[发明专利]机械放大器，该放大器的系统以及一种运动的机械放大方法

说明书

技术领域

本发明属于一种机械放大器。此外，此发明涉及一种机械放大器，该放大器用于将某种致动器装置，如压电致动器，所产生的运动进行放大。

背景技术

随着科技的不断进步，主要在压电陶瓷领域，对机械放大器的需求已经有所增加。压电陶瓷替代电磁溶液，正被愈加广泛的应用于致动器装置。原因为与电磁技术相比，使用压电陶瓷技术，F/M比值大了将近10倍。一个电磁为压电致动器所取代的例子就是汽车工业中的燃油喷射阀。它引领了新一代燃料低损耗发动机的产生。此压电致动器技术已经使在每一个活塞活动中将燃油喷射以毫秒来控制成为可能。

不幸的是由于压电技术即使提供巨大的能量，也只能产生小振幅运动，所以无法完全取代电磁铁。这样由压电陶瓷所引发的运动必须经过放大。这可以由多种途径来实现，比如通过水压(常用于燃油喷射)，美国专利6749176和6003836中所阐述的通过机械变形，或者美国专利5328149中所述的杠杆技术。

水压机械放大器相对容易实现，因为它们遵循一个简单的原理。此种涉及依旧遗留了一大堆的技术问题需要解决，比如水压水流速，质量，气体成分，毒性，耐温性，水压系统的封闭性。这些情况增加了设计成本，也并不适用于医疗设备等用途。

利用变形技术的放大器采用不同的原理。可是，现在溶液常会遇到某些限制，比如复合阀座，大的尺寸或限制的放大。此外，采用此种技术很难进行串联。

杠杆原理简易且容易串联，但是某些技术上的设计问题使得它很难找到一种整合的解决方案，使其无摩擦且有力量，低损耗，低质量，高共振频率，大放大系数，小尺寸以及低制造成本。

发明内容

本发明的一个目的就是提供一种改良的或替代性的运动放大设备和方法。此发明的另一宗旨为提供一种设备，施力无摩擦并且更加小型耐用，同时也易于操作，更加优化的显示出低功耗或/且低质量或/且高共振频率或/且大放大作用或/且小尺寸或/且低制造成本。

这些目标及其他目标，根据附加的独立专利要求所提供的设备和方法，已经被单独或联合实现，而独特的实施方案是权利要求的主体。

发明力求单独或联合减轻，改良或消除传统技术中上述已识别出的某个或几个缺点和不足。根据附加专利要求通过提供一种设备，系统或/且方法至少部分地解决上述所提到的问题。

一方面，本发明有一种机械运动放大器组成，，用于将产生自某一致动器装置的运动的振幅加以扩大。该运动放大器包括至少两个成角度串联相接的横杆，而每根横杆的厚度比与厚度正交的长度小。每根横杆至少有一个支撑元件，该横杆以其为轴进行旋转。当这一串联结构置于来自于至少一致动器装置的具有第一振幅的推或拉的运动中时，致动器在同一平面上平行地产生一具有大于第一振幅的第二振幅的推或拉运动。增大的振幅和振幅方向由设计所提供的设备所决定，取决于横杆，支撑元件和至少一个致动器装置彼此之间的放置关系。

该设计结合了具有多重属性的横杆，此横杆除具有轻薄特质外还具有低扭转力低质量小尺寸的特点。这些特性引导获得更重要的性能，比如串联横杆的设计会产生低惯性从而产生快速的放大反应。

此外，在本发明的一些实施方式中，传动装置的传送是通过推、拉运动作用于第一根横杆实现的，该推、拉运动或来自一个或多个的致动器装置，或来自与运动邻近的第二横杆，且第二横杆位于距运动的支撑元件X1距离处，而支撑元件距第一横杆与第三根横杆即最后一根横杆相接处X2距离，此处为最终放大运动作用处。可选地，该设备每一串联横杆距离可设计成具有X1＜＝X2的关系。

为获得最终运动的放大振幅，上述关系需与横杆为串联相接这一点紧密结合。

在该机械运动放大器的某些实施方案中，每个横杆的支撑原件的位置要能够通过推、拉中横杆协调产生传递的放大的运动振幅。

通过调节系列中每一串联横杆的支撑元件的摆放位置，最终的放大运动会成为推或拉活动。例如，来源于某一致动器装置的推运动会成为一个放大运动，但是如果某人改变了支撑元件的位置，那么同样的推运动可能会转变成为一个放大的拉的运动。

在某些实施方案中，此机械运动放大器的横杆可由箔(薄金属片)制成。

通过用箔制作横杆，可具有轻薄，低扭转强度，低重和小尺寸的特性。

在另一个实施方案中，该机械运动放大器的串联相接的横杆可由一片连续箔片制成一个整体。

在该机械运动放大器的另一实施方案中，由次横杆的运动所引发的扭转运动和侧面运动会与首根横杆逆向发生，且通过第一横杆的侧面弯曲和扭转由第一横杆吸收承载。