專利名稱：線性振蕩式加壓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線性振蕩式加壓裝置，特別涉及一種利用永磁活塞組件與兩電磁組件，通過數字控制電路產生的連續振蕩電流脈沖周期，驅動具有進氣閥的活塞組件產生往復移動，利用活塞組件的往復移動控制進/出氣，完成加壓動作的線性振蕩式加壓裝置。
背景技術：
常用的向液體或氣體加入能量或壓力的加壓裝置，如常見的泵(PUMP)，或者稱為液壓裝置或氣壓裝置等；其中所述泵基本上可分為離心式泵與往復式泵，所述離心式泵靠葉片旋轉產生加壓作用，適用于高流量低黏度以及固定壓力的系統。
上述往復式泵，被廣泛應用在低流量的泵裝置或系統。換言之，這種類型的泵無法適用高流量或高壓力輸出需求的設備。至于往復式泵以運行驅動方式分，包括有蒸氣式以及動力式泵。其中所述動力式泵的驅動方式是利用馬達的持續轉動，通過連桿來改變活塞的移動方向，產生持續性的活塞往復移動，同時配合活塞的位移與方向變換，形成泵內外壓力不同，而使閥體組件產生開、關的交替動作，完成一加壓輸送循環。但這種通過連桿來傳動的結構方式，所述馬達所輸出的能量會在方向轉換與連桿的傳動運作中造成消耗。而連桿的設置，也使泵在設置上需要較大體積空間，因而不能適用于較小體積或微小器件的產品，如血壓計，特別是手腕型或手指型血壓計的組裝使用。
目前，工業上的振蕩-線性馬達/服務器主要應用于致動器或振蕩泵。目前常見的振蕩-線性服務器的運行模式可分為兩種純電磁力式以及電磁力-機械力混合式。純電磁力式即純由電磁力來驅動，單靠磁力的吸附作用來驅動一可與磁性作用反應的電樞(或稱為銜鐵)(armature)，在兩外部電磁組件間往復移動。純電磁力式的控制方式利通過電路對直流電源的開、關與頻率控制，輪換對兩外部電磁組件產生激磁控制，且在每一磁吸作用時僅有一側的電磁組件產生激磁吸附作用，并驅動電樞向該方向移動，以獲得活塞的往復移動產生加壓作用，如
圖1所示。這種設計，在運行中僅有單邊電磁的吸附作用力，所能產生的驅動力有限，并且無法適用高驅動力或高扭力需求的設備。電磁力-機械力混合式由包括有一組外部電磁組件以及軸抵彈簧的電樞組成。利用控制電路(比如二極管)進行交/直流電轉換，使得僅有正電流可以通過該控制電路來驅動該組電磁組件，產生磁場的吸附力吸引電樞向其方向移動同時也壓縮彈簧。當電流進入負電流周期時，該電流被該控制電路阻擋無法進入電磁組件，使得磁力消失，彈簧彈力將電樞送回原位，產生往復運動，如圖2所示。但是這種設計，結構較為復雜，且對于所設置的彈簧必須加以選擇，特別是在材料上的限制，此外彈簧的回復作用力也會產生振動而限制了應用領域。另外在輸入電流的頻率控制方面，通過交直流電源的轉換，對于操作頻率僅能完全取決于輸入電流的頻率而無法改變或調整。當然這種設計，也因為所產生的移動距離較短，且在運行上僅有單邊電磁的吸附作用力或彈簧的回復作用力，使得所能產生的驅動效果更受到限制，并無法提供或適用高流量輸出需求的設備使用。
綜上所述，目前現有的振蕩性泵大都由110V的交流電所驅動。然而，高電壓與高電流的加壓裝置并不適用于微小機件的應用。因此，需要一種能適合于微小機件使用的低電壓加壓裝置。
本實用新型的內容本實用新型的主要目的在于提供一種線性振蕩式加壓裝置，該裝置是主要利用永磁活塞組件與兩電磁組件，通過控制電路產生的連續振蕩式電流脈沖周期，驅動具有進氣閥的活塞組件產生往復移動，以及往復移動中活塞組件的進氣控制，完成一加壓動作的線性振蕩式加壓裝置。
本實用新型的另一主要目的在于提供一種線性振蕩式加壓裝置，該裝置主要利用控制電路所產生的連續電流脈沖，同時激磁兩電磁組件產生相同極性，并配合電流脈沖周期產生極性變換，配合具有永磁性磁極的活塞組件與兩電磁組件產生相互吸引與排斥的同時作用力，形成倍增的磁力作用使活塞組件產生往復式位移，配合進氣閥動作的進氣控制，獲得雙倍磁力移動活塞組件的加壓出氣動作與加壓效果。
