经常需要提供振动。
使用振动的例子包括依赖于颗粒材料在其它颗粒材料中的浮力所进 行的分离过程、将砂子从铸件中剥离、研磨或其它压实、打桩和钻削/钻 井(包括定向和/或旋转钻削)。
通常振动依赖于偏心锤或平衡旋转锤的自转产生。例如参见美国专利 3,866,489，其公开一种轨道振动器。如同授权于Bodine的美国专利 4815328所公开的那样，这种轨道运行块振荡器可以使用围绕壳体的内座 圈壁可旋转地驱动的轨道运行辊，或者如授权于Bodine的美国专利 4261425所公开的那样，可以使用其输出结合到钻头上的非平衡转子。
美国专利说明书3375884(Bodine)、3379263(Bodine)、4836299 (Bodine)、4527637(Bodine)；5549170(Barrow)和5562169(Barrow) 以及WO 01/83933(Bar-Cohen)还公开了产生和利用用于芯轴的声能的 其它方法。
Kawasaki Heavy Ind Ltd的日本专利说明书57-179407公开了一种打 桩锤，其通过提供安全阀和旁路电路根据桩对于土壤固有频率的共振来 应用流体致动器进行操作。那些可纯粹归因于液体容积之外的运动的振 幅据称是可获得的。
澳大利亚专利479534(A/S Moelven Brug)(参见美国专利3747694) 示出了利用液压流体形成振动冲击的另一种设备。
我们所关心的振动装置的优选用途(或应用)是支持潜孔钻削/井下 钻进(down hole drilling)或钻孔设备，但振动装置的用途并不限于此。 其它用途包括下文中所述的用途。
我们自己的专利说明书中所公开的很多不同现有技术过程依赖于可 通过钻柱进行控制的潜孔定向钻削装置。其从地面之上或地面开挖区域 中的原动机前进和/或旋转。
然而，在一些应用中，优选使钻柱和钻头快速地振动，从而通过破碎 所遇到的岩石结构和压实周围物质以减少将从潜孔或井眼中移除的物质 来运动穿过地面。这种过程被称作声频钻削或钻孔。
声频钻削方法和装置尤其在美国专利No.4836299、4548281和 5417290中公开，这些专利以参考的方式结合于此。
声频钻削通过使钻柱振动以在钻柱中产生压缩和扩张波来完成。振动 在钻柱的纵向上诱导发生并且钻柱优选地以共振频率振动。共振频率取 决于包括钻柱长度的多个因素。
钻柱上的振动力导致钻柱在纵向上收缩和扩张。钻柱底部的振动力将 剪切、移动和/或破碎开土壤和/或岩石颗粒，从而切割穿过地层。
现有技术中还公开了采用摆线式声能作为钻削方法的钻削系统，其借 助于摆线式钻削动作在井筒底部以及尤其是底部的相邻侧壁上产生非常 有效的动作。
本发明认识到在可能开始产生声学头的声频钻削区域可获得优点(在 其与钻柱直接或间接地工作连接时)。对于很多现有技术中的声学头来 说，其很难重启，因为需要将钻柱从抵靠着岩石面或其它可能整体束缚 钻柱的结构中撤回。
因此，本发明的一个或多个实施例的目的是提供一种声学头组件和/ 或用于这种组件的声学头，其将提供无需使钻柱中的声学头在这种情况 下撤回和/或分离便可启动的选择可能。
本发明的一个或多个方面的目的是提供一种声学头组件和/或用于这 种组件的声学头，其可使包括声学振动的振动产生于一结构中而无需调 整至该结构的共振频率以使其振动。在本发明的一些方面中，设想启动 可在无需实现共振的情况下开始，但是在本发明的一些实施例中，在使 用该声学头组件时仍然可通过调节控制参数来实现这种共振。
在本发明的一个或多个实施例中，其目的是提供一种声学头和/或声 学头组件，其不依赖于偏心装置的旋转，但是其给出了可用于很多情况 下的非常有用的声学输出或者其至少向公众提供了有用的选择。
本发明的一个或多个其它实施例的目的是提供用于声学头组件中的 流体驱动的声学头的构造，其对关键部件采取一些隔离措施，以防止其 受到额外振动的影响和/或通过省略一个部件或多个部件来避免任何由这 种振动所导致的困难。
本发明的一个或多个实施例的目的是提供一种声学头和/或相关的声 学头组件，其依赖于分离的流体供给，其中一个流体供给用于施加振动， 并且至少一个流体供给用于控制其它输入参数，例如振幅、频率、阀控 (valving)等。
本发明的一个或多个其它实施例的目的是提供一种声学头和/或声学 头组件，其具有使流体处于环境压力或环境压力附近(优选地在返回到 声学头之前)的流体供给和收回系统。
