激勵(lì)永久磁體馬達(dá)，設(shè)置頻率控制件，以大約與轉(zhuǎn)子的共振頻率相應(yīng)的頻率激勵(lì)永久磁體馬達(dá)。
構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)子的永久磁體運(yùn)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸承裝置提供了高穩(wěn)定性和剛性的優(yōu)點(diǎn)。與直線馬達(dá)情況下中呈一個(gè)懸橋方式的彈簧懸掛不同之處在于，旋轉(zhuǎn)振蕩馬達(dá)中的轉(zhuǎn)子不經(jīng)受任何搖動(dòng)。在干式剃須刀中旋轉(zhuǎn)振蕩馬達(dá)導(dǎo)致減小的箔網(wǎng)磨損，允許在箔網(wǎng)和切割刀組件之間保持一個(gè)較小的距離。優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣隙能夠很小，特別是在0.5毫米左右或更小。鑒于旋轉(zhuǎn)軸承的設(shè)置，轉(zhuǎn)子和定子之間不可能接觸。這造成一個(gè)高效率。
工作裝置不與轉(zhuǎn)子軸耦接，但是由所述耦接裝置直接偏心連接轉(zhuǎn)子本體。因此取得有利的杠杠比和高的剛度。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)向工作單元的剛性的直接傳動(dòng)，顯示出高效率，特別對(duì)于遠(yuǎn)超過(guò)電源頻率的高頻振蕩，并且是這樣的高頻振蕩終究可行的原因。
經(jīng)由連接到轉(zhuǎn)子的探測(cè)裝置，得到轉(zhuǎn)子的振蕩反饋的激勵(lì)單元，激勵(lì)定子的勵(lì)磁繞組，使得轉(zhuǎn)子以一個(gè)大致相應(yīng)于轉(zhuǎn)子和復(fù)位裝置所構(gòu)成的系統(tǒng)的共振頻率的頻率而振蕩。共振運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到很高的效率。不同于低效的笨重的直線運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，鑒于所述激勵(lì)裝置，能夠取得104次/分范圍的很高工作頻率，因此使得能夠縮短剃須時(shí)間。與工作單元的剛性耦接相結(jié)合，能夠補(bǔ)償負(fù)荷高峰，如在很快剃須時(shí)發(fā)生的，特別是從一個(gè)半周期到下一個(gè)半周期時(shí)。這達(dá)到一個(gè)較高的質(zhì)量和處理速度。高效率的結(jié)果是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠構(gòu)成小的尺寸。與作為轉(zhuǎn)子的馬達(dá)元件的結(jié)構(gòu)一起，因此能夠取得很緊湊的設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子具有不同材料制造的各部分。特別是，轉(zhuǎn)子可以具有一個(gè)高導(dǎo)磁率軟磁材料制造的內(nèi)芯和各個(gè)永磁材料制造的磁極。相反，轉(zhuǎn)子也能夠具有永磁材料的內(nèi)芯和高導(dǎo)磁率軟磁材料制造的磁極。鑒于永久磁體制造的極具有較小的雜散損失，氣隙的磁場(chǎng)和驅(qū)動(dòng)器的輸出和效率比第二種安排的高。而且，從勵(lì)磁繞組的終端看，馬達(dá)的電感較小。因此，允許電流較快地增加，這又提高出力。優(yōu)選地構(gòu)成轉(zhuǎn)子使得電感與轉(zhuǎn)子的位置無(wú)關(guān)。這簡(jiǎn)化了馬達(dá)的電子激勵(lì)裝置。轉(zhuǎn)子軸由軟磁材料加工成的，不是較難加工的磁性材料的也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這顯著簡(jiǎn)化制造過(guò)程。
轉(zhuǎn)子也能夠由永磁材料構(gòu)成。此時(shí)，轉(zhuǎn)子軸最好不是由永磁材料制造。就效率來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子完全由永磁材料制造的實(shí)施例是特別好的。但是，前述的實(shí)施例在制造和加工方面具有優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，復(fù)位裝置與轉(zhuǎn)子軸間隔開(kāi)連接到轉(zhuǎn)子。因此，復(fù)位裝置不接合轉(zhuǎn)子軸。使用在轉(zhuǎn)子上作用的一個(gè)杠杠臂來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的精確的振蕩。應(yīng)理解，復(fù)位裝置也能夠作用在工作單元上。最好經(jīng)由將工作單元連接到轉(zhuǎn)子的耦接裝置將復(fù)位力轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子上。因此復(fù)位裝置在工作上與耦接裝置相關(guān)。
將轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)子的偏移位置到停頓位置的復(fù)位可以有各種方式。例如，可以用磁場(chǎng)產(chǎn)生彈簧型的復(fù)位力，例如，復(fù)位磁體能夠附到轉(zhuǎn)子上，起一個(gè)磁性的復(fù)位裝置的作用。磁性的復(fù)位力也能夠與其他的復(fù)位裝置結(jié)合使用。優(yōu)選地，通過(guò)一個(gè)機(jī)械彈簧裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子復(fù)位。為此可使用簧片或螺旋彈簧。復(fù)位裝置最好包括一個(gè)返回彈簧，它帶有一個(gè)具有一緊固到轉(zhuǎn)子的緊固部分和一個(gè)包圍緊固部分的線圈部分。以此方式能夠獲得復(fù)位裝置的一個(gè)特別緊湊的和節(jié)省空間的設(shè)置。優(yōu)選地，復(fù)位裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)子的端部上，特別是，緊固部分能夠連接到轉(zhuǎn)子的端部上。
返回彈簧優(yōu)選地平面結(jié)構(gòu)的，以使得復(fù)位裝置占據(jù)小的結(jié)構(gòu)空間。緊固部分和包圍它的線圈部分在一個(gè)平面中延伸。返回彈簧的厚度由材料的厚度確定。
通過(guò)將緊固部分構(gòu)成大致Z形的結(jié)構(gòu)，一對(duì)接合部分基本平行地在相反的位置，并且線圈部分帶有從各接合部分以螺線形向外延伸的一對(duì)線圈臂，獲得一種特別有利的返回彈簧的結(jié)構(gòu)。將各接合部分設(shè)計(jì)成彈性彎曲，以致接合部分的相對(duì)距離是可變的。因此返回彈簧能夠用它的接合部分跨在位上。最好由彈簧鋼構(gòu)成的返回彈簧的彈簧體，能夠構(gòu)成各種截面的，但優(yōu)選地矩形截面的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子是立式的，即它的端面向工作單元。耦接裝置設(shè)在轉(zhuǎn)子的一端上。因此能夠獲得很緊湊的設(shè)計(jì)。能夠?qū)⒐ぷ鲉卧O(shè)在轉(zhuǎn)子的很近處，而不受定子妨礙。從而不限制定子的設(shè)計(jì)自由。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，轉(zhuǎn)子也能夠臥式設(shè)置，即，轉(zhuǎn)子的外側(cè)面向工作單元。耦接裝置優(yōu)選地在轉(zhuǎn)子的外側(cè)上。這樣的設(shè)置在轉(zhuǎn)子的軸承方面有優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子的端不必接近耦接裝置，使得支撐轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)有較大自由度。
在本發(fā)明的另一方面，耦接裝置做成在工作單元的運(yùn)動(dòng)方向是無(wú)游余的并在垂直于工作單元運(yùn)動(dòng)方向的方向上有竄動(dòng)量。因此，在與工作單元的運(yùn)動(dòng)的方向相垂直方向是可游動(dòng)性的，而在運(yùn)動(dòng)方向是剛性的。轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)直接不遲延地精確地轉(zhuǎn)移到工作單元，在運(yùn)動(dòng)方向的垂直方向的可游動(dòng)性，使得能夠補(bǔ)償從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相應(yīng)的分運(yùn)動(dòng)。
為了獲得一個(gè)帶有高剛性的耦接鏈的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，耦接裝置優(yōu)選地僅有兩個(gè)部分構(gòu)成。固定連接到轉(zhuǎn)子的一個(gè)第一耦接件和固定連接到工作單元的一個(gè)第二耦接件彼此直接接合，這兩個(gè)耦接件優(yōu)選是剛性的。耦接裝置僅有兩個(gè)剛性的件，使得實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的無(wú)延遲的直接傳動(dòng)，和振蕩的高頻率。避免了如用繩索控制器操作的公知耦接裝置存在的軟聯(lián)接。
