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安全型前庭刺激装置

阅读:100发布:2021-11-12

专利汇可以提供安全型前庭刺激装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种安全型前庭刺激装置,该装置用于锻炼小儿的前庭系统功能。它采用复摆型或 弹簧 振子型的振动装置,配以电磁策动装置做策动 力 ,通过控制策动力的大小,使该装置的振动方式为正弦振动。从而保证了在振动过程中,小儿的脑组织与颅骨之间没有碰撞,故小儿的大脑不会受伤。在绝对安全的条件下,对小儿的前庭系统进行振动刺激,以期达到加快小儿发育的目的。,下面是安全型前庭刺激装置专利的具体信息内容。

1、一种安全型前庭刺激装置,该装置所使用的电磁策动装置是一种分体式结构,由动子3和定子4构成,使用时将动子3装在被策动的可晃动载人体2上,将定子4装在被策动的可晃动载人体2的支架1上,动子3由单磁铁组构成,定子4由电磁铁、控制电路、感应线圈构成,其特征是:A当控制电路中的开关元件是可控时,感应线圈L1与电磁铁线圈L2绕在同一个铁芯上;B定子4中的电磁铁之铁芯的形状之一为山字形,该铁芯两边的边柱11最高点之高度在芯柱10的高度的1%--99%之间,边柱上端边12可以平行于底边13,也可以不平行于底边13;C、感应线圈L1两端并联了一个电容器C1,其容量正比于:(1)电源的内阻、(2)同一电源中使用的可控硅调压器或斩波器所负载的功率、(3)可控硅在电路中的漏电流、(4)感应线圈的数与线径(内阻)、(5)可控硅漏电状态下电磁铁线圈产生的磁化安匝数,反比于同电源中调压器或斩波器中的可控硅的开关时间。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于控制电路的接法是电磁铁线圈L2与续流二极管D2并联后再与可控硅SCR1串联,串联后的电路两端接交流电源两端;感应线圈L1与电容器C1并联后跨接在可控硅SCR1的控制极与阴极上;电磁铁线圈L2的第一同名端(带※号端)接续流二极管D2的负极与交流电源的一端,感应线圈L1的第一同名端(带※号端)接可控硅SCR1的控制极;电磁铁线圈L2的第二同名端接续流二极管D2的正极与可控硅SCR1的阳极,感应线圈L1的第二同名端接可控硅SCR1的阴极与交流电源另一端。
3、根据权利要求1所述的装置,其特征在于控制电路中的开关元件是一只复合可控硅,复合可控硅是由一只小功率可控硅SCR2与一只大功率可控硅SCR1通过电阻R2将它们两个的阳极连接在一起,又将大功率可控硅SCR1的控制极与小功率可控硅SCR2的阴极连在一起构成的,电阻R2还可以接在小功率可控硅SCR2的阳极与续流二极管D2的负极之间;控制电路的接法是电磁铁线圈L2与续流二极管D2并联后再与复合可控硅中的大功率可控硅SCR1直接串联,串联后的电路两端接交流电源两端;感应线圈L1与电容器C1并联后跨接在复合可控硅中的小功率可控硅SCR2的控制极与阴极上;电磁铁线圈L2的第一同名端(带※号端)接续流二极管D2的负极与交流电源的一端,感应线圈L1的第一同名端(带※号端)接小功率可控硅SCR2的控制极;电磁铁线圈L2的第二同名端接续流二极管D2的正极与大功率可控硅SCR1的阳极及电阻R2的一端,感应线圈L1的第二同名端接小功率可控硅SCR2的阴极。
4、根据权利要求1所述的装置,其特征在于控制电路的接法是电磁铁线圈L2与续流二极管D2并联后再与可控硅SCR1串联,串联后的电路两端接交流电源两端;可控硅SCR1的控制极经一个由感应线圈L1控制的晶体三极管BG1通过二极管D7连接于由电阻R3与电阻R4构成的分压器中点,分压器两端接交流电源两端;感应线圈L1与电容器C1并联后跨接在晶体三极管BG1的基极与发射极上;电磁铁线圈L2的第一同名端(带※号端)接续流二极管D2的负极与交流电源的一端,感应线圈L1的第一同名端(带※号端)接晶体三极管BG1的基极;电磁铁线圈L2的第二同名端接续流二极管D2的正极与可控硅SCR1的阳极,感应线圈L1的第二同名端接晶体三极管BG1的发射极与可控硅SCR1的控制极。
5、根据权利要求1、权利要求2所述的装置,其特征在于定子4中包函有三只感应线圈,其中感应线圈L3与感应线圈L4分别装置在感应线圈L1与电磁铁线圈L2两旁;采用可控硅直流无触点开关电路做控制电路,它是在权利要求2所述的控制电路上增加了一个由电容器C2、电阻R1、可控硅SCR3与感应线圈L3、L4及二极管D3、D4、D5、D6构成的用来关断可控硅SCR1的开关电路构成的,用来关断可控硅SCR1的开关电路的接法是电阻R1与可控硅SCR3串联后其两端接在电源的两端上,感应线圈L3与二极管D3并联后再与二极管D5串联,串联后的电路两端跨接在可控硅SCR3的控制极与阴极上,感应线圈L4与二极管D4并联后再与二极管D6串联,串联后的电路两端跨接在可控硅SCR3的控制极与阴极上,电容器C2两端连接可控硅SCR3与可控硅SCR1二者的阳极;本控制电路可使用交、直流两种电源。