本发明的一个或多个其它实施例的目的是提供声学头支承装置和/或 缓冲器和/或联接件，它们在声学头的至少一部分和支承框架之间提供一 定程度的运动自由度，但是仍然允许它们之间的一些相对运动。
本发明还涉及振动装置和相关的操作和使用方法，它们至少提供了有 用的选择。

在一个方面，本发明涉及一种用于产生振动(例如声学)输出的装置， 所述装置包括或包含：
梭动件，
第一互补元件，其与该梭动件相互协作，以限定出第一可加压腔室，
第二互补元件，其与该梭动件相互协作，以限定出第二可加压腔室，
第一阀控装置，其控制流体流入和流出该第一可加压腔室，
第二阀控装置，其控制流体流入和流出该第二可加压腔室，
一个或多个向着梭动件的可加压流体供给或为此提供的适配件，从而 第一和第二阀控装置中的每一个可允许或禁止流体进入相应的腔室，
一个或多个流体的排出或为此提供的适配件，从而第一和第二阀控装 置中的每一个可允许或禁止流体从相应的腔室中流出；
其中该阀控装置和梭动件相对于该互补元件的运动这样进行，以使得 当该第一阀控装置允许流体进入该第一腔室从而扩张该第一腔室和其中 的流体容积时，该第二阀控装置允许流体从该第二腔室中流出从而允许 压缩该第二腔室和其中的流体容积，并以交替梭动的方式进行诸如此类 的运动，
并且其中该输出(直接或间接地)来自于一个或另一个(或两个)互 补元件而不是该梭动件。
在一些实施例中，“梭动件”(shuttle)可以视作基本上静止然而可 以相对于其它元件移动。相反的也可以是很多这两种混合的情况。
于是，本文中所用的“梭动件”应当理解为相对于组件的其它部分梭 动。
在另一方面，本发明涉及一种用于产生振动(例如声学)输出的装置， 所述装置包括或包含：
梭动件，
第一互补元件，其与该梭动件相互协作，以限定出第一可加压腔室，
第二互补元件，其与该梭动件相互协作，以限定出第二可加压腔室，
第一阀控装置，其控制流体流入和流出该第一可加压腔室，
第二阀控装置，其控制流体流入和流出该第二可加压腔室，
一个或多个向着梭动件的可加压流体供给或为此提供的适配件，从而 第一和第二阀控装置中的每一个可允许或禁止流体进入相应的腔室，
一个或多个流体的排出或为此提供的适配件，从而第一和第二阀控装 置中的每一个可允许或禁止流体从相应的腔室中流出；
其中该阀控装置和梭动件相对于该互补元件的运动这样进行，以使得 当该第一阀控装置允许流体进入该第一腔室从而扩张该第一腔室和其中 的流体容积时，该第二阀控装置允许流体从该第二腔室中流出从而允许 压缩该第二腔室和其中的流体容积，并以交替梭动的方式进行诸如此类 的运动，
并且其中具有以下特征中的一个、多个或全部：
(a)该第一和第二部件和梭动件彼此位于同一轴线上，
(b)该输出(直接或间接地)来自于一个或另一个(或两个)互补 元件而不是该梭动件，
(c)在用于声频钻削(或一些等同物)时，该声学头具有独立于将 被振动的钻柱或等同装置的梭动件，
(d)没有穿过梭动件或声学头的钻杆或杆延伸部(从而使得如果需 要，多个声学头可用来将动力传递到钻柱或其它将被振动的装 置)，
(e)该第一和第二互补元件为活塞或包含活塞，
(f)该第一和第二互补元件为活塞或包含活塞，该活塞设有圆周或 周边槽但不带有活塞环，
(g)在每种情况下，该阀控装置包括具有端口的旋转阀元件，以打 开或关闭通向该腔室的一个或多个固定端口，
(h)每个(或公共)阀控装置包含旋转阀元件，该旋转阀元件包含 轴向通道，以允许流体排出或供给(优选地排出)，
(i)每个阀控装置包含旋转阀控元件，这些旋转阀控元件在一公共 旋转轴线上操作并彼此异相，
(j)每个阀控装置独立于该流体供给和流体排出被驱动，
(k)通过独立于供给至该阀控装置和/或从该阀控装置排出的流体 压力和/或容积对该阀控装置进行控制，可以独立于梭动频率调 整该梭动件的运动幅度，
(l)该阀控装置靠近该腔室，从而优化该阀控装置的阀控和引入该 靠近腔室内的流体动作之间的最小间隔，(即，以使得可在更 短的时间内通过输入流体的振动波激励活塞(优选地使得在需 要时可以更高的频率操作，以使得可以更短的冲程或幅度共 振，以提供更高的效率和/或提供更大的灵活性和通用性))，
(m)流体从腔室的排出不被用于驱动该梭动件的运动，
(n)如果需要，流体的排出在该流体可以(例如通过泵送)返回到 该声学头之前基本上以环境压力进行，
(o)该流体主要为液体，但是可以包含一些夹带气体(例如空气)， 以在该腔室中产生一些缓冲作用，