在一個(gè)耦接件是一個(gè)銷，而其他的耦接件是一個(gè)切口特別是一個(gè)長(zhǎng)槽時(shí)，取得一種特別簡(jiǎn)單和剛性的結(jié)構(gòu)。應(yīng)理解，這兩個(gè)耦接件的安排是可互換的。但是，優(yōu)選地，銷位于轉(zhuǎn)子上，切口位于工作單元上。這簡(jiǎn)化了復(fù)位裝置的組裝，除了在清潔時(shí)簡(jiǎn)化工作單元的操縱之外，使得它能夠與工作單元無(wú)關(guān)地安裝。在耦接裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)子端部上時(shí)，優(yōu)選地將銷平行于轉(zhuǎn)子軸延伸。在這個(gè)裝置在轉(zhuǎn)子的外周側(cè)上時(shí)，優(yōu)選地使銷垂直轉(zhuǎn)子軸延伸。
在本發(fā)明的另一方面，設(shè)有與各工作動(dòng)員相配并設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸的相反兩側(cè)上的一對(duì)耦接裝置，以致各工作單元在反向運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)。工作單元的反向運(yùn)動(dòng)的效果，例如是在外殼的部件上振蕩減少，工作單元的慣性相互平衡。在轉(zhuǎn)子軸的相反兩側(cè)上耦接裝置的設(shè)置，特別在轉(zhuǎn)子的直立設(shè)置方面有優(yōu)越性。相應(yīng)的耦接件剛性連接到轉(zhuǎn)子。耦接裝置剛性地由轉(zhuǎn)子連接。工作單元在嚴(yán)格的相反方向振蕩。甚至在向各工作單元施加不同的負(fù)荷時(shí)，它們以相同的振蕩頻率振蕩。從而簡(jiǎn)化了馬達(dá)的激勵(lì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有優(yōu)越性的配置，可以設(shè)置幾個(gè)轉(zhuǎn)子，每個(gè)與一個(gè)工作單元配套。因此，每個(gè)工作單元由它自己的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)。在這種設(shè)置中，轉(zhuǎn)子可最佳地適應(yīng)相應(yīng)的工作單元。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子具有一個(gè)共用的軸。這簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)理解，轉(zhuǎn)子可以是相同型號(hào)的，同相振蕩。然而，轉(zhuǎn)子最好具有不同的磁化方向，以致它們?cè)诒舜讼喾捶较蛘袷?。這很大程度地減小振動(dòng)。不僅工作單元而且還有轉(zhuǎn)子的慣性彼此平衡。
通過(guò)各種運(yùn)動(dòng)量能夠測(cè)定轉(zhuǎn)子的振蕩。為了能夠控制饋送到馬達(dá)的能量，例如測(cè)定轉(zhuǎn)子的位移，或作用在轉(zhuǎn)子上的復(fù)位裝置的復(fù)位力，并將這些量反饋到激勵(lì)單元。然而，優(yōu)選地將轉(zhuǎn)子速度作為代表轉(zhuǎn)子振蕩的運(yùn)動(dòng)量來(lái)測(cè)定，并反饋到激勵(lì)馬達(dá)的激勵(lì)單元。
應(yīng)理解，能夠通過(guò)各種傳感器，如霍爾傳感器或光學(xué)傳感器測(cè)定振蕩。
本發(fā)明的一個(gè)可取的配置是，測(cè)定裝置包括一個(gè)測(cè)定轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的雜散磁通的傳感器裝置。因此在沒(méi)有任何輔助磁體的幫助下測(cè)定轉(zhuǎn)子的振蕩。利用從轉(zhuǎn)子的永磁體直接來(lái)的磁通測(cè)定轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。永磁體形成測(cè)定裝置的部件。
優(yōu)選地，測(cè)定裝置與定子是一體的，特別設(shè)置在定子的一個(gè)極靴中。在這種設(shè)置中，傳感器的線圈可簡(jiǎn)單地圍繞一個(gè)定子的極靴的齒纏繞。將測(cè)定裝置結(jié)合在定子中的優(yōu)點(diǎn)是它使得能夠得到一個(gè)節(jié)省空間緊湊的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
為了加強(qiáng)轉(zhuǎn)子振蕩的測(cè)定的準(zhǔn)確性，測(cè)定裝置包括一個(gè)補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償在傳感器裝置的信號(hào)中的誤差量。除了永磁體外，與馬達(dá)電流成比例的勵(lì)磁繞組的磁通會(huì)在傳感器裝置中感生一個(gè)電壓，后者的基波同樣含在傳感器裝置的輸出信號(hào)中。優(yōu)選地，補(bǔ)償裝置具有測(cè)定馬達(dá)電流的一個(gè)電流傳感器，和一個(gè)減法單元，將與馬達(dá)電流成比例的電流傳感器信號(hào)從傳感器裝置的信號(hào)中減去。因此，測(cè)定裝置與馬達(dá)工作狀態(tài)獨(dú)立地提供作為轉(zhuǎn)子速度量度的輸出信號(hào)。因此可將馬達(dá)控制為，對(duì)于不同負(fù)荷，馬達(dá)用恒定的切割刀速度在共振的頻率上工作。
測(cè)定轉(zhuǎn)子振蕩的過(guò)程也可以間接地進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置不具有振蕩傳感器。與馬達(dá)電流成比例的一個(gè)信號(hào)反饋到激勵(lì)單元。經(jīng)在定子線圈中感生的電壓，永磁轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)對(duì)馬達(dá)電流具有直接的影響。能夠用一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娏鱾鞲衅鳒y(cè)定馬達(dá)電流，這個(gè)信號(hào)代替運(yùn)動(dòng)傳感器的信號(hào)，反饋到激勵(lì)單元，以便激勵(lì)馬達(dá)。與馬達(dá)電流信號(hào)一起，使用一個(gè)作為驅(qū)動(dòng)馬達(dá)終端電壓的基波振幅量度的第二信號(hào)，能夠得出馬達(dá)中感生的電壓。這個(gè)電壓與轉(zhuǎn)子的速度成比例，因此，在不同的負(fù)荷下能夠控制這個(gè)量。
為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的希望的振蕩，通過(guò)一個(gè)控制裝置響應(yīng)轉(zhuǎn)子的振蕩，而激勵(lì)單元，來(lái)控制供給馬達(dá)的電能。這個(gè)控制裝置包括測(cè)定從測(cè)定裝置來(lái)的信號(hào)峰值的一個(gè)峰值測(cè)定器，并響應(yīng)測(cè)定的峰值來(lái)控制供給馬達(dá)的能量。減小振蕩信號(hào)到一個(gè)值，簡(jiǎn)化勵(lì)磁繞組的激勵(lì)，而不顯著地降低準(zhǔn)確性。測(cè)定的峰值可與一個(gè)設(shè)定點(diǎn)值比較，來(lái)響應(yīng)這個(gè)差而控制供給馬達(dá)的能。
為了對(duì)轉(zhuǎn)子的振蕩施加影響，能夠有各種方式改變向馬達(dá)供給的能量。優(yōu)選地，激勵(lì)裝置具有用雙極性電壓脈沖激勵(lì)馬達(dá)的信號(hào)發(fā)生器，其中設(shè)置一個(gè)將電壓脈沖作為轉(zhuǎn)子振蕩函數(shù)的進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一配置，通過(guò)實(shí)現(xiàn)雙向脈沖的相調(diào)制，即，稱之為脈沖一相位調(diào)制的過(guò)程，可對(duì)轉(zhuǎn)子的振蕩振幅施加影響。通過(guò)控制裝置可控制的一個(gè)移相器，相對(duì)于轉(zhuǎn)子振蕩循環(huán)進(jìn)行雙極性電壓脈沖的一個(gè)位移。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)配置，供給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源能夠由脈沖—振幅調(diào)制控制。在這個(gè)過(guò)程中，改變電壓脈沖的振幅，從而控制電壓脈沖中的電能。特別是，能夠調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)，使得激勵(lì)馬達(dá)的雙向脈沖在它們的脈沖延時(shí)中受控制器的影響。因此，用稱之為脈沖寬度調(diào)制的過(guò)程，改變電壓的脈沖的延時(shí)，因此實(shí)現(xiàn)一個(gè)供給馬達(dá)的電源的變化。應(yīng)理解，能夠?qū)⒄{(diào)制的各種形式彼此結(jié)合。然而，使用單一的調(diào)制形式簡(jiǎn)化電控制裝置，并取得足夠的準(zhǔn)確水平。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的配置，將信號(hào)發(fā)生器構(gòu)成得，使得電壓脈沖發(fā)生得與轉(zhuǎn)子振蕩有恒定的相位關(guān)系。如果為了控制供給的能量而進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，與類似應(yīng)用中傳統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制相反，電壓脈沖不在一個(gè)固定的開(kāi)始瞬間發(fā)生，這涉及僅電壓脈沖端的改變，而是在兩側(cè)對(duì)稱地加寬或減窄驅(qū)動(dòng)脈沖。因此甚至在脈沖寬度調(diào)制的脈沖占空比改變之下，在代表轉(zhuǎn)子振蕩反饋的傳感器信號(hào)和脈沖寬度調(diào)制的驅(qū)動(dòng)脈沖的基波之間取得一個(gè)嚴(yán)格的相耦合。從而能夠取得特別高的效率水平。永磁體轉(zhuǎn)子嚴(yán)格地在共振中運(yùn)行。