本實用新型的又一主要目的在于提供一種線性振蕩式加壓裝置，該裝置利用控制電路產生的連串振蕩式電流脈沖周期，直接驅動永磁活塞組件與兩電磁組件間的磁力作用的方向變換，可使加壓裝置的體積縮小，而能應用于微小器件，如手腕式或手指式電子血壓計，或在其它需要加壓的設備上使用，且運行時產生的噪音也較小。
為了實現上述目的，本實用新型提供一種線性振蕩式加壓裝置，其主要包括一本體；安裝在所述本體內的兩個電磁組件；安裝在所述兩電磁組件間的一永磁性活塞組件，其具有一進氣閥；其中，所述兩個電磁組件受外部控制而暫時具有磁性，以驅動所述永磁性活塞組件。
在本實用新型的一實施例中，通過一控制電路，電連接所述兩電磁組件，并控制兩電磁組件為同步激磁與變換磁極性。
所述控制電路包括一電流轉換電路，將輸入電流轉換為交流電流；以及一振蕩電路，產生連續的正負周期的電流脈沖。
本實用新型具備有下述的特點與優點1.利用兩電磁組件與具永磁性的活塞組件作用，產生一側的相吸的作用力以及另一側的相斥作用力，形成雙倍磁性作用力驅動活塞組件，從而獲得高壓(或高流量)的加壓效果。
2.在加壓運作結構上由本體、電磁組件以及活塞組件組成，配合控制電路來驅動運行，使加壓裝置的體積更小，可用于微小器件。
3.所述控制電路獨立于加壓運行結構設置，因而可直接通過電容與電阻值的調整，產生不同頻率的連續正、負電流脈沖周期，直接控制/改變流量/加壓速度。
4.加壓運行結構由本體、電磁組件以及活塞組件組成，配合控制電路來驅動運行，使加壓裝置的結構更為精簡化，制作成本也可獲得降低。
5.與公知的用馬達控制方式相比較，本實用新型更為安靜，因為其加壓裝置不需使用噪音較大的有刷馬達。
附圖的簡要說明
圖1是公知的純電磁力操作的往復致動器結構與運作示意圖；圖2是公知的電磁力混合機械彈簧操作的往復式致動器結構與運作示意圖；圖3是本實用新型一具體實施例的結構圖；圖4是本實用新型一具體實施例的控制電路的電路方框圖；圖5是本實用新型一具體實施例的加壓與氣流流動狀態示意圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下1-本體 3-活塞組件4-控制電路 11-出氣端12-出氣閥13-進氣端14-氣室 15-氣缸21、22-電磁組件 30-進氣閥10、31-孔36-氣囊41-電源轉換電路 42-振蕩電路91、92-氣道具體實施方式
圖3為本實用新型一具體實施例的結構圖；圖4為本實用新型一具體實施例的控制電路的電路方框圖。如圖3、圖4所示，本實用新型實施例的加壓裝置包括有一本體1，可容納本實用新型所需組件；安裝在本體1內的兩個電磁組件21、22；一安裝在兩電磁組件21、22間的活塞組件3，活塞組件3內設置有一進氣閥30以及一電連接兩個電磁組件21、22為激磁與磁性變換控制的控制電路4(圖3中未示出)。
本體1，為一內呈中空的作為運行空間的氣室14與氣缸15的結構體。在本體1的一端開設有一出氣端11，供氣體(或液體)輸出。通過一出氣閥12的開/閉來控制流體的輸出。在本體1的另一端則開設有一進氣端13，為氣體(或液體)的進氣路徑。
電磁組件21、22，由數字控制電路的電流脈沖周期驅動，產生磁性并且變換磁性。電磁組件21、22安裝在本體1內部(如圖3的上下兩端)，在端面分別開設有對應孔13、10的氣道91、92。電磁組件21、22間的空間可提供活塞組件3所需的往復空間。