(p)该供给具有或将具有以常压或低压进行的高流动性(例如，与 当设备将在渐增负荷下振动时要求流体供给的压力增大以便 操作的一些现有技术的系统不同)，
(q)即使所述第一和第二互补装置中的一个或另一个或者两者均 不运动，例如在连接到束缚钻柱的情况下时，也可使梭动件运 动，
(r)无论是否其操作被调节以在一个直接或间接连接到一个或另 一个或者两个互补装置上的主体或设备(例如钻柱)中提供共 振，该声学头均可以凿岩锤效应的方式操作，
(s)该流体供给和/或排出涉及或将涉及蓄积器，
(t)该声学头由一框架支承，该声学头相对于该框架至少具有部分 程度的运动自由度，
(u)该声学头通过关节件(例如狗骨)或其它联接件联接到一框架， 以允许一互补装置相对于该框架的一些运动，
(v)该声学头由一框架支承，并且被缓冲，以使得不会将不必要的 振动传递至该框架(优选地，这种缓冲包括结合任何可选的适 宜联接件使用缓冲气囊或等同物)(与空气弹簧相对，优选使 用气囊)，
(w)该声学头由一框架支承，该框架可直接或间接地被操纵，以控 制该声学头的布置，
(x)该声学头直接或间接地由一框架承载，该框架直接或间接地[例 如承载支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件](但 是不通过任何刚性元件联接到该声学头)安装有用于阀控装置 的环形驱动组件的至少一部分和/或用于驱动该阀控装置的流 体马达，
(y)支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件，其承载用 于旋转钻柱和/或其心轴的液压马达和/或驱动部件(例如通过 柔性传动)，该声学头可由所述框架定位但具有一定的自由度，
(z)驱动器和/或马达至少在一定程度上或将至少在一定程度上基 本上与该声学头的振动隔离(例如为此提供远距离安装件/有支 架安装件、皮带驱动器等)。
下文中涉及的激励“活塞”包含交替地和/或以及激励活塞的反应结 构。同样地，所述“活塞槽”指和/或代替活塞周围结构的槽。
优选地，该装置基本上如下文所述那样但是也可以将第二互补元件 (或第二活塞)替换为一些其它装置以便在使用中提供梭动件的被动返 回(但是不是希望的)。
于是，在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如适于进入 钻柱的直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位；
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，反之亦然；
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与 该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室在未达到其最大容积时可在向该可变容积腔室进行阀控流体供给的作 用下发生容积的扩张；
并且其中当该可变容积腔室扩张时，作为用于梭动的梭动件的一部分 的缸体处于远离方向；
并且其中设有使该梭动件和该有头(或有盖)缸体返回的装置，以借 助于阀装置将流体从该可变容积腔室中挤出。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如适于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位；
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度，反之亦然；
并且其中该声学头具有限定出可变容积腔室的元件，这种元件涉及位 于一互补有头缸体内的活塞，该活塞与该缸体可彼此相对移动，以使得 每个腔室可受到使加压流体供给进入一可变容积腔室而先前供给的流体 从另一可变容积腔室中释放的作用，反之亦然；
并且其中限定出每个腔室的该元件的一部分为梭动的梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位；
其中该声学头具有一对间隔开的活塞，每个活塞位于一有头缸体内；
并且其中每个有头缸体具有阀控装置，由此由于(至少部分)流体根 据该阀控装置供给进入该可变容积腔室和/或从其中释放，从而可相对于 该有头缸体由该活塞限定出一可变容积，
并且其中一个有头缸体的阀控装置与另一个有头缸体的阀控装置异 相，以使得当一个腔室由于(至少部分)流体供给进入其中而容积增大 时，另一个腔室的容积则相应地减小，反之亦然。