優(yōu)選地，由控制裝置產(chǎn)生至少一個(gè)可變直流電壓電平，并用適當(dāng)?shù)谋容^器和與轉(zhuǎn)子的振蕩同步的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的一個(gè)鋸齒波信號(hào)比較，電壓脈沖的脈沖寬度根據(jù)鋸齒波信號(hào)與直流電壓電平的交點(diǎn)固定。
應(yīng)理解，用雙極性電壓脈沖激勵(lì)馬達(dá)的過(guò)程可以各種方式發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，頻率控制件包括用預(yù)定頻率激勵(lì)轉(zhuǎn)子的一個(gè)振蕩器。優(yōu)選地，這個(gè)預(yù)定頻率大致與復(fù)位裝置及轉(zhuǎn)子的共振頻率相應(yīng)。
在即使在共振頻率變化時(shí)，為了取得一個(gè)特別高的效率水平，并實(shí)現(xiàn)共振運(yùn)行，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的頻率控制件具有一個(gè)自激振蕩反饋回路。這個(gè)回路特別可包括一個(gè)測(cè)定裝置的信號(hào)的用于移相器，確定雙極性電壓脈沖序列的信號(hào)發(fā)生器，激勵(lì)馬達(dá)的功率級(jí)，和控制供給馬達(dá)的電能的控制裝置。在自激振蕩回路中的激勵(lì)馬達(dá)的很大優(yōu)點(diǎn)是，激勵(lì)頻率是不可變地保持精確共振，即，與共振頻率的漂移無(wú)關(guān)，例如由于相關(guān)速度的力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷變化造成的共振頻率漂移。避免了由于激勵(lì)系統(tǒng)異步而使振蕩的振幅的下降。
對(duì)于干式剃須刀來(lái)說(shuō)，達(dá)到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊是一個(gè)重要方面。剃須刀在整體上應(yīng)是小的和適用的，而在另一方面，需要空間足以容納如蓄電池等的能量?jī)?chǔ)存。優(yōu)選地，設(shè)計(jì)的干式剃須刀具有一個(gè)樞軸旋轉(zhuǎn)的頭，它能夠相對(duì)于剃須刀的外殼樞軸旋轉(zhuǎn)，并攜帶能夠由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的至少一個(gè)切割刀單元。作為樞軸旋轉(zhuǎn)頭的效果，切割刀單元能夠取得相對(duì)于被剃須的面輪廓的一個(gè)最佳位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所謂的原始型的干式剃須刀具有結(jié)合到樞軸旋轉(zhuǎn)頭中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
因此，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與樞軸旋轉(zhuǎn)頭相對(duì)于剃須刀的外殼一起相對(duì)于外殼樞軸旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)置的一個(gè)具體的優(yōu)點(diǎn)是，它實(shí)現(xiàn)了樞軸旋轉(zhuǎn)頭的較大的靈活性。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與至少一個(gè)切割刀單元的耦接需要顯示出沒(méi)有自由度或靈活性，因?yàn)樵谂c樞軸旋轉(zhuǎn)頭一起樞軸旋轉(zhuǎn)的切割刀單元和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是不需要的。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與樞軸旋轉(zhuǎn)頭一同旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選配置，帶有轉(zhuǎn)子軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置成直立的，特別是，樞軸旋轉(zhuǎn)頭的樞軸線能夠與轉(zhuǎn)子軸豎直相交。在樞軸旋轉(zhuǎn)頭的停止的位置，即在不從剃須頭外殼樞軸旋轉(zhuǎn)出的位置，轉(zhuǎn)子軸能夠平行于剃須刀外殼的縱向軸線延伸。優(yōu)選地，幾個(gè)切割刀單元能夠由一個(gè)轉(zhuǎn)子在相反方向驅(qū)動(dòng)，并剛性地耦合在一起。
通過(guò)將轉(zhuǎn)子軸設(shè)置在一個(gè)橫臥位置中，能夠獲得振動(dòng)特別低的配置。
下面通過(guò)實(shí)施例和附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)振蕩單相無(wú)刷直流馬達(dá)的平面圖；圖2是圖1馬達(dá)的側(cè)視示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)振蕩單相無(wú)刷直流馬達(dá)的與圖1相似的頂視平面示意圖；圖4是圖3的馬達(dá)的側(cè)視示意圖；圖5是圖3馬達(dá)頂面示意圖，示出經(jīng)由一個(gè)振蕩橋?qū)⒁粋€(gè)中心切割刀的耦接；圖6是圖5的振蕩橋的側(cè)視示意圖；圖7是在轉(zhuǎn)子軸的方向中觀察轉(zhuǎn)子橫臥設(shè)置的根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的振蕩單相無(wú)刷直流馬達(dá)的側(cè)視圖；圖8是圖7的馬達(dá)在含有轉(zhuǎn)子軸的中心段的示意圖；圖9是帶有沿圖11的線B—B取的部分剖視圖的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，帶有在干式剃須刀的樞軸旋轉(zhuǎn)頭中結(jié)合的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的干式剃須刀的側(cè)視圖；圖10是圖9中帶有X標(biāo)記的樞軸旋轉(zhuǎn)頭的部分放大圖，在剖視圖中示出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；圖11是圖9的樞軸旋轉(zhuǎn)頭的側(cè)視圖；圖12是根據(jù)圖9—11的實(shí)施例，在內(nèi)結(jié)合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的樞軸旋轉(zhuǎn)頭的側(cè)視圖；圖13是沿圖12的的線A—A取的剖視圖中的樞軸旋轉(zhuǎn)頭側(cè)視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的圖9—13的實(shí)施例的樞軸旋轉(zhuǎn)頭的頂視平面圖；圖15是根據(jù)圖9—14的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的永磁馬達(dá)的側(cè)視圖；圖16是沿圖15的線A—A取的馬達(dá)的剖視圖；圖17是圖15的馬達(dá)的頂視平面圖，示出返回彈簧；
圖18是與圖16相似的馬達(dá)的未剖透視圖；圖19是沿圖18的線B—B取的馬達(dá)的縱向剖視圖；圖20是圖17的返回彈簧的放大頂視平面圖；圖21是一組曲線，相對(duì)于時(shí)間示出(a)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度和位移；(b)驅(qū)動(dòng)脈沖和馬達(dá)電流；(c)振蕩傳感器裝置的輸出信號(hào)；(d)電流傳感器的輸出信號(hào)；(e)校正了馬達(dá)電流感生的電壓影響的與振蕩傳感器裝置的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)的有用信號(hào)；圖22是圖線，示出馬達(dá)的工作模式，具體是相對(duì)于時(shí)間的轉(zhuǎn)子位移、轉(zhuǎn)子速度和和驅(qū)動(dòng)脈沖；圖23是用固定頻率，或在帶與轉(zhuǎn)子振蕩同步的傳感器信號(hào)反饋的自激振蕩回路中，激勵(lì)馬達(dá)所用的激勵(lì)單元的方框圖；圖24是帶有在自激振蕩回路中驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度調(diào)制的馬達(dá)的激勵(lì)單元的方框圖；圖25是一個(gè)圖線，示出圖21(e)中有用傳感器信號(hào)和它在時(shí)間上的變化過(guò)程，有用傳感器信號(hào)比干擾分量大；圖26是與圖25相似的圖線，其中與干擾分量相比而有用傳感器信號(hào)較小，并示出有磁滯和無(wú)磁滯的變化過(guò)程；和圖27是一個(gè)圖線，示出在時(shí)間上的脈沖—延時(shí)—調(diào)制驅(qū)動(dòng)脈沖的發(fā)生。
根據(jù)圖1和2的本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的永磁馬達(dá)1，具有一個(gè)帶有一個(gè)勵(lì)磁繞組3的定子2，和一個(gè)作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)件設(shè)在定子2的磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子4。