6、根据权利要求1、权利要求3、权利要求5所述的装置,其特征在于采用可控硅直流无触点开关电路做控制电路,它是在权利要求3所述的控制电路上增加了一个由电容器C2、电阻R1、可控硅SCR3、晶体三极管BG1、二极管D7、D6、D5、D4、D3与感应线圈L3、L4及电阻R3、R4构成的用来关断可控硅SCR1的开关电路构成的,用来关断可控硅SCR1的开关电路的接法是电阻R1与可控硅SCR3串联后其两端接在电源的两端上,可控硅SCR3的控制极经一个由感应线圈L3、L4控制的晶体三极管BG1通过二极管D7连接于由电阻R3与电阻R4构成的分压器中点,分压器两端接在电源的两端上,感应线圈L3与二极管D3并联后再与二极管D5串联,串联后的电路两端跨接在晶体三极管BG1的基极与发射极上,感应线圈L4与二极管D4并联后再与二极管D6串联,串联后的电路两端跨接在晶体三极管BG1的基极与发射极上,电容器C2两端连接可控硅SCR3与可控硅SCR1二者的阳极;本控制电路可使用交、直流两种电源。
7、一种安全型前庭刺激装置,该装置系大人同小儿共用,它用的电磁策动装置是一种分体式结构,由动子3与定子4构成,使用时将动子3装在被策动的可晃动载人体2上,将定子4装在被策动的可晃动载人体2的支架1上,动子3由两块磁铁构成,定子4由电磁铁、控制电路、感应线圈构成,续流二极管D2与电磁铁线圈L2并联后再与可控硅SCR1串联,串联后的电路两端接在交流电源的两端上,其特征在于可控硅SCR1的控制极与阴极上只跨接着一个感应线圈L1;动子3还可以用一块衔铁与一块磁铁构成。
8、一种    安全型前庭刺激装置,它由支架1、可晃动载人体2、电磁策动装置3、4构成,其特征是:A、它是由权利要求1-7所述的任意一种电磁策动装置策动的;B、支架1由前窄架14、后宽架15、绞链16通过活动联结28及活动联结悬轴17连在一起构成;C、可晃动载人体2由固定在过渡框18上的坐体20通过活动联结28连接托腿21及其托腿度调节片24与通过活动联结28连接靠背19,靠背19通过活动联结28连接托肘22及靠背角度调节片23构成;D、通过调节靠背角度调节片23与托腿角度调节片24及电源开关,可将本装置变成椅、躺椅、床及电磁逍遥椅;E、支架1过渡框18之间连接着拉簧或皮筋29;F、本装置当坐椅用时,动子3的磁铁中心或衔铁中心偏离定子4的电磁铁中心;G、具有热面40及冷面41的软垫通过软垫挂丝27与丝孔39装在靠背19、坐体20、托腿21上;H、过渡框18上有安全销30、床用插孔32、托腿角度调节片定位销31、靠背角度调节片定位销35;J、可晃动载人体2通过活动联结悬轴17悬挂在支架1上;K、绞链16由前链36、后链37通过活动联结28连在一起,在前链36或后链37上装有定子按装板38;L、动子3通过摆臂33装在过渡框18上。
9、一种    安全型前庭刺激装置,它由支架1、可晃动载人体2、电磁策动装置3、4构成,其特征是:A、它是由权利要求1-6所述的任意一种电磁策动装置策动的;B、支架1由前窄架14、后宽架15、绞链16通过活动联结28及活动联结悬轴17连在一起构成;C、可晃动载人体2由悬挂在活动联结悬轴17上的摆臂33及通过活动联结28装在摆臂33上的躺架42、躺布43、躺布长短调节片44、躺架角度调节片45、躺架角度调节杆46、躺架角度调节杆滑轨47、弹簧48、滑滚49及装在摆臂33上的动子安装体50构成;D、动子3通过动子紧固螺栓52、压簧53固定于动子安装体50上的动子定位槽54内,动子3拉出定位槽54后可自由转动,E、绞链16由前链36、后链37通过活动联结28连在一起,在前链36或后链37上装有定子安装板38。
10、一种    安全型前庭刺激装置,它由带轮子69的支架1、可晃动载人体2、电磁策动装置3、4构成,其特征是:A、它是由权利要求1-6所述的任意一种电磁策动装置策动的;B、支架1由前架14、后架15、绞链16通过活动联结28及活动联结悬轴17连在一起构成,其侧面形态全部或上部为抛物线形;C、可晃动载人体2由通过摆臂33悬挂在活动联结悬轴17上的可折叠摇篮构成;D、在前篮前封边56与踏网64之间装有可卸式防碰足布;E、在支架1与摆臂33之间装有可卸式定篮勾68;F、轮架71通过活动联结28装在支架1上,轮架71的一端装有轮子69,另一端装有减震弹簧72,减震弹簧72连接着拉线73,拉线73连接在一个机构上,操作机构可使轮子69升高,支架1着地,也可使支架1升高轮子69着地。