在另一个方面，本发明涉及一种适于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位；
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与 该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室受到使加压流体供给进入其中或从其中释放的作用，
并且其中进入或离开该可变容积腔室的供给状态处于一旋转阀(或一 些等同物)的控制下。
在另一个方面，本发明涉及一种(用于产生用于进入钻柱的直接或间 接声学输入的输出的)声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位；
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度，和/或反之 亦然；
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与 该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室受到在一阀控装置的控制下使加压流体供给进入其中或从其中释放的 作用，
并且其中
(i)在阀控进入该可变容积腔室之前供给所述流体，或
(ii)在阀控离开该可变容积腔室之后排出所述流体，
涉及位于该阀控装置的一可旋转阀元件中的通道。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与 该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室受到使加压流体供给进入其中或从其中释放的作用。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与 该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室受到使加压流体供给进入其中或从其中释放的作用，
并且其中流体供给进入该可变容积腔室和/或从其中释放受到一可控 旋转阀的作用。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载和/或基本上定位该框架，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中，在使用中，在至少一个阀和加压流体供给的作用下，至少 部分声学头(包括至少部分流体)可相对于部分声学头梭动，由此钻削 钢丝绳将直接或间接地接收该声学输出。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个位于一互补接收器内的部件，该部件 与该互补接收器可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容 积腔室在未达到其最大容积时可在向该可变容积腔室进行阀控流体供给 的作用下发生容积的扩张，
并且其中该接收器或所述部件为一梭动件，当该可变容积腔室扩张 时，该梭动件沿“远离”(与“朝向”相反)方向移动，
并且其中设有使该梭动件返回的装置，通过使该梭动件沿朝向方向运 动，从而通过阀装置将流体从该可变容积腔室中挤出，并且其中该声学 输出既不来自于该框架，也不来自于该梭动件，或者其将既不来自于该 框架，也不来自于该梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出的声学头组件，所述输 出用于进入一结构(例如钻柱)或其它能传递/吸收声学输入的介质的直 接或间接声学输入，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度，和/或反之 亦然，
并且其中该声学头具有一个梭动件和两个元件，每个元件与该梭动件 一起限定出两个可变容积腔室之一，在加压流体供给进入一个可变容积 腔室和从另一个可变容积腔室中释放的作用下，该梭动件可相对于每个 元件移动，并且反之亦然，
并且其中该声学输出既不直接或间接来自于该框架、也不直接或间接 来自于该梭动件，或者该声学输出将既不直接或间接来自于该框架、也 不直接或间接来自于该梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，以及