定子2具有一個(gè)包括兩個(gè)極靴5的定子軛鐵，每個(gè)軛鐵彎曲成一個(gè)大體半圓的結(jié)構(gòu)，以致它們之間限定一個(gè)圓柱形的空間。極靴5是由沿垂直于極靴5限定的內(nèi)空間的縱向軸線方向延伸的弓形鐵板構(gòu)成。通過(guò)中心銷6將鐵板彼此相對(duì)定位。兩個(gè)極靴由一個(gè)定子框架7在底端上結(jié)合在一起，定子框架優(yōu)選地相同地由鐵板構(gòu)成。勵(lì)磁繞組3圍繞定子框架7纏繞(圖2)。定子2也可以由高導(dǎo)磁率的其他的磁性材料制造而代替鐵板。
轉(zhuǎn)子4位于在定子2的兩個(gè)半部之間的空間中以其軸8沿圓柱空間的縱向軸線延伸。轉(zhuǎn)子軸8在極靴5的底端和頂端上相應(yīng)的軸承中可旋轉(zhuǎn)地安裝。為此，在極靴5的底端和頂端上形成一個(gè)適當(dāng)?shù)亩苏?。轉(zhuǎn)子也能夠僅在一端安裝，但是最好在兩端安裝，因?yàn)檫@樣的軸承設(shè)置產(chǎn)生較大的剛度水平，能夠使得在轉(zhuǎn)子和極靴之間的間隙較小。
轉(zhuǎn)子4具有一個(gè)軟磁材料具體上說(shuō)是一個(gè)鐵芯，轉(zhuǎn)子軸位于其中。芯10可以有各種形狀，但是優(yōu)選地截面是圓柱形的。殼形的永久磁體11設(shè)置在轉(zhuǎn)子4的芯10外周側(cè)上正相反的位置中。每個(gè)永磁體11可以在圍繞芯10達(dá)180度的弧中延伸。特別是，每個(gè)永磁體延伸在圍繞芯10達(dá)40至100度角弧形中，特別是延伸在約70度的弧上。永磁體可徑向磁化。兩個(gè)磁體11的磁化軸線指向相同的方向，因此在圖1中是向上或向下。這樣在芯10上設(shè)置永磁體11，使得在轉(zhuǎn)子在停止位置中時(shí)(圖1)它們準(zhǔn)確地與兩個(gè)極靴5之間的間隙相對(duì)。
作為干式剃須刀中向切割刀單元傳動(dòng)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)的耦接件12，轉(zhuǎn)子4的上端攜帶兩個(gè)突出的傳動(dòng)銷13，后者連接到切割刀并驅(qū)動(dòng)切割刀，在圖1和2中沒(méi)有詳細(xì)示出。因此，耦接件12設(shè)在轉(zhuǎn)子4的頂端。傳動(dòng)銷13與轉(zhuǎn)子軸8隔開(kāi)地設(shè)置，優(yōu)選地在約轉(zhuǎn)子外圓周上，以便獲得合適的杠桿比。圖1示出，傳動(dòng)銷13具體設(shè)在芯10和轉(zhuǎn)子4的永磁體11之間，這能夠用作永磁體11的安裝和/或定位裝置。
如下文所詳述，在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子4進(jìn)行小角度振蕩。最大的角振幅最好在±5到±20度的范圍，特別是約±12度。小擺動(dòng)角度實(shí)現(xiàn)在圖1中的從右到左和從左到右的切割刀組件運(yùn)動(dòng)方向中的傳動(dòng)銷的旋轉(zhuǎn)振蕩。與跨圖1中上下的切割刀單元的運(yùn)動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)振蕩相配的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，是很小的，合計(jì)最大約0.1毫米。這些小的側(cè)向運(yùn)動(dòng)可通過(guò)耦接裝置跨實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向的相應(yīng)游動(dòng)來(lái)平衡，特別是，傳動(dòng)銷13接合的在切割刀單元中的互補(bǔ)的切口可以做成一個(gè)長(zhǎng)槽。通過(guò)在轉(zhuǎn)子軸8的相反側(cè)上設(shè)置傳動(dòng)銷13，轉(zhuǎn)子4的小旋轉(zhuǎn)振蕩轉(zhuǎn)變成，與傳動(dòng)銷13耦接的干式剃須刀單元的反向旋轉(zhuǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。反向轉(zhuǎn)動(dòng)減小外殼的振動(dòng)和噪聲。此外，切割刀單元經(jīng)轉(zhuǎn)子4剛性彼此耦接。它們準(zhǔn)確地在相反方向以相同的頻率振蕩。
如下詳細(xì)說(shuō)明的，為了取得切割刀單元的盡可能大的振幅和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的盡可能大的效率，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子4裝有一個(gè)彈簧，它圍繞圖1所示的停止位置施加復(fù)位力，并選擇勵(lì)磁頻率與耦合的電磁一機(jī)械的彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)共振頻率相同。在圖1和2的實(shí)施例中，設(shè)置四個(gè)螺旋彈簧15作為在從它的停止位置位移時(shí)將轉(zhuǎn)子4返回到所述停止位置的一個(gè)復(fù)位裝置14。返回彈簧15具有固定到返回彈簧的固定裝置16，例如剃須刀外殼的一部分的一端，同時(shí)它們的另一端耦接到轉(zhuǎn)子4上。返回彈簧15不接合轉(zhuǎn)子4的軸8，而是隔開(kāi)軸，在轉(zhuǎn)子4的本體的一個(gè)偏心位置上上緊，特別是連接到耦接裝置12的傳動(dòng)銷13上。如圖1所示，每個(gè)返回彈簧15成對(duì)地通過(guò)復(fù)位耦接件17連接一個(gè)傳動(dòng)銷13。設(shè)置剛性桿或板作為復(fù)位耦接件，它們優(yōu)選地可旋轉(zhuǎn)地安裝到傳動(dòng)銷13的大約中心處。
與圖1不同，復(fù)位耦接件17的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地帶有足夠的寬度，以蓋住頂端罩9并向外延伸到定子2的邊上。這樣，復(fù)位耦接件17和頂端罩9將馬達(dá)的內(nèi)部密封，脫離骯臟的發(fā)須和水分。從而優(yōu)選地密封住馬達(dá)內(nèi)部。
替代上述的返回彈簧15對(duì)傳動(dòng)銷13的耦接，也可以將彈簧插在轉(zhuǎn)子4驅(qū)動(dòng)的切割刀單元的端部和適當(dāng)?shù)姆祷貜椈晒潭ㄑb置之間，后者例如是剃須刀外殼。在這個(gè)安排中，彈簧的一端壓在切割刀單元上，另一端壓在剃須刀外殼上。
為了測(cè)定轉(zhuǎn)子4的振蕩，設(shè)置的測(cè)定裝置18，具有一個(gè)傳感器線圈19，它探測(cè)永磁體11產(chǎn)生的磁通。不需在轉(zhuǎn)子4上安裝任何輔助磁體。如圖1所示，傳感器線圈19結(jié)合到定子2中。在此配置中，傳感器線圈19簡(jiǎn)單地繞在一個(gè)極靴5的一個(gè)齒上。帶有永磁體11的轉(zhuǎn)子4的運(yùn)動(dòng)引起一個(gè)變化的磁通穿過(guò)傳感器線圈19。從而產(chǎn)生的感生電壓是轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度的量度，可用作一個(gè)振蕩的信號(hào)。在傳感器線圈19中感生的電壓也含有勵(lì)磁繞組3的變化電流的一個(gè)成分。這個(gè)成分作為一個(gè)干擾電流加在實(shí)際的振蕩信號(hào)上。正如以下要詳細(xì)說(shuō)明的，這個(gè)干擾分量由一個(gè)補(bǔ)償裝置補(bǔ)償。
也能夠提供一個(gè)平的螺線形的扭簧，代替四個(gè)螺旋彈簧，成為復(fù)位裝置114。扭簧115壓在轉(zhuǎn)子4的兩個(gè)傳動(dòng)銷13上，它的外端安裝到定子2或在剃須刀外殼上的另一個(gè)固定點(diǎn)上。使用這樣的一個(gè)扭簧115能夠產(chǎn)生一個(gè)特別緊湊的永磁馬達(dá)100。圖3和4的配置與圖1和2的配置相應(yīng)。相應(yīng)的組件用圖1和2的相同的符號(hào)表示。
多于兩個(gè)的切割刀也能夠耦接到兩個(gè)傳動(dòng)銷13上。特別是，兩個(gè)傳動(dòng)件之一上不僅能夠?qū)⒁粋€(gè)切割刀耦接，而且還能耦接在兩個(gè)外側(cè)平行切割刀組件之間的新式剃須刀切割刀上的一個(gè)中心切割刀。如圖5所示，未詳細(xì)示出的中心切割刀可通過(guò)振蕩橋20在工作上與一個(gè)傳動(dòng)銷13關(guān)聯(lián)。為此，振蕩橋20具有位于在轉(zhuǎn)子4的端上約中心位置的一個(gè)運(yùn)動(dòng)件21，它在與切割刀單元的運(yùn)動(dòng)方向相平行的直線方向中運(yùn)動(dòng)，即圖5所示的從左到右和從右到左。運(yùn)動(dòng)件21包括一個(gè)傳動(dòng)件22，它能夠引入到與中心切割刀接合，向中心切割刀傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)件21的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)銷13之一使得運(yùn)動(dòng)件21本身運(yùn)動(dòng)。為此，運(yùn)動(dòng)件21具有一個(gè)剛性耦接件23，它剛性連接運(yùn)動(dòng)件21并與傳動(dòng)銷13接合。為此，耦接件23具有與傳動(dòng)銷13接合的一個(gè)切口24。切口24構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)槽，它的縱向軸線垂直于運(yùn)動(dòng)件21的運(yùn)動(dòng)方向，以補(bǔ)償由轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)造成的、跨運(yùn)動(dòng)件21的運(yùn)動(dòng)方向的、傳動(dòng)銷13的驅(qū)動(dòng)分量。