说明书全文

本实用新型涉及一种安全型前庭刺激装置

人们常通过摇晃小儿来刺激小儿的前庭系统,但往往因摇晃方式不当而造成小儿脑损伤。本实用新型的目的是提供一种摇晃小儿时不会使小儿脑损伤的摇晃装置,医学界众所周知,位于人类内的前庭系统有接收周围环境的信息,控制平衡、调节步行速度和运动方向的作用。前庭系统在小儿期处于高速发育阶段。如果在这一阶段对小儿的前庭系统进行有效的刺激,将会使小儿的前庭系统功能发育得优良。科学家们由此想到了连续摇晃小儿可使小儿的前庭系统得到连续的平衡--非平衡交替刺激,这种刺激可能会锻炼小儿的平衡能。于是美国俄亥俄州大学的科研人员研究观察了这种刺激方法,结果发现,有规律地摇晃小儿,可以加速小儿的生长发育,可以加快小儿学走路的进程,还可以促进小儿动作日益丰富。他们对正常小儿做了试验,把小儿放在可以晃动的桌子上,每天接受一次摇晃训炼,后来发现,接受试验的小儿比未经过试验的小儿健康,而且发育的好。这种刺激方法医学界术语叫--前庭刺激。中国的医疗研究专家也分析研究了这种刺激方法,并指出适当摇晃有助小儿发育,接受前庭刺激的小儿比未接受前庭刺激的小儿身体各项运动反射的发育不仅快得多,而且好得多。上述研究结果公布于世以后,在世界各地都有一些母亲,总是把小儿抱在怀里摇来晃去,如不得法,其结果会有一部分小儿非但没有得到好处,反而患了摇动小儿综合症。美国儿科专家,匹兹堡大学教授卡菲指出:“大人乱摇婴儿,很可能严重损害孩子的脑部,轻则影响他们的智力发育,重则造成死亡”经研究,摇动小儿综合症是因为母亲摇晃不当,造成小儿大脑与颅骨碰撞,引起大脑出血、脑细胞损坏死亡所致。可见前庭刺激需要有规律地适当地摇晃小儿,无规 律地不当地摇晃反会产生不良影响。人工摇晃小儿时,摇晃的幅度小了,对前庭系统的刺激强度太小,不起作用;幅度大了又会因脑组织与颅骨相碰撞而引起摇动小儿综合症。显然,这是一个矛盾。为什么人工摇晃小儿会产生这一矛盾?这是因为人工摇晃小儿没有一定的规律,在摇晃过程中,经常会出现瞬间加速度跃变。当摇晃频率和幅度稍大时,这种瞬间加速度跃变就更大。由于小儿的身体和颅骨与摇篮或人手之间摩擦力大,可与摇晃时出现的瞬间跃变加度同步;而小儿的脑组织因为与颅骨之间的摩擦力很小,不能与摇晃时出现的瞬间跃变加速同步,因此两者之间就产生碰撞,使脑组织受伤,轻者可使智力不同程度下降(不出现病态表现),重者导致摇动小儿综合症发生。本实用新型能从根本上解决这一矛盾。

本实用新型是一个能自动摇晃的装置,可视作一个正弦振动的复摆,振动过程中,可看作一个非惯性系统,使该系统维持振动的电磁策动力与系统的固有振动频率完全同步,且作用平稳,能使系统缓慢起动,最终维持适当的振幅。系统中的任何一部分均在重力、弹性力和惯性力作用下而处于平衡状态,相对静止。因而决不会因振幅加大而相互碰撞。这可以用一盆放在复摆上模拟实验,不论振幅有多大,水面均平静如境。虽然传统的育婴摇篮其自由振动方式也是一种正弦振动,但是因为其动力系人手,在手推拉摇篮时,往往破坏了其正弦振动方式,故而,时有摇动小儿综合症发生。本实用新型始终工作在接近正弦振动的摇晃状态。因此利用本实用新型摇晃小儿,能采用相当大的摇晃幅度而不会发生摇动小儿综合症。

本实用新型由三大部分构成,一是支架;二是可晃动载人体;三是电磁策动装置。其中电磁策动装置是由装在被策动的可晃动载人体上的动子与装在支架上的定子构成,动子由单磁铁组构成;定子由电磁铁、控制电路、感应线圈构成。下面结合附图对本实用新 型加以描述。