活塞組件3，如圖3所示，安裝在兩個電磁組件21、22之間。活塞組件3由永磁鐵組成。由此，當電磁組件21、22受激磁時，會產生相吸作用力與相斥作用力驅動活塞組件3向某一方向移動。接著，當電磁組件21、22激磁磁性的變換時(這部分將在下面再詳述)，會驅動活塞組件3向另一方向移動。通過電磁組件21、22的激磁磁性的變換，可使活塞組件3進行往復運動，重復將氣體由外界導入至氣囊36(當然，本實用新型并不受限于只能應用于氣囊，也可應用于其它需要加壓/打氣的領域內)。另外在活塞組件3的端面上開設有一孔31，用于設置一進氣閥30，進氣閥30提供隨活塞組件3在往復運動中的壓力不同的開、關氣體(或液體)的進氣。
控制電路4，可為數字式，如圖4所示。控制電路4的輸出端連接兩個電磁組件21、22，利用所產生的連續電流脈沖周期，同時激磁與變換兩電磁組件21、22產生相同極性。在本實施例中，控制電路4包括有一電源轉換電路41，用于將外部直流電源(比如電池)轉換為交流電源，由此，才可以利用該交流電源所具有的正、負脈沖周期來產生不同的磁性激磁控制與變換；一振蕩電路42，連接電源轉換電路41，用于將上述輸入的電流產生為一連續的正、負電流脈沖周期，同時驅動控制電磁組件21、22產生相同極性的激磁與極性變換；并可利用振蕩電路42的電容與電阻值，直接產生不同頻率的連續正、負電流脈沖周期，因而可以用來直接控制或改變加壓速度。
該線性振蕩式加壓裝置的加壓運行如圖5(a)～5(c)所示。圖5(a)為活塞組件3尚未開始往復運動之前的待機(standby)狀態。在此，假設活塞組件靠近電磁組件21的那一側為S極，而另一側則為N極。在活塞組件3尚未開始往復之前，活塞組件3的位置較靠近電磁組件21，且進氣閥30及出氣閥12均呈關閉狀態。當控制電路4饋入一周期的半波電流脈沖(例如為正半波電流脈沖)到兩個電磁組件21、22時，兩個電磁組件21、22被同時激磁產生相同的磁性(例如S極)。此時，電磁組件21與活塞組件3形成磁性相斥作用力F1(S極對S極)，而電磁組件22則與活塞組件3形成磁性相吸作用力F2(S極對N極)。由此即可獲得是現有的往復式電磁泵雙倍的磁作用力，驅動活塞組件3向電磁組件22方向位移(如圖5(b)的箭頭M所標示的方向)，如圖5(b)所示。當活塞組件3向電磁組件22方向移動時，在氣缸15內的區域氣壓低于大氣壓力，在氣缸15外的區域氣壓則等于大氣壓力，在氣缸15內與外界之間產生壓差。利用此壓差使氣流(或液流)從氣缸15外通過進氣端13進入氣缸15內，并由此氣流(或液流)的力量直接將進氣閥30啟開，同時亦由此作用力確使出氣閥12為關閉狀態。這是因為氣室14的氣壓高于氣缸15的氣壓。
在完成上述的氣流或液流的輸入后，控制電路4饋入負半波電流脈沖)至兩個電磁組件21、22，兩個電磁組件21、22同時轉換激磁產生另一磁性(例如為N極電磁極)。此時，電磁組件22與活塞組件3形成極性相斥作用力F3，而電磁組件21則與活塞組件3形成極性相吸作用力F4。由此，即可以雙倍的磁作用力驅動活塞組件3向電磁組件21方向位移(如圖5(c)的箭頭M所標示的方向)，如圖5(c)所示。當活塞組件3向電磁組件21方向移動時，在氣缸15內與外界之間產生壓差。即在氣缸15內的氣壓高于大氣壓力，氣缸15外的氣壓等于大氣壓力，而氣室14內的氣壓則高于大氣壓但小于氣缸15內的氣壓。此壓差會造成氣流(或液流)從高氣壓區流至低氣壓區，此氣流(或液流)的力量會使進氣閥30關閉，同時將出氣閥12啟開，如圖5(c)所示，而將經加壓的氣流(或液流)通過出氣閥12輸出至氣囊36。
本實用新型如上述實施例的結構設計，具有下述的特點與優點1.利用兩電磁組件與具有永磁性的活塞組件相互作用，產生一側為相吸的作用力以及另一側為相斥作用力，形成雙倍磁性作用力驅動活塞組件，從而獲得高壓(或高流量)的加壓效果。
2.在加壓運行結構上由本體、電磁組件以及活塞組件組成，配合控制電路來驅動運行，使得加壓裝置的體積更為縮小，從而適用于微小器件的安裝使用。
3.所述控制電路獨立于加壓運行結構設置，因而可直接通過電容與電阻值的調整，而直接的產生不同頻率的連續正、負電流脈沖周期，用以直接控制/改變流量/加壓速度。