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头具有一对间隔开的部件或元件(“部件”)，每个部件 或元件与一梭动件相关联，
并且其中该梭动件具有阀控装置，由此由于相对于每个部件的梭动件 位置，每个部件与该梭动件可限定出一可变容积腔室，以使得当一个腔 室处于其容许最大容积时，另一个腔室处于其容许最小容积，并且反之 亦然，
并且其中此后通过将流体供给进入第一腔室并同时将流体从第二腔 室中释放、通过将流体供给进入第二腔室并同时将流体从第一腔室中释 放等使梭动件从静止状态相对于所述部件移动，以进行梭动，
并且其中
(a)该第一和第二部件和梭动件彼此位于同一轴线上，
(b)该输出(直接或间接地)来自于一个或另一个(或两个)互补 元件而不是该梭动件，
(c)在用于声频钻削(或一些等同物)时，该声学头具有独立于将 被振动的钻柱或等同装置的梭动件，
(d)没有穿过梭动件或声学头的钻杆或杆延伸部(从而使得如果需 要，多个声学头可用来将动力传递到钻柱或其它将被振动的装 置)，
(e)该第一和第二互补元件为活塞或包含活塞，
(f)该第一和第二互补元件为活塞或包含活塞，该活塞设有圆周或 周边槽但不带有活塞环，
(g)在每种情况下，该阀控装置包括具有端口的旋转阀元件，以打 开或关闭通向该腔室的一个或多个固定端口，
(h)每个(或公共)阀控装置包含旋转阀元件，该旋转阀元件包含 轴向通道，以允许流体排出或供给(优选地排出)，
(i)每个阀控装置包含旋转阀控元件，这些旋转阀控元件在一公共 旋转轴线上操作并彼此异相，
(j)每个阀控装置独立于该流体供给和流体排出被驱动，
(k)通过独立于供给至该阀控装置和/或从该阀控装置排出的流体 压力和/或容积对该阀控装置进行控制，可以独立于梭动频率调 整该梭动件的运动幅度，
(l)该阀控装置靠近该腔室，从而优化该阀控装置的阀控和引入该 靠近腔室内的流体动作之间的最小间隔，(即，以使得可在更 短的时间内通过输入流体的振动波激励活塞(优选地使得在需 要时可以更高的频率操作，以使得可以更短的冲程或幅度共 振，以提供更高的效率和/或提供更大的灵活性和通用性))，
(m)流体从腔室的排出不被用于驱动该梭动件的运动，
(n)如果需要，流体的排出在该流体可以(例如通过泵送)返回到 该声学头之前基本上以环境压力进行，
(o)该流体主要为液体，但是可以包含一些夹带气体(例如空气)， 以在该腔室中产生一些缓冲作用，
(p)该供给具有或将具有以常压或低压进行的高流动性(例如，与 当设备将在渐增负荷下振动时要求流体供给的压力增大以便 操作的一些现有技术的系统不同)，
(q)即使所述第一和第二互补装置中的一个或另一个或者两者均 不运动，例如在连接到束缚钻柱的情况下时，也可使梭动件运 动，
(r)无论是否其操作被调节以在一个直接或间接连接到一个或另 一个或者两个互补装置上的主体或设备(例如钻柱)中提供共 振，该声学头均可以凿岩锤效应的方式操作，
(s)该流体供给和/或排出涉及或将涉及蓄积器，
(t)该声学头由一框架支承，该声学头相对于该框架至少具有部分 程度的运动自由度，
(u)该声学头通过关节件(例如狗骨)或其它联接件联接到一框架， 以允许一互补装置相对于该框架的一些运动，
(v)该声学头由一框架支承，并且被缓冲，以使得不会将不必要的 振动传递至该框架(优选地，这种缓冲包括结合任何可选的适 宜联接件使用缓冲气囊或等同物)(与空气弹簧相对，优选使 用气囊)，
(w)该声学头由一框架支承，该框架可直接或间接地被操纵，以控 制该声学头的布置，
(x)该声学头直接或间接地由一框架承载，该框架直接或间接地[例 如承载支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件](但 是不通过任何刚性元件联接到该声学头)安装有用于阀控装置 的环形驱动组件的至少一部分和/或用于驱动该阀控装置的流 体马达，
(y)支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件，其承载用 于旋转钻柱和/或其心轴的液压马达和/或驱动部件(例如通过 柔性传动)，该声学头可由所述框架定位但具有一定的自由度，
(z)驱动器和/或马达至少在一定程度上或将至少在一定程度上基 本上与该声学头的振动隔离，为此提供有远距离安装件。