图1是本实用新型的基本结构示意图,图中1是支架,它由下文中所述的前窄架14、后宽架15、绞链16构成。2是可晃动载人体、3是动子、4是定子。

图2是单块磁铁构成的动子示意图,图中1是支架,5是磁铁。

图3是磁铁组构成的动子示意图,它是由一块以上数量的磁铁5装在磁铁安装板6上构成的。图中1是支架。

图4是摇篮扭摆示意图。

图5是错误的接线图。

图6是正确的接线图。

图7是使用单只可控的控制电路电原理图。

图8是使用第一种复合可控硅的控制电路电原理图。

图9是使用晶控可控硅的控制电路电原理图。

图10是交、直流两用控制电路电原理图。

图11是使用复合可控硅及晶控可控硅的交、直流两用控制电路电原理图。

图12是图7、图8、图9所示控制电路的机械装配位置示意图。

图13是图10、图11所示控制电路的机械装配位置示意图。

图14是感应线圈与电磁铁线圈分开绕制的控制电路电原理图。

图15是图16是图14所示控制电路的机械装配位置示意图。

图17是使用第二种复合可控硅的控制电路电原理图。

图18是一种电磁策动装置中的电磁铁之铁芯形状示意图。

图19是大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置整体结构侧视图。

图20是大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置整体结构正视图

图21是软垫冷面、热面及其装配结构图。

图22是采用盘状拉簧装在过渡框与支架之间的示意图。

图23是支架立体示意图。

图24是绞链立体结构图。

图25是复摆型安全型前庭刺激装置整体结构侧视图。

图26是长条形躺架度调节片装配示意图。

图27是躺架后半部结构仰视图。

图28是复摆型安全型前庭刺激装置整体结构正视图。

图28与图29是动子折叠装配示意图。

图30是支架立体示意图。

图31是便移式复摆型安全型前庭刺激装置整体结构图。

图32是轮子装配示意图。

图33是支架立体示意图。

下面着重描述一下定子的构成及工作原理。

经检索国内外1975年以后至1990年12月12日之前的文献可知,与本实用新型构思接近的技术,其机械部分均系各种型式的复摆;其策动力的动力部分均采用螺线管或公知的电磁铁。前者策动一块磁铁;后者策动一块磁铁或衔铁。其控制电路中的电脉冲,一类是脉冲频率不能自动跟踪复摆振动频率变化的电子振荡器产生的;另一类是具有检测复摆振动频率装置的闭环自动跟踪控制电路产生的。这类制式最佳。在这类制式中,检测装置中的元件,有采用干簧管的,但干簧管的寿命很短,目前国内好的干簧管工作次数为106次。有采用机械碰触点的,同样寿命很短。还有采用水开关的,但造价昂贵。也有采用光电传感器的,同样造价昂贵。最好的要算感应线圈式的,它具有寿命长、造价低的优点。控制电路中的开关元件,有采用继电器的,缺点是寿命短。有采用晶体管的,寿命虽长,但要直接应用220V市电,则就要用高反压晶体管,目前高反压晶体管的价格很贵。不用高反压晶体管,又需降压整流元件。在上述制式中,最好 的一种要算CN2044836U专利技术了,它采用感应线圈做检测装置中的检测元件;采用单向可控硅做控制电路中的开关元件,这使得造价大大地降低,工作可靠性大大地提高,同时也能直接应用在220V交流电网中。但是,美中不足的是:该专利技术中没有把感应线圈与电磁铁线圈绕在同一个铁芯上;同时,在该专利技术中,感应线圈与可控硅的控制极之间还串接了一个二极管,它会使感应线圈的数比不要二极管多近一倍;控制极与阴极之间又并接了一个电容器,这个电容器并没有用处,因为感应线圈上的电压是由磁铁运动产生的,又因为感应线圈与其它磁路毫无关系,所以感应线圈上不会有干扰脉冲,无需抗干扰电容。这个电容器还会使可控硅开始导通的时间向后推移,使策动力变小。本实用新型认为:当感应线圈与电磁铁线圈没有磁路关系时(指电磁铁磁场变化时,感应到感应线圈上的电压小于可控硅的触发电压时),并不需那个二极管与电容器。在该专利技术中,由于感应线圈上的磁铁与电磁铁上的磁铁之间有一段距离,故而要保证两块磁铁绝对同步运动较困难,因为当感应线圈的中心与其上方的磁铁中心重合时,要求电磁铁的中心也要与其上方的磁铁中心重合,才能保证最佳工作状态,才算两块磁铁绝对同步运动。在该专利产品中放一盆水,振动起来水面很平静,证实是一种正弦振动。但是在该专利产品中放一个小儿,并且小儿是清醒状态,由于小儿无规律地乱动,当摇篮的度不好时,摇篮在振动过程中,会发生扭摆现象,如图4所示。在图4中,7是振动方向、9是装有两块磁铁的摇篮中心线、L1是感应线圈、8是电磁铁。这种扭摆现象轻而易举地破坏了该专利产品的最佳工作状态,有时使得感应线圈上的磁铁在离开感应线圈时,电磁铁上的磁铁刚好处于接近电磁铁的位置,此时,策动力是阻止摇篮振动的力,因此就破坏了正弦振动状态。同时,两个线圈做成两个部件制做起来也比较麻烦。