4.在加壓運作結構上由本體、電磁組件以及活塞組件組成，配合控制電路來驅動運行，使得加壓裝置的結構更為精簡化，當然制作成本也可獲得降低。
5.相對于公知的以馬達控制方式，本實用新型更為安靜，因為其加壓裝置不需使用噪音較大的有刷馬達。
權利要求1.一種線性振蕩式加壓裝置，其特征在于，包括一本體；安裝在所述本體內的兩個電磁組件；安裝在所述兩電磁組件間的一永磁性活塞組件，其具有一進氣閥；其中，所述兩個電磁組件受外部控制而暫時具有磁性，以驅動所述永磁性活塞組件。
2.如權利要求1所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述本體的一端設置有一出氣端與一出氣閥，另一端設置有一進氣端。
3.如權利要求1所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述永磁性活塞組件通過配合受外部控制可同步激磁為相同電磁極性的兩個電磁組件，產生一側的相吸作用力，以及另一側的相斥作用力，形成雙倍磁作用力來移動。
4.如權利要求1所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述活塞組件的所述進氣閥在所述活塞組件受電磁作用力驅動向所述進氣端側移動時，受到一壓差而被開啟；以及，在所述活塞組件受磁作用力驅動向所述出氣端側移動時，受到一壓差而被關閉。
5.如權利要求1所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述進氣閥導入的流體，為一氣流。
6.如權利要求1所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述進氣閥導入的流體，為一液流。
7.一種線性振蕩式加壓裝置，其特征在于，包括一本體；安裝在所述本體內的兩個電磁組件；安裝在所述兩電磁組件間的永磁性活塞組件，在端面設置有進氣閥；一控制電路，電連接所述兩電磁組件，并控制兩電磁組件為同步激磁與變換磁極性；其中，所述兩個電磁組件受所述控制電路的控制而暫時具有磁性，驅動所述永磁性活塞組件。
8.如權利要求7所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述控制電路包括一電流轉換電路，將輸入電流轉換為交流電流；以及一振蕩電路，產生連續的正負周期的電流脈沖。
9.如權利要求7所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于通過電阻與電容值的調整，所述控制電路改變所產生的連續的正負周期電流脈沖頻律，從而調整加壓運行速度。
10.如權利要求7所述的線性振蕩式加壓裝置，其特征在于所述兩個電磁組件受所述控制電路控制，同步激磁為相同電磁極性，在所述活塞組件的一側產生相吸作用力，在另一側產生相斥作用力，形成雙倍磁作用力，驅動所述活塞組件向相吸作用力的一側移動。
專利摘要一種線性振蕩式加壓裝置，該裝置包括有一具有出氣端與出氣閥的本體、安裝在該本體內的兩個電磁組件、安裝在該兩電磁組件間的端面設置有進氣閥的永磁活塞組件、一產生振蕩式電流脈沖的控制電路。通過控制電路所產生的連續電流脈沖，同時使兩電磁組件產生相同極性，并配合電流脈沖周期產生極性變換，配合具有永磁性磁極的活塞組件與兩電磁組件相 吸/相斥的作用，形成倍增的磁力作用使活塞組件產生往復式位移，配合輸入/出氣閥與位移互動的運行模式，形成兩種作用力移動活塞組件的加壓輸出動作循環與加壓效果。
文檔編號F04B17/04GK2727444SQ20042009270
公開日2005年9月21日 申請日期2004年9月14日 優先權日2004年9月14日
發明者吳肇權, 吳希哲 申請人:優盛醫學科技股份有限公司