优选地，该装置基本上如下文所述那样，但是也可以将第二互补元 件(或第二活塞)替换为一些其它装置，以便在使用中提供梭动件的被 动返回(但是不是非常希望的)。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个元件，该元件由另一个元件接收，并 可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室可以在未 达到其最大容积时在加压流体供给进入可变容积腔室的作用下扩张，或 者可以在超过其最小容积时随着先前供给进入的流体从该可变容积腔室 中释放而压缩，
并且其中就有关的压力和即时可用容积而言，流体状态与腔室的瞬时 容积无关，
并且其中一旋转阀控制流体进入该腔室和从该腔室流出。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度，和/或反之 亦然，
并且其中该声学头具有至少两个可彼此相对移动的元件，以限定出一 可变容积腔室，该可变容积腔室可以在加压流体在阀控装置的控制下供 给进入腔室的作用下从该腔室未达到其最大容积的状态移动，并在流体 在阀控装置的控制下从该可变容积腔室中释放出来时借助于其它装置从 最大容积状态返回，
并且其中
(i)在阀控进入该可变容积腔室之前供给所述流体，或
(ii)在阀控离开该可变容积腔室之后排出所述流体，
涉及位于该阀控装置的一可旋转阀元件中的通道。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个活塞，其位于一互补缸体内，该活塞 与该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积 腔室
(i)在未达到其最大容许容积时，可以在加压流体供给进入该可变 容积腔室的作用下扩张，以及
(ii)可以在机械输入的作用下从其最大许可容积压缩，同时允许流 体从该腔室中流出，
并且其中该输出不是直接或间接地来自于该框架，而是直接或间接地 来自一元件，该元件选自于不提供所述机械输入的缸体和活塞。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱 的直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件还具有：
框架，
声学头，其承载该框架、由该框架承载、基本上定位该框架和/或基 本上由该框架定位，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中该声学头具有至少一个活塞，其位于一互补缸体内，该活塞 与该互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，
并且其中具有以下特征中的一个、一些或更多：
(a)形成梭动件的一部分的第一和第二活塞以及缸体彼此位于同 一轴线上，
(b)输出(直接或间接地)来自于该活塞、一个或另一个活塞(或 两者兼有)(而不是梭动件)，
(c)在用于声频钻削(或等同物)时，该声学头具有独立于将被振 动的钻柱(或等同装置)的该梭动件或一梭动件，
(d)没有穿过梭动件或声学头的钻杆或杆延伸部(从而使得如果需 要，多个声学头可用来将动力传递到钻柱或其它将被振动的装 置)，
(e)活塞设有圆周或周边槽但不带有活塞环，
(f)腔室的阀控装置涉及具有端口的旋转阀元件，以打开或关闭通 向腔室的一个或多个固定端口，
(g)每个(或公共)阀控装置包含旋转阀元件，该旋转阀元件包含 轴向通道，以允许流体排出或供给(优选地排出)，
(h)每个阀控装置包含旋转阀元件，这些旋转阀元件在公共旋转轴 线上操作并彼此异相，
(i)每个阀控装置独立于流体供给和流体排出被驱动，
(j)通过独立于供给至该阀控装置和/或从该阀控装置排出的流体 压力和/或容积对该阀控装置进行控制，可以独立于梭动频率调 整该梭动件的运动幅度，
(k)该阀控装置靠近该腔室，从而优化该阀控装置的阀控和引入该 靠近腔室内的流体动作之间的最小间隔，(即，以使得可在更 短的时间内通过输入流体的振动波激励活塞(优选地使得在需 要时可以更高的频率操作，以使得可以更短的冲程或幅度共 振，以提供更高的效率和/或提供更大的灵活性和通用性))，
(l)流体从腔室的排出不被用于驱动该梭动件的运动，
(m)如果需要，流体的排出在该流体可以(例如通过泵送)返回到 该声学头之前基本上以环境压力进行，