下面描述一种感应线圈与电磁铁线圈绕在同一个铁芯上的定子控 制电路。

显而易见,将感应线圈绕在电磁铁线圈上面就行了,其实不然,这一点与用晶体管做开关元件时有着本质的区别。如果使用交流电源供电,可控硅不管因什么原因触发导通后,总要到正弦波过零时才关断,而晶体管则在有效控制电压(指能使be结导通的电压)消失后,立即关断。所以往往在原来感应线圈与电磁铁线圈分开绕制的控制电路中能很好地工作的可控硅,当用在感应线圈与电磁铁线圈绕制在一起的控制电路中时,一通电,经磁铁触发后,可控硅立即发生爆炸。这是因为两个线圈的相位没有接好。用晶体管做开关元件的控制电路,绕在同一个铁 上的两个线圈相位没有接好,最多晶体管不导通,而不会发生爆炸。根据楞次定律可知:流过电磁铁线圈上的正弦交流电流,在正弦电流增加时,感应到感应线圈上的电流方向与电磁铁线圈上的电流方向相反;在正弦电流减小时,感应到感应线圈上的电流方向与电磁铁线圈上的电流方向相同。当感应线圈与电磁铁线圈绕在同一个铁芯上时,两个线圈的关系就是一个变压器的关系。电磁铁线圈相当于变压器的初级,感应线圈相当于变压器的次级。电工原理告诉我们:变压器的次级电流,在次级全电路呈感性时,几乎滞后于初级电压270度。故而流过感应线圈上的感应电流之波形,其后半部90度与加在可控硅上的电压波形正半周的前半90度相叠。此时,如果控制电路像图5那种接法,则可控制硅就没有关断的条件,(图5中L1是感应线圈、L2是电磁铁线圈、D2是续流二极管、SCR1是开关元件可控硅。)因为在波形相叠的那90度内,可控硅的阳极上加有正弦电压正半周,控制极上流进的是感应电流的正向电流,这个条件使可控硅在电源的每个正半周一直导通下去。所以,造成了流过可控硅的电流平均值(指在复摆振动的 1/2 周期内)远大于两个线圈分开绕制的控制电路中的流过可控硅的电流平均值,导致可控硅爆炸。当然用功率大一点的可控硅不会爆炸,但不能产生策动力。其 原理显而易见。

正确的接法如图6所示:(图6中L1是感应线圈、L2是电磁铁线圈、D2是续流二极管、SCR1是开关元件可控硅。)图6中※号表示两个线圈的第一同名端。其特征是两个线圈的第一同名端,电磁铁线圈的第一同名端接电源的一端及续流二极管负极,感应线圈的第一同名端接可控硅控制极;两个线圈的另一对同名端,称第二同名端。电磁铁线圈的第二同名端接可控硅阳极与续流二极管正极,感应线圈的第二同名端接可硅的阴极与电源的另一端。

虽如上述接法,可控硅不会爆炸,但往往不能在实际中使用,因为它只能用波形较优良的正弦交流电源供电。当供电电源电压波形发生畸变时,电路就不能正常工作。特别是在同一电源中,有使用可控硅调压器的用电器时,由于电源的内阻存在,会使电源的端电压波形发生突变性下降畸变。又由于可控硅有漏电存在,并且漏电电流与加在可控硅上的电压成正的关系,在电源电压没有畸变时,漏电电流波形也近似一个正弦波,由此所产生的磁通量也是按正弦规律变化的,所以,感应到感应线圈上的电压,不管其方向如何,但其绝对值都低于可控硅的触发电压。一旦电源电压波形有突变性下降畸变时,漏电电流就发生突变减小,给感应线圈接可控硅控制极的一端感应出负的电压,这个电压由于加在可控硅最下边的一个PN结上(控制极与阴极之间),由此将可控硅的漏电流截止,当可控硅的漏电流被截止后,由于流过电磁铁线圈的电流为零,随之感应线圈上的感应电压也为零,也就是说,可控硅最下边的一个PN结上(控制极与阴极之间)加的反向电压消失了,于是漏电流再次突然出现,而且是突变性的,由此可给感应线圈连接可控硅控制极的那一端,感应出足够的正向电压,使可控硅导通,造成本控制电路无法工作得很好。同理,在本控制电路刚接通电源的瞬间,漏电流也会突然出现一次。若用可控硅调压器给本控制电路供电,则在每个半周内都是突变性供电,因而造成本控制电路不能工作在最佳状态。