但是，在運(yùn)動(dòng)件21的運(yùn)動(dòng)方向，耦接件23和傳動(dòng)銷13之間的接合不起作用，即，振蕩橋20到轉(zhuǎn)子4的耦接在這個(gè)運(yùn)動(dòng)方向在運(yùn)動(dòng)上是剛性的，以減小振動(dòng)和噪聲，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子4的準(zhǔn)確振蕩。振蕩橋20安裝得用于通過(guò)彈簧葉片25在準(zhǔn)直線方向運(yùn)動(dòng)。如圖6所示，彈簧片25基本與運(yùn)動(dòng)件21垂直延伸，每個(gè)彈簧片25各通過(guò)其一端連接到運(yùn)動(dòng)件的每一端。彈簧片25沿定子2的側(cè)面向下延伸，它們的另一端固定地支撐在一個(gè)適當(dāng)?shù)墓潭ㄑb置上，例如在剃須刀外殼上。如圖6所示，振蕩橋20裝有未詳細(xì)示出一個(gè)沿向上方向推壓中心切割刀的擴(kuò)張彈簧26。在施加一個(gè)負(fù)荷時(shí)，中心切割刀能夠沿向下的方向稍作退讓。理想的是，擴(kuò)張彈簧26產(chǎn)生比設(shè)置在中心切割刀的兩側(cè)安裝的切割刀組件的擴(kuò)張彈簧小的力。優(yōu)選地，擴(kuò)張彈簧26具有兩個(gè)片彈簧形的彈簧分支，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)件21上延伸，并彈性向上離開(kāi)它伸展。
圖7和8示出本發(fā)明的一個(gè)永久磁鐵轉(zhuǎn)子200的另一個(gè)實(shí)施例。與前述實(shí)施例相應(yīng)的組件用相同的標(biāo)號(hào)表示。在這個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子單元204不是以其末端面向切割刀單元直立的，而是旋轉(zhuǎn)90度橫臥安排的，以致轉(zhuǎn)子單元204的外周側(cè)面面向切割刀單元。因此，耦接裝置12不是設(shè)置在轉(zhuǎn)子單元204的一端上，而是在面向切割刀單元的外周側(cè)面上。耦接裝置12同樣具有以相應(yīng)的方式與切割刀單元接合并驅(qū)動(dòng)它們的傳動(dòng)銷13。如圖7和8所示，傳動(dòng)銷13與轉(zhuǎn)子單元204的外周側(cè)面垂直設(shè)置；它們?cè)谵D(zhuǎn)子單元204的軸8上豎直地直立，并從外周側(cè)面徑向伸出在它之外，并在定子的兩個(gè)極靴之間的兩間隙之一中延伸而突出到定子之外。
應(yīng)理解，轉(zhuǎn)子單元204可以構(gòu)成一個(gè)整體件。此時(shí)，耦接裝置12的傳動(dòng)銷13同樣是剛性連接在一起。與各傳動(dòng)銷13關(guān)聯(lián)的切割刀單元在相同方向中同相振蕩。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是各切割刀單元彼此剛性地耦接。
然而，轉(zhuǎn)子單元204優(yōu)選地具有兩個(gè)互相獨(dú)立的轉(zhuǎn)子204a和204b(圖8)，它們彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)。為了獲得轉(zhuǎn)子單元204的一個(gè)緊湊的配置和一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子204a和204b優(yōu)選地彼此同軸對(duì)齊，設(shè)置在一個(gè)共用軸8上。為了使得馬達(dá)工作的振動(dòng)特別小，轉(zhuǎn)子204a和204b磁性是顛倒的，即永磁體11在兩個(gè)轉(zhuǎn)子204a和204b上是方向相反安排的(參見(jiàn)圖8)。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)子204a和204b和與它耦接的相應(yīng)的切割刀單元必定沿相反的方向運(yùn)動(dòng)，從而不僅切割刀而且轉(zhuǎn)子的慣性彼此平衡。因此有效地降低外殼的振動(dòng)和噪聲。
如圖7所示，由勵(lì)磁繞組3包圍的定子框架7所處的平面，不象圖1的實(shí)施例那樣垂直于轉(zhuǎn)子軸8，而是平行于它。
在圖7和8的實(shí)施例中，復(fù)位裝置214包括一個(gè)彈簧片215，它們的一個(gè)端連接到返回彈簧固定裝置216。它們每個(gè)的另一端以與轉(zhuǎn)子軸8間隔開(kāi)的關(guān)系，通過(guò)一個(gè)復(fù)位耦接件217連接著轉(zhuǎn)子204a和204b之一。因此，返回彈簧215以將轉(zhuǎn)子在任何位移后返回它的停止位置的一個(gè)復(fù)位力，作用在相應(yīng)的轉(zhuǎn)子上。雖然沒(méi)有特別示出，但是通過(guò)另外的彈簧轉(zhuǎn)子也能夠返回到它們的停止位置，特別是，也可以使用與圖3相似的一個(gè)螺線形的扭轉(zhuǎn)彈簧。
圖9示出本發(fā)明干式剃須刀的一個(gè)實(shí)施例詳圖，其中設(shè)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它帶有與圖3和4的實(shí)施例相似的一個(gè)永久磁體馬達(dá)100，帶有一個(gè)直立轉(zhuǎn)子和使轉(zhuǎn)子復(fù)位的一個(gè)螺線形的扭簧。干式剃須刀具有一個(gè)剃須刀外殼27，它容納向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供給電源的一個(gè)蓄電池28，和激勵(lì)永久磁鐵馬達(dá)100的激勵(lì)單元29(見(jiàn)圖9)。在剃須刀的上端設(shè)有一個(gè)樞軸旋轉(zhuǎn)頭30，它樞軸安裝在剃須刀外殼27上，圍繞一個(gè)樞軸線31，相對(duì)于所示剃須刀外殼27旋轉(zhuǎn)。在樞軸旋轉(zhuǎn)頭30中設(shè)有一對(duì)切割刀單元32，它位于在樞軸旋轉(zhuǎn)頭30的前端上的剃須箔網(wǎng)33下，并且與樞軸旋轉(zhuǎn)頭30一起樞軸旋轉(zhuǎn)。永磁馬達(dá)100使得切割刀單元32在平行于樞軸軸線31的方向中往復(fù)振蕩。
如圖9所示，切割刀單元32的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合在樞軸旋轉(zhuǎn)頭30中，使得它能夠與樞軸旋轉(zhuǎn)頭30一起前后旋轉(zhuǎn)。為此，樞軸旋轉(zhuǎn)頭30具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)架34，其中容納永磁馬達(dá)100。永磁馬達(dá)100固定地連接樞軸旋轉(zhuǎn)頭30。驅(qū)動(dòng)架的結(jié)構(gòu)大體與定子2的外輪廓互補(bǔ)，使得定子能夠插在驅(qū)動(dòng)架34中(見(jiàn)圖9和10)。永磁馬達(dá)100能夠壓在驅(qū)動(dòng)架34的一側(cè)上的一個(gè)凸出的支座35上。永磁馬達(dá)100由一個(gè)安裝板36固定在位，后者固定到驅(qū)動(dòng)架35上，并以伸出的方式將它封閉(圖10)。轉(zhuǎn)子4可旋轉(zhuǎn)地在它的兩個(gè)端的區(qū)域中通過(guò)一個(gè)相應(yīng)的軸承裝置37連接到轉(zhuǎn)子軸8上。轉(zhuǎn)子軸8在轉(zhuǎn)子4的兩端連接到端罩9上，后者徑向伸出到轉(zhuǎn)子4之外而固定連接到定子2上。代替在軸8上的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸承，當(dāng)然也可以將轉(zhuǎn)子軸8固定連接到轉(zhuǎn)子，并可旋轉(zhuǎn)地支撐在端罩9上。
切割刀單元32直接位于向樞軸旋轉(zhuǎn)頭30的前端伸出的傳動(dòng)銷13上(圖13)，并根據(jù)轉(zhuǎn)子4的運(yùn)動(dòng)由所述銷振蕩驅(qū)動(dòng)。耦接中心切割刀38的傳動(dòng)裝置在圖13中未示出，僅示出兩個(gè)切割刀32中之一。
作為轉(zhuǎn)子4的復(fù)位裝置114，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)返回彈簧115，它位于切割刀單元32和轉(zhuǎn)子4的上端之間(圖10，13，16和17)。在圖20中詳細(xì)示出返回彈簧115。它具有緊固到轉(zhuǎn)子4上的緊固段39，和包圍緊固段39的一個(gè)線圈段40。彈簧整體上是平面結(jié)構(gòu)的。如圖20所示，緊固段39的結(jié)構(gòu)大體是Z形，具有一對(duì)彼此相反和基本平行的接合段41，通過(guò)它可將返回彈簧115保持張?jiān)趥鲃?dòng)銷13之間。接合段41具有盤形下凹，用以容納傳動(dòng)銷13(圖17)。線圈端40具有一對(duì)線圈臂42，它們從接合段41螺旋形向外伸出(圖20)。線圈臂42的端固定連接到樞軸旋轉(zhuǎn)頭30。在轉(zhuǎn)子4位移時(shí)，彈簧鋼制造的返回彈簧115施加在傳動(dòng)銷13上使得轉(zhuǎn)子4返回到它的停止位置的復(fù)位力，以致它能夠進(jìn)行圍繞停止位置的旋轉(zhuǎn)振蕩。與轉(zhuǎn)子4的質(zhì)量和切割刀單元32的質(zhì)量結(jié)合，返回彈簧115做得使彈簧和質(zhì)量系統(tǒng)的共振頻率很高，最好約在104次/分范圍。