(n)该流体主要为液体，但是可以包含一些夹带气体(例如空气)， 以在该腔室中产生一些缓冲作用，
(o)该供给具有或将具有以常压或低压进行的高流动性(例如，与 当设备将在渐增负荷下振动时要求流体供给的压力增大以便 操作的一些现有技术的系统不同)，
(p)即使活塞不运动，例如在连接到束缚钻柱的情况下时，也可使 该梭动件运动，
(q)无论是否其操作被调节以在一个直接或间接连接到一个或另 一个或者两个活塞的主体或设备(例如钻柱)中提供共振，该 声学头均可以凿岩锤效应的方式操作，
(r)流体供给和/或排出涉及或将涉及蓄积器，
(s)该声学头由一框架支承，该声学头相对于该框架至少具有部分 程度的运动自由度，
(t)该声学头通过关节件(例如狗骨)或其它联接件联接到一框架， 以允许一互补装置相对于该框架的一些运动，
(u)该声学头由一框架支承，并且被缓冲，以使得不会将不必要的 振动传递至该框架(优选地，这种缓冲包括结合任何可选的适 宜联接件使用缓冲气囊或等同物)(与空气弹簧相对，优选使 用气囊)，
(v)该声学头由一框架支承，该框架能够直接或间接地被操纵，以 控制该声学头的布置，
(w)该声学头直接或间接地由一框架承载，该框架直接或间接地[例 如承载支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件](但 是不通过任何刚性元件联接到该声学头)安装有用于阀控装置 的环形驱动组件的至少一部分和/或用于驱动该阀控装置的流 体马达，
(x)支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件，其承载用 于旋转钻柱和/或其心轴的液压马达和/或驱动部件(例如通过 柔性传动)，该声学头可由所述框架定位但具有一定的自由度，
(y)驱动器和/或马达至少在一定程度上或将至少在一定程度上基 本上与该声学头的振动隔离，为此提供远距离安装件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头组件，所述组件具有：
框架，
声学头，其承载该框架、由该框架承载和/或基本上定位该框架，
其中该声学头相对于该框架至少具有一定的运动自由度(优选至少在 一定范围内)，和/或反之亦然，
并且其中，在使用中，在阀和用于在每种情况下由该梭动件部分限定 的相对可变容积腔室的加压流体供给的作用下，该声学头(包括至少一 些所述流体)的至少一部分(“该梭动件”)可相对于该声学头的两个 其它部分梭动，所述两个其它部分中的每一个部分地限定所述腔室，
并且其中声学输出将来自于这些其它部分中的至少一个。
于是，在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如适于进入 钻柱的直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与该互 补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室在 未达到其最大容积时可以在使阀控流体供给进入该可变容积腔室的作用 下发生容积的扩张；
并且其中当该可变容积腔室扩张时，作为梭动件的一部分的缸体将沿 远离方向梭动(即相对移动)；
并且其中设有使该梭动件和该有头缸体返回的装置，以借助于阀装置 将流体从该可变容积腔室中挤出。
在另一个方面，本发明涉及一种适于产生输出(例如适于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有限定出可变容积腔室的元件，这种元件涉及位于一 互补有头缸体内的活塞，该活塞与该缸体可彼此相对移动，以使得每个 腔室可受到使加压流体供给进入一可变容积腔室而先前供给的流体从另 一可变容积腔室中释放的作用，反之亦然；
并且其中限定出每个腔室的该元件的一部分为梭动的梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种适于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有一对间隔开的活塞，每个活塞位于一有头缸体内；
并且其中每个有头缸体具有阀控装置，由此由于(至少部分)流体根 据该阀控装置供给进入该可变容积腔室和/或从其中释放，从而可相对于 该有头缸体由该活塞限定出一可变容积，