以上就是本控制电路为什么往往不能在实际中应用的原因。解决的办法很简单,因为漏电流突变给感应线圈上感应的正向感应脉冲电压,其脉宽很窄,所以,只要在感应线圈L1两端并接一个电容器就行了。一般情况下,其容量要比可控硅用在其它装置中的抗干扰电容容量大得多,因为在一般情况下,漏电流突变给感应线圈上感应的正向感应脉冲电压要比其它装置中的干扰脉冲电压高得多。这个电容器的容量正比于感应脉冲电压的大小及脉宽。当感应脉冲电压值小于可控硅的触发电压时,这个电容器的容量为零。在所有的情况下,其感应脉冲电压正比于:1、电源的内阻;2、同一电源上使用的可控硅调压器或斩波器所负载的功率;3、可控硅在电路中的漏电流;4、感应线圈的匝数与线径(内阻);5、可控硅漏电状态下电磁铁线圈产生的磁化安匝数。反比于同电源中调压器或斩波器中的可控硅的开关时间。当感应线圈的匝数及电磁铁线圈的匝数一定时,这个感应脉冲电压的脉宽正比于同电源中调压器或斩波器中的可控硅的开关时间。

通过上述分析,显而易见,这个电容器的容量不同于可控硅用在其它装置中的抗干扰电容容量。在实际使用中,若不用可控硅调压器给本控制电路供电,其容量在0-5微法之间。若用可控硅调压器给本控制电路供电,其容量在100微法以内。另外,在可控硅的控制极与阴极之间又并了一个二极管,它的负极接可控硅的控制极,目的是把感应线圈上的反向电压限制在该二极管的正向击穿电压以内,起保护可控硅控制结的作用,也避免了电容器反向充电。

下面描述本实用新型中的电磁策动装置所使用的系列控制电路工作原理。

图7中,L1是感应线圈、L2是电磁铁线圈,它们绕在同一个铁芯上,装置在支架上,如图12所示。图12中:1是支架、3是动子,动子由磁铁构成,4是定子,定子由绕在同一个铁芯上的感应 线圈L1与电磁铁线圈L2及控制电路构成。动子3在振动过程中,经过感应线圈L1上方时,给感应线圈L1感应一个电压,这个电压将会使图7中的可控硅SCR1导通,给电磁铁线圈L2供电,使电磁铁产生磁力,策动动子3。该控制电路由交流电源供电,故可控硅SCR1在电流过零时关断。图7中D2是续流二极管、D1是保护可控硅的二极管、C1是吸收因可控硅漏电及电源波形畸变所产生的干扰脉冲的电容器。

图8的工作原理跟图7的工作原理基本一样,所不同的是:图8中使用了复合可控硅代替了图7中的单只可控硅SCR1,目的是在使用大功率可控硅时,因大功率可控硅触发功率大,故感应线圈的体积也要增加,为了不使感应线圈体积增加而使用复合可控硅的。复合可控硅是由一个小功率的可控硅SCR2与一个大功率的可控硅SCR1通过电阻R2将它们两个的阳极连接在一起,又将大功率可控硅SCR1的控制极与小功率可控硅SCR2的阴极连接在一起构成。构成后,大功率可控硅SCR1的阴极与阳极作为复合可控硅的阴极与阳极,阳极连接电磁铁线圈L2与读流二极管D2。小功率可控硅SCR2的控制极与阴极作为复合可控硅的控制信号输入端,其控制极叫复合可控硅控制极,它连接感应线圈L1、二极管D1、电容器C1。电阻R2还可以连接在小功率可控硅SCR2的阳极与电源之间,如图17所示。

图9的工作原理跟图7的工作原理基本一样,所不同的是:用晶体三极管BG1将感应线圈L1上的感应电流放大后再去触发可控硅SCR1,可控硅SCR1导通后给电磁铁线圈L2供电。其特征是:可控硅SCR1的控制极经一个由感应线圈L1控制的晶体三极管BG1通过二极管D7连接于由电阻R3与电阻R4构成的分压器中点,分压器两端接在电源上。这样的结构叫晶控可控硅。晶体三极管BG1的基极叫晶控可控硅的控制极。C1、D1、D2的作用跟图7中C1、D1、D2的作用相同。二极管D7的作用是为了不使可控硅SCR1 的控制结承受反向电压。

以上几种控制电路只能使用交流电源供电。

图10是一种使用交直流电源供电的控制电路。在图10中共有三只感应线圈,感应线圈L3与感应线圈L4分别装置在支架上绕在同一个铁芯上的感应线圈L1与电磁铁线圈L2两旁,如图13所示。图13中1是支架、3是动子,动子由磁铁构成,4是定子,定子由绕在同一个铁芯上的感应线圈L1与电磁铁线圈L2及分别装在感应线圈L1与电磁铁线圈L2两旁的感应线圈L3与感应线圈L4和控制电路构成。动子3在振动过程中,经过感应线圈L1上方时,将图10中的可控硅SCR1′触发导通给电磁铁线圈L2供电,电磁铁产生磁力,策动动子3。当动子3在经过感应线圈L3或感应线圈L4上方时,将图10中的可控硅SCR3触发导通,可控硅SCR3导通后,将可控硅SCR1导通时电源通过电阻R1充到电容C2上的电压反向加在可控硅SCR1上,使可控硅SCR1关断,电磁铁线圈L2失电。本控制电路实际上是一个可控硅直流无触点开关。二极管D3与二极管D4是为了把与各自并联的感应线圈上的反向电压削掉而设置的。因为反向电压存在于感应线圈的匝间电容之中,它有削弱感应线圈上随之而来的正向电压的坏处。二极管D5是为了不使感应线圈L3将感应线圈L4上的感应电压短路掉而设置的。二极管D6是为了不使感应线圈L4将感应线圈L3上的感应电压短路掉而设置的。图10中的C1、D1、D2的作用跟图7中的C1、D1、D2的作用相同。