優(yōu)選地設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)帶有幾個(gè)(特別是總數(shù)兩個(gè))切割刀單元或切割刀組件的轉(zhuǎn)子，它們相對(duì)于定子限定帶有各個(gè)質(zhì)量M1，M2和各個(gè)力常數(shù)K1和K2的一個(gè)振蕩系統(tǒng)，其中一個(gè)振蕩系統(tǒng)的力常數(shù)與質(zhì)量之比值保持大約等于另一個(gè)振蕩系統(tǒng)的比值。在振蕩系統(tǒng)中的質(zhì)量約相同。
下面詳細(xì)說(shuō)明激勵(lì)和控制永磁馬達(dá)的過(guò)程。永磁馬達(dá)的上述實(shí)施例能夠以相同方式激勵(lì)和控制。
永磁馬達(dá)用蓄電池的低壓電供給電源，但是不是供給直流電，而是供給一個(gè)脈沖電壓。激勵(lì)單元29向勵(lì)磁繞組供給雙極性電壓脈沖(圖22的U)。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的電壓脈沖在速度達(dá)到最大時(shí)，大約在振蕩的過(guò)零點(diǎn)處。用正和負(fù)脈沖，能夠在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中時(shí)的適當(dāng)方向中加速轉(zhuǎn)子4。為了使激勵(lì)單元29能夠精確控制轉(zhuǎn)子振蕩，轉(zhuǎn)子4的瞬時(shí)振蕩狀態(tài)必須盡可能準(zhǔn)確地測(cè)定，并且必須獲得能夠反饋到激勵(lì)單元29的相應(yīng)的信號(hào)。下面說(shuō)明測(cè)定裝置18的信號(hào)處理過(guò)程。
用傳感器線圈19測(cè)定由永磁體11產(chǎn)生的并在傳感器線圈中產(chǎn)生一個(gè)感生電壓的磁通。圖21C示出在轉(zhuǎn)子4在圖21A中示出的旋轉(zhuǎn)速度上振蕩時(shí)，在傳感器線圈19中感生的電壓隨時(shí)間的變化。振蕩傳感器信號(hào)，即在傳感器線圈19感生的電壓，受干擾分量迭加。在傳感器信號(hào)處理輸入上的一個(gè)低通濾波器43，衰減較高頻率的諧波，以獲得一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度成比例的信號(hào)。然而，這個(gè)干擾分量的降低是不足的。除了永磁體11的磁通之外，勵(lì)磁線圈3的磁通與馬達(dá)電流成比例，即與在勵(lì)磁線圈中的電流成比例，在傳感器線圈19中感生出一個(gè)其基波同樣含在輸入濾波器的輸出信號(hào)中的電壓。如果忽略這個(gè)電流分量的基波，它作為一個(gè)傳感器線圈19的信號(hào)中的誤差量混入轉(zhuǎn)子4的振蕩的測(cè)定中，引起轉(zhuǎn)子工作不正常。一個(gè)補(bǔ)償這個(gè)誤差量的補(bǔ)償裝置包括一個(gè)測(cè)定在勵(lì)磁繞組3中電流的電流傳感器，通過(guò)后者，獨(dú)立地測(cè)定勵(lì)磁繞組3中的電流。這個(gè)電流傳感器可由供給馬達(dá)電流的導(dǎo)體通過(guò)的一個(gè)軟磁環(huán)構(gòu)成。馬達(dá)電流的流動(dòng)在可加到環(huán)上幾圈的一個(gè)第二線圈中感生一個(gè)電壓，這個(gè)電壓可用作為電流傳感器信號(hào)，并在勵(lì)磁繞組3中的馬達(dá)電流Imot表現(xiàn)如圖21B所示的隨時(shí)間變化，此電壓表現(xiàn)如圖21D所示的隨時(shí)間變化。在圖21B所示的馬達(dá)電流Imot的特性中，應(yīng)注意，在用圖21B中的PDM表示的電壓脈沖激勵(lì)勵(lì)磁繞組3時(shí)，由臺(tái)階樣方波電壓脈沖產(chǎn)生的馬達(dá)電流并不臺(tái)階樣上升，而是因?yàn)閯?lì)磁繞組3的感抗采取了圖21B所示的三角波的特性。
在電流傳感器中感生的電壓與電流分量的特性成比例，即與傳感器19的信號(hào)中的誤差分量成比例。在此應(yīng)理解，基于馬達(dá)的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)角對(duì)勵(lì)磁器磁通特性的影響可以忽略。永磁馬達(dá)100使用圓形截面的轉(zhuǎn)子4和導(dǎo)磁率僅與氣隙的性能稍有不同的永磁體11，因此轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)角的影響近似可以忽略。通過(guò)根據(jù)它們相應(yīng)的加權(quán)，從圖21C的傳感器線圈19的輸出信號(hào)，減去圖21D的電流傳感器的電流傳感器的信號(hào)，幾乎能夠完全地補(bǔ)償誤差量。為此，補(bǔ)償裝置具有從傳感器線圈19的信號(hào)減去電流傳感器信號(hào)的一個(gè)適當(dāng)?shù)臏p法電路單元。
在兩個(gè)信號(hào)之差通過(guò)一個(gè)低通濾波器隨后的低通濾波后，結(jié)果是一個(gè)信號(hào)特性，即馬達(dá)的所有工作狀態(tài)中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的量度，它與脈沖占空比即電壓脈沖寬度無(wú)關(guān)。在圖21E中的示出信號(hào)特性，稱之為有用的傳感器信號(hào)。因此，對(duì)于不同的負(fù)荷，馬達(dá)能夠以共振頻率工作，切割刀單元速度固定。
圖23示出由永磁馬達(dá)100和激勵(lì)單元29構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)的方框圖。如圖23所示，上信號(hào)通路可以工作在一個(gè)自激振蕩回路中的馬達(dá)工作，或由振蕩器44預(yù)設(shè)的固定頻率的馬達(dá)工作兩種之間，下信號(hào)路線表示馬達(dá)4的振蕩狀態(tài)的控制。
輸入濾波器43含有上述低通濾波器和補(bǔ)償在傳感器線圈19的信號(hào)中的誤差量的補(bǔ)償裝置，并調(diào)適傳感器信號(hào)電平。如果有用的傳感器信號(hào)重疊加上如諧波等的干擾量，這樣的干擾量在輸入濾波器4中就衰減掉了。
在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在自激振蕩回路中工作時(shí)，永久磁體馬達(dá)100的振蕩頻率由這樣的在圖23的信號(hào)通道的點(diǎn)1和1′之間的開(kāi)環(huán)相移360度的頻率確定。通過(guò)在信號(hào)通道的點(diǎn)2和3之間的可調(diào)節(jié)相延遲裝置把這個(gè)頻率調(diào)節(jié)到共振最大值。一個(gè)隨后的信號(hào)發(fā)生器46產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子的振蕩同步的信號(hào)，后者限定雙向驅(qū)動(dòng)電壓脈沖的序列，所述的雙向驅(qū)動(dòng)電壓序列經(jīng)由諸如全橋之類的功率放大級(jí)47驅(qū)動(dòng)馬達(dá)100。
在馬達(dá)的固定頻率激勵(lì)下，振蕩器44固定信號(hào)發(fā)生器的頻率，并因此固定雙極性電壓脈沖的序列，該頻率最好近似固定在由轉(zhuǎn)子4和復(fù)位裝置114構(gòu)成的彈簧—質(zhì)量系統(tǒng)的共振頻率上。
為了控制馬達(dá)的工作，圖21E的濾過(guò)波的有用傳感器信號(hào)饋送到一個(gè)測(cè)定器48，后者從這個(gè)信號(hào)計(jì)算應(yīng)控制的狀態(tài)變量的實(shí)際值。在圖21E的周期信號(hào)特性下，測(cè)定器48優(yōu)選為一個(gè)測(cè)定這個(gè)信號(hào)相應(yīng)峰值的峰值測(cè)定器。半波整流允許在振蕩的每個(gè)周期測(cè)定一個(gè)實(shí)際值。全波整流允許在每個(gè)周期測(cè)定兩個(gè)值，因此能夠使控制器較快地響應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)。也可以使用一個(gè)有用傳感器信號(hào)的平均值，例如以有效值作為實(shí)際值。但是，最好使用有用傳感器的振幅。這個(gè)測(cè)定的實(shí)際值饋送到控制器49，例如它可以是模擬技術(shù)的PI控制器。另外，也可以將測(cè)定的狀態(tài)變量進(jìn)行模擬—數(shù)字變換，使用一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)或一個(gè)M控制器進(jìn)行數(shù)字技術(shù)控制。
為了控制振蕩狀態(tài)，由控制器49調(diào)制信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)。應(yīng)理解，這個(gè)調(diào)制可以各種方式進(jìn)行，例如，通過(guò)脈沖—相位調(diào)制(PPM)或通過(guò)脈沖—幅度調(diào)制(PAM)或脈沖寬度調(diào)制(PDM)。下面參照?qǐng)D24的自激振蕩激勵(lì)的方框圖詳細(xì)說(shuō)明優(yōu)選的脈沖寬度調(diào)制。見(jiàn)圖可明了這個(gè)系統(tǒng)的回路結(jié)構(gòu)。在圖的左側(cè)是測(cè)定裝置18的信號(hào)通過(guò)輸入濾波器43反饋到激勵(lì)單元29。有用傳感器信號(hào)饋送到移相器45，后者確定相位延遲，從而測(cè)定馬達(dá)的工作頻率。