图11的工作原理跟图10的工作原理基本一样,所不同的是用复合可控硅代替了图10中的单只可控硅SCR1。感应线圈L3或感应线圈L4上的感应电流由晶体三极管BG1放大后去触发可控硅SCR3。电路中复合可控硅由小功率可控硅SCR2与大功率可控硅SCR1及电阻R2构成;分压器由电阻R3与电阻R4构成。L1、L3、L4是三个感应线圈,它们在支架上的装配位置均与图10相同,如 图13所示。L2是电磁铁线圈。二极管D7的作用是为了不使可控硅SCR3的控制结承受反向电压。图11中D1、C1、D2、C2、R1、D3、D4、D5、D6的作用均与图10中D1、C1、D2、C2、R1、D3、D4、D5、D6的作用相同。

图14是一种感应线圈L1与电磁铁线圈L2分开绕制的控制电路。它与CN2044836U专利技术的区别特征是:感应线圈L1与可控硅SCR1控制极之间没有串接二极管,在可控硅SCR1的控制极与阴极之间也没有并联电容器。图14中,D2是续流二极管。这种制式的控制电路只能使用于大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置中,因为该装置振动中的惯量主要由大人体重产生,故而小儿无规律地乱动不会造成该装置扭摆,即小儿无规律乱动不会破坏该装置的正弦振动状态。图15与图16示意了这种控制电路的装配位置。图15是侧视图,图16是正视图,图中1是支架、3是动子,动子由磁铁或衔铁构成,5是磁铁、8是电磁铁、L1是感应线圈。

本电磁策动装置中的电磁铁,可以使用公知的电磁铁铁芯;也可以使用图18所示的山字形铁芯。在图18中:10是铁芯的芯柱、11是铁芯的边柱、13是铁芯的底边、12是边柱的上端边。其特征是两边的边柱最高点之高度在芯柱高度的1%--99%之间,边柱上端边可平行于底边,也可不平行于底边。

下面描述本实用新型的机械结构。

图19A、B、C、D、E是一种大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置。其中图19A是侧视图,图19B是正视图。它是由在前窄架14、后宽架15、绞链16构成的支架上,通过活动联结悬轴17悬挂着一个由过渡框18、靠背19、坐体20、托腿21、托肘22、靠背角度调节片23、托腿角度调节片24、构成的可晃动载人体,并在载人体上装上动子3、在支架上装上定子4构成的。通过调节靠背角度调节片23及托腿角度调节片24和电源开关,可将 本装置变为椅、躺椅、床及电磁逍遥椅。靠背19上装有软枕25及软垫26、坐体20上装有软垫26、托腿21上也可通过软垫挂丝27装上软垫。上述软垫均可反装,将冷面在热天翻出。图中28均为活动联结。在支架与过渡框之间装有拉簧或皮筋29,故本装置属弹簧振子型。过渡框18上装有安全销30,以防拉簧断裂发生危险。32是床用插销孔,当把本装置变为床时,将插销插入此孔,将床固定。电磁策动装置中的定子4,装在绞链16上;动子3通过摆臂33装在过渡框18上。托肘上装有软垫26、34是托腿角度调节片手柄、31是托腿角度调节片定位销、35是靠背角度调节片定位销。在图19C中示意了软垫及其固定方式,图19C中40是软垫热面、41是软垫冷面、39是丝孔、27是软垫挂丝、20是坐体。本装置当坐椅用的时候,动子3的中心不与定子4的电磁铁中心重合。本装置在由坐椅改变为电磁逍遥椅时,只需将靠背向后调节,并打开电源开关,身体向后仰,靠在靠背上即可。本装置是一种大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置,使用时小儿躺在大人怀里。图19D是用盘状拉簧装在支架与过渡框之间的示意图,图19D中1是支架、18是过渡框、29是拉簧。图19E是支架立体示意图。