為了產(chǎn)生一個(gè)雙向電壓信號(hào)，有用傳感器信號(hào)首先在信號(hào)發(fā)生器46中轉(zhuǎn)變成同步方波信號(hào)。使用一個(gè)比較器50(圖24)完成此項(xiàng)功能。用于產(chǎn)生雙極性電壓脈沖使用的方波信號(hào)必須是，在馬達(dá)的每個(gè)工作狀態(tài)中都與轉(zhuǎn)子4的振蕩有固定的相位關(guān)系。圖25和26所示參照有用傳感器信號(hào)的兩個(gè)半波，通過(guò)比較器50與有用的傳感器信號(hào)的過(guò)零同步地產(chǎn)生方波信號(hào)。如果在有用傳感器信號(hào)中的諧波輸入濾波器43而足夠地衰減，這些干擾分量與有用傳感器信號(hào)相比，也在過(guò)零的區(qū)域中很小，產(chǎn)生圖25的特性。
如果剩余的諧波量太高，如圖26所示，這會(huì)造成在轉(zhuǎn)子4的振蕩的半周期內(nèi)的多次過(guò)零。這產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的方波信號(hào)。由于這個(gè)原因，比較器50構(gòu)成得帶有一個(gè)滯后，使得不論在有用傳感器信號(hào)中還剩余多少干擾量，結(jié)果都是滿足要求的方波信號(hào)。
方波信號(hào)饋送到信號(hào)發(fā)生器51，后者是一個(gè)帶通濾波器(見(jiàn)圖24)。選擇帶通濾波器的角頻率，使得帶通濾波器供給一個(gè)大體三角形的輸出信號(hào)，如果由于在有用傳感器信號(hào)中的干擾分量，饋送的方波信號(hào)具有一個(gè)不對(duì)稱的脈沖占空比，在帶通濾波器中的直流電壓的分量的退耦，確保一個(gè)帶有與基準(zhǔn)電位對(duì)稱的特性的三角形信號(hào)。
由信號(hào)發(fā)生器51提供的三角形的信號(hào)在后級(jí)中通過(guò)兩個(gè)比較器52和52(圖27)，與兩個(gè)可變直流電壓信號(hào)比較。由直流電壓信號(hào)與鋸齒波信號(hào)相交的點(diǎn)，限定雙極性電壓脈沖寬度。此時(shí)，從上直流電壓信號(hào)和鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)正電壓脈沖，從下直流電壓和鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓脈沖。即通過(guò)上下移動(dòng)上直流電壓電平和上下移動(dòng)下直流電壓電平進(jìn)行調(diào)制，可以改變這些電壓脈沖的脈沖寬度(脈沖寬度調(diào)制)。產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制的這個(gè)方法造成與鋸齒波信號(hào)的峰值對(duì)稱(圖27)的、驅(qū)動(dòng)脈沖的對(duì)稱的加寬或變窄。由于在有用傳感器信號(hào)和鋸齒波信號(hào)之間的固定相位關(guān)系，即使在脈沖的占空比變化時(shí)，在測(cè)定裝置18反饋的有用傳感器信號(hào)和驅(qū)動(dòng)脈沖的基波之間保持恒定的相耦合。這確保在驅(qū)動(dòng)電壓和馬達(dá)速度之間的固定的相關(guān)系中馬達(dá)的工作，因此也確保在存在不同負(fù)荷時(shí)馬達(dá)的工作處于共振狀態(tài)。結(jié)果與一個(gè)脈沖寬度調(diào)制相比提高了驅(qū)動(dòng)效率，在脈沖寬度調(diào)制中，驅(qū)動(dòng)脈沖的起始瞬間是預(yù)定的，驅(qū)動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間僅通過(guò)終止瞬間的變化固定；并且相應(yīng)地，在反饋的傳感器信號(hào)和驅(qū)動(dòng)脈沖的基波之間引起一個(gè)取決于脈沖占空比的相移。
為了控制永磁馬達(dá)100的振蕩狀態(tài)，測(cè)定裝置18經(jīng)濾波后去掉誤差量的有用傳感器信號(hào)饋送到峰值測(cè)定器54，后者確定有用的傳感器信號(hào)的相應(yīng)振幅。由于誤差量的補(bǔ)償，振幅值是轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)的最大速度的一個(gè)直接量度。測(cè)定的振幅值與一個(gè)設(shè)定值比較，把該差值信號(hào)饋送一個(gè)適當(dāng)?shù)目刂破鳎缫粋€(gè)PI控制器49?？刂破鞯妮敵鲂盘?hào)控制兩個(gè)直流電壓電平的同時(shí)位移，后者確定驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓脈沖寬度，從而實(shí)現(xiàn)振蕩振幅控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可以用一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器形式的數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)鋸齒波信號(hào)的功能，而代替模擬控制。在后級(jí)中，使用數(shù)字比較器將計(jì)數(shù)器的讀數(shù)與數(shù)字控制器的輸出值比較，這樣產(chǎn)生雙極性電壓脈沖。
饋送到控制器49的轉(zhuǎn)速設(shè)定值可以預(yù)定為一個(gè)固定值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)定值可以通過(guò)干式剃須刀的使用者用不連續(xù)的步驟或在預(yù)定范圍內(nèi)無(wú)限地變化。這樣，切割刀裝置的速度在預(yù)定范圍內(nèi)是可以由使用者調(diào)節(jié)的，從而在對(duì)每類皮膚最小皮膚刺激的范圍內(nèi)取得最佳剃須效果。另外，通過(guò)改變速度和切割刀裝置的振幅之間的功能關(guān)系，預(yù)先選擇給定振蕩頻率下的振蕩振幅。然后控制器計(jì)算對(duì)于振蕩的給定頻率的匹配速度，控制向驅(qū)動(dòng)裝置供給的能量，其控制方式使得振蕩的振幅在不同的負(fù)荷下保持固定。
在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，能夠很快地進(jìn)行振蕩的控制是特別優(yōu)越的。能夠從一個(gè)半波到下一個(gè)半波地影響驅(qū)動(dòng)脈沖的脈沖寬度。這導(dǎo)致恒定的剃須質(zhì)量和縮短剃須時(shí)間。用在馬達(dá)軸和切割刀裝置之間不充分的剛性耦合的常規(guī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣的速度控制是不可能的；用這樣的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，僅能夠取得在平均時(shí)間上的固定振蕩。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)振蕩方式運(yùn)動(dòng)的個(gè)人用的電器特別是干式剃須刀的工作單元(32)，所述機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)永久磁體馬達(dá)(1，100，200)，后者具有一個(gè)帶一勵(lì)磁繞組(3)的定子(2)，和一個(gè)轉(zhuǎn)子(4，204)，所述轉(zhuǎn)子帶有至少一個(gè)位于定子磁場(chǎng)中并可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)軸(8)上的永久磁體(11)，并帶有一個(gè)復(fù)位裝置(14，114，214)，用于將轉(zhuǎn)子返回到停止的位置，使得轉(zhuǎn)子能夠在停止位置附近振蕩；一個(gè)耦接裝置(12)，用于將轉(zhuǎn)子耦接到工作單元，其中耦接裝置以間隔開(kāi)轉(zhuǎn)子軸的關(guān)系連接到轉(zhuǎn)子；一個(gè)檢測(cè)裝置(18)，用于檢測(cè)定轉(zhuǎn)子的振蕩運(yùn)動(dòng)；和一個(gè)激勵(lì)裝置(29)，用于響應(yīng)測(cè)定的振蕩來(lái)激勵(lì)永久磁體馬達(dá)，設(shè)置頻率控制件(44，45，46，47，49)，以與轉(zhuǎn)子的共振頻率大約相應(yīng)的頻率激勵(lì)永久磁體馬達(dá)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，馬達(dá)(4，204)具有高導(dǎo)磁率的軟磁材料制造的鐵芯(10)和永磁材料制造的磁極(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，轉(zhuǎn)子(4)完全由永磁材料構(gòu)成。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，復(fù)位裝置(14，114，214)以與轉(zhuǎn)子軸間隔開(kāi)的關(guān)系連接著轉(zhuǎn)子(4)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，復(fù)位裝置(14，114)工作上與耦接裝置(12)相關(guān)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，復(fù)位裝置(114)包括一個(gè)返回彈簧(115)，它帶有一個(gè)緊固到轉(zhuǎn)子(4)上的緊固段(39)和一個(gè)包圍緊固段的線圈段(40)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，復(fù)位裝置(114)是平面結(jié)構(gòu)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，緊固段(39)構(gòu)成一個(gè)大體的Z形結(jié)構(gòu)，帶有一對(duì)彼此相反基本平行的接合段(41)；并且線圈段(40)設(shè)有一對(duì)線圈臂(42)，它們從接合段以螺旋形向外延伸。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，耦接裝置(12)的結(jié)構(gòu)是在工作單元(32)的運(yùn)動(dòng)方向中運(yùn)動(dòng)上剛性的，同時(shí)在工作單元的運(yùn)動(dòng)方向相垂直方向是可游移的。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，耦接裝置(12)包括一個(gè)第一耦接件(13)，它固定連接轉(zhuǎn)子(4，204)，和一個(gè)第二耦接件，它固定連接工作單元，所述兩個(gè)耦接件彼此接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，一個(gè)耦接件(13)是一個(gè)銷，另一個(gè)是一個(gè)切口(24)，特別是一個(gè)長(zhǎng)槽。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置與各工作單元(32)相關(guān)的一對(duì)耦接裝置(12)，安排在轉(zhuǎn)子(49)的軸(8)的相反兩側(cè)上，其方式使得工作單元沿相反的運(yùn)行方向驅(qū)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，耦接裝置(12)由轉(zhuǎn)子(4)剛性連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，設(shè)置幾個(gè)轉(zhuǎn)子(204)，每個(gè)與一個(gè)工作單元(32)相聯(lián)，所述轉(zhuǎn)子最好具有一個(gè)公共軸(8)
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，轉(zhuǎn)子(204)具有不同的磁化方向，從而沿彼此相反的方向振蕩。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，耦接裝置(12)安排在轉(zhuǎn)子(4)的一端上。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，耦接裝置(12)安排在轉(zhuǎn)子(204)的外周側(cè)面上。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，測(cè)定裝置(18)結(jié)合在定子(2)中。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，測(cè)定裝置(18)包括一個(gè)測(cè)定轉(zhuǎn)子(4，204)的永磁體(11)產(chǎn)生的磁通的傳感器裝置(19)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，測(cè)定裝置包括一個(gè)補(bǔ)償裝置(43)，用于補(bǔ)償在傳感器裝置(19)的信號(hào)中的誤差量。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，補(bǔ)償裝置(43)具有一個(gè)測(cè)定馬達(dá)電流(Imot)的電流傳感器，和一個(gè)減法裝置，從傳感器裝置(19)的信號(hào)中減去電流傳感器信號(hào)。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，激勵(lì)單元(29)包括一個(gè)控制裝置(49)，用于與轉(zhuǎn)子(4，204)的振蕩相響應(yīng)來(lái)控制供給馬達(dá)的電能。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，控制裝置(49)包括一個(gè)峰值測(cè)定器(54)，測(cè)定從測(cè)定裝置(18)來(lái)的一個(gè)信號(hào)峰值，并響應(yīng)測(cè)定的峰值來(lái)控制供給馬達(dá)的能量。
24.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，激勵(lì)單元(29)包括一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(45)，產(chǎn)生雙極性電壓脈沖，并設(shè)有一個(gè)調(diào)制裝(50，51，52，53，49)，用于把電壓脈沖調(diào)制為轉(zhuǎn)子(4，204)振蕩的函數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，將信號(hào)發(fā)生器做成使得以與轉(zhuǎn)子(4，204)振蕩的恒定相位關(guān)系發(fā)生電壓脈沖。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，控制裝置(49)產(chǎn)生至少一個(gè)可變直流電壓電平，通過(guò)適當(dāng)?shù)谋容^器(52，53)，將所述至少一個(gè)可變直流電壓電平與信號(hào)發(fā)生器(51)與轉(zhuǎn)子(2，204)的振蕩同步產(chǎn)生的一個(gè)鋸齒波信號(hào)比較，并且其中脈沖寬度調(diào)制實(shí)現(xiàn)向馬達(dá)供給能量的變化和控制向馬達(dá)供給的能量，以及實(shí)現(xiàn)工作單元的振蕩振幅控制。
27.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，頻率控制件包括以預(yù)定頻率激勵(lì)轉(zhuǎn)子的振蕩器(44)。
28.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，頻率控制件具有一個(gè)自激振蕩反饋回路，特別是它包括一個(gè)測(cè)定裝置(18)的信號(hào)所用的移相器(45)、產(chǎn)生雙極性電壓脈沖的信號(hào)發(fā)生器(46)、激勵(lì)馬達(dá)的功率放大級(jí)(47)和控制供給馬達(dá)的電能的控制裝置(49)。
29.一種帶有一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的干式剃須刀，特別是根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的干式剃須刀，其中設(shè)置一個(gè)剃須刀外殼(27)、一個(gè)相對(duì)于剃須刀外殼(27)樞軸旋轉(zhuǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)頭(30)和至少一個(gè)設(shè)置在所述樞軸旋轉(zhuǎn)頭中能夠由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的切割刀單元，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)接合在所述樞軸旋轉(zhuǎn)頭中。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的干式剃須刀，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)子(4)的軸安排在直立位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的干式剃須刀，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)子(4)的軸安排在橫臥位置。
32.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的干式剃須刀，其特征在于，兩個(gè)切割刀單元(32)和一個(gè)長(zhǎng)發(fā)須切割刀(38)安排在所述樞軸旋轉(zhuǎn)頭中，并由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)一種能夠以旋轉(zhuǎn)振蕩方式運(yùn)動(dòng)的家用電器,特別是干式剃須刀的工作裝置。所述機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)永久磁體的馬達(dá),后者具有一個(gè)帶勵(lì)磁繞組的定子,和一個(gè)轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子帶有位于定子磁場(chǎng)中并可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個(gè)軸上的至少一個(gè)永久磁體,并帶有:一個(gè)復(fù)位裝置,將轉(zhuǎn)子返回到停止的位置,使得轉(zhuǎn)子能夠在停止位置附近振蕩;一個(gè)耦接裝置,將轉(zhuǎn)子耦接到工作單元,其中耦接裝置以間隔開(kāi)轉(zhuǎn)子軸的關(guān)系連接到轉(zhuǎn)子;一個(gè)檢測(cè)裝置,用于測(cè)定轉(zhuǎn)子的振蕩運(yùn)動(dòng);和一個(gè)激勵(lì)裝置,與測(cè)定的振蕩相響應(yīng)而激勵(lì)永久磁體馬達(dá),設(shè)置頻率控制件,以與轉(zhuǎn)子的共振頻率大約相應(yīng)的頻率激勵(lì)永久磁體馬達(dá)。
文檔編號(hào)H02K33/16GK1331622SQ99814785
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者托馬斯·布魯姆, 亞歷山大·克勒斯, 霍爾格·波特維爾納·波特, 烏韋·沙夫 申請(qǐng)人:布勞恩有限公司