图20是绞链立体示意图,在图20中36是前链、37是后链、38是定子安装板、28是活动联结。

图21A、B、C、D、E、F是复摆型安全型前庭刺激装置。其中图21A是侧视图、图21D是正视图。它是由在前窄架14、后宽架15、绞链16构成的支架上通过活动联结悬轴17悬挂着一个由摆臂33、躺架42、躺布43、躺布长短调节片44、躺架角度调节片45、躺架角度调节杆46、躺架角度调节杆滑轨47、弹簧48、滑滚49、动子安装体50构成的可晃动载人体,并在载人体上装上动子3,在支架上装上定子4构成的。躺架42通过活动联结28连接于摆臂33上。电磁策动装置中的动子3通过动子安装体 50装在摆臂33上、定子4装在绞链16上、28均为活动联结。图21B示意了另外一种长条形式的躺架角度调节片,图21B中33是摆臂、42是躺架、45是躺架角度调节片、51是躺架角度调节片紧固螺栓。图21C是躺架42后半部及躺架角度调节片45、躺架角度调节杆46、躺架角度调节杆滑轨47、弹簧48的仰视图。在图21D与图21E中示意了动子3在动子安装体50上的安装结构。动子3通过动子紧固螺栓52、压簧53固定于动子安装体50上的动子定位槽54内,此时,动子3的长度与动子安装体50的长度互相垂直。当需要折叠本装置时,可将动子3旋转90度,使之长度与动子安装体50的长度平行,如图21E所示。图21D中,4是定子、14是前窄架、15是后宽架、33是摆臂。图21F是支架立体示意图。

图22A是一种便移式复摆型安全型前庭刺激装置。它是由在前架14、后架15、绞链16通过活动联结28及活动联结悬轴17连在一起的支架上,通过活动联结悬轴17悬挂着一个由摆臂33及摆臂33上装的前篮上封边55、前篮前封边56、前篮下封边57、前篮扶手58、后篮上封边59、后篮后封边60、后篮下封边61、后篮角度调节片62、后篮角度调节杆63、踏网64、踏网角度调节杆65、防碰足布66构成的摇篮,并在摆臂33上装上动子3、支架上装上定子4构成了不可移动的复摆型安全型前庭刺激装置。为了便于移动,在支架上装了轮子69、手推柄67。为了防晒,在支架上装有防阳伞70。由于在振动过程中,小儿有时手抓摆臂33会造成小儿手与支架碰撞,故而本装置将支架侧面全部或上部做成抛物线型,以加大支架上部的宽度。为了不使振动过程中小儿的脚与支架碰撞,设置了由死活扣扣在踏网64及前篮前封边56上的防碰足布66。为了在移动过程中将摆臂33固定,设置了定篮钩68,它一端固定在支架上,一端钩在摆臂33上。为了在振动过程中轮子69 不滚动,轮子69采用了图22B所示的安装结构,它是先将轮子69装在轮架71上,将轮架71用活动联结28固定在支架1上,轮子69装在轮架71的一端,轮架71的另一端通过减震簧72、拉线73连接于一个机构上,通过操作机构可将轮子69升高,支架1着地,也可将支架1升高,轮子69着地。为了便于折叠,摇篮各封边均用活动联结28连在一起。

下面提供两种电磁策动装置的制做数据。

1、一种用于便移式复摆型安全型前庭刺激装置中的电磁策动装置,它采用普通园钢退火后做铁芯(公知技术),其尺寸为φ32×50(mm),电磁铁线圈L2用φ0.33(mm)的高强度漆包线绕3260匝,感应线圈L1用φ0.1(mm)的高强度漆包线在电磁铁线圈L2外面绕2000匝,可控硅SCR1用1A/600V的,电容C1用10V/0.47微法的,动子3用φ59×20(mm)的恒瓷磁体,采用图7的控制电路,摆臂33长65公分,载重15公斤。

2、一种用于大人同小儿共用的安全型前庭刺激装置(摆臂33长30公分,载重90公斤)及复摆型安全型前庭刺激装置(摆臂33长160公分,载重100公斤)中的电磁策动装置,它采用与图18尺寸比例为1:1的硅钢片叠厚10公分做铁芯,电磁铁线圈L2用φ0.69(mm)的高强度漆包线绕600匝,感应线圈L1用φ0.1(mm)的高强度漆包线绕1000匝,可控硅SCR1用10A/600V的,可控硅SCR2用1A/600V的,电阻R2为 1/8 W/2K,电容C1为10V/0.47微法,动子3用长100、宽70、厚30(mm)的恒瓷磁体。

本实用新型除了具有能加快小儿健康发育的主要功能外,还可将母亲从手推摇篮或怀抱小儿摇晃的苦累工作中解脱出来。在炎热的夏季,因小儿不需母亲抱在怀中摇晃,故而小儿及母亲均不受热。同时,由于摇篮摇晃时有徐徐凉,能起到市售的宝宝扇的作用。因此本实 用新型是一件实用的小儿用品,大功率的本实用新型还可供小儿的奶奶或爷爷等亲人抱着小儿或坐或躺或半躺在上面,使爷孙俩共享摇晃之乐,实为老幼皆宜的新型产品。

本实用新型通过改变供给电磁策动装置的电压达到控制策动力的目的

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