并且其中一个有头缸体的阀控装置与另一个有头缸体的阀控装置异 相，以使得当一个腔室由于(至少部分)流体供给进入其中而容积增大 时，另一个腔室的容积则相应地减小，反之亦然。
在另一个方面，本发明涉及一种适于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与该互 补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室受 到使加压流体供给进入其中或从其中释放的作用，
并且其中进入或离开该可变容积腔室的供给状态处于一旋转阀的控 制下。
在另一个方面，本发明涉及一种(适于产生用于进入钻柱的直接或间 接声学输入的输出的)声学头，
其中该声学头具有至少一个位于一互补缸体内的活塞，该活塞与该互 补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室受 到在一阀控装置的控制下使加压流体供给进入其中或从其中释放的作 用，
并且其中
(i)在阀控进入该可变容积腔室之前供给所述流体，或
(ii)在阀控离开该可变容积腔室之后排出所述流体，
涉及位于该阀控装置的一可旋转阀元件中的通道。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个圆周或周边有槽的活塞(优选地没有任何 活塞环)，其位于一互补缸体内，该活塞与该互补缸体可彼此相对移动， 以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室受到加压流体供给进入其中 或从其中释放的作用。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个活塞，其位于一互补缸体内，该活塞与该 互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室 受到加压流体供给进入其中或从其中释放的作用，
并且其中具有以下特征中的一个、多个或全部：
在用于声频钻削(或一些等同物)时，该声学头具有独立于将被振动 的钻柱或等同装置的梭动件，
没有穿过梭动件或声学头的钻杆或杆延伸部(从而使得如果需要，多 个声学头可用来将动力传递到钻柱或其它将被振动的装置)，
流体从腔室的排出不被用于驱动该梭动件的运动，
如果需要，流体的排出在该流体可以(例如通过泵送)返回到该声学 头之前基本上以环境压力进行，
流体主要为液体，但是可以包括一些夹带气体(例如空气)，以在腔 室中产生一些缓冲作用，
无论是否其操作被调节以在一个直接或间接连接到一个或另一个或 者两个互补装置上的主体或设备(例如钻柱)中提供共振，该声学头 均可以凿岩锤效应的方式操作，
流体供给和/或排出涉及或将涉及蓄积器，
声学头由一框架支承，该声学头相对于该框架至少具有部分程度的运 动自由度，
该声学头通过关节件(例如狗骨)或其它联接件联接到一框架，以允 许一互补装置相对于该框架的一些运动，
该声学头由一框架支承，并且被缓冲，以使得不会将不必要的振动传 递至该框架(优选地，这种缓冲包括结合任何可选的适宜联接件使用 缓冲气囊或等同物)(与空气弹簧相对，优选使用气囊)，
该声学头由一框架支承，该框架能够直接或间接地被操纵，以控制声 学头的布置，
该声学头直接或间接地由一框架承载，该框架直接或间接地[例如承 载支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件](但是不通过 任何刚性元件联接到该声学头)安装有用于阀控装置的环形驱动组件 的至少一部分和/或用于驱动该阀控装置的流体马达，
支架或滑块，或者作为支架或滑块的框架的支承件，其承载用于旋转 钻柱和/或其心轴的液压马达和/或驱动部件(例如通过柔性传动)，
该声学头可由所述框架定位但具有一定的自由度，
驱动器和/或马达至少在一定程度上或将至少在一定程度上基本上与
该声学头的振动隔离，为此提供远距离安装件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有适配件，以提供相对于一框架的一定自由度，和/ 或反之亦然，
并且其中，在使用中，在至少一个阀和加压流体供给的作用下，至少 部分声学头(包括至少部分流体)可相对于部分声学头梭动，由此钻削 钢丝绳将直接或间接地接收该声学输出。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个位于一互补接收器内的部件，该部件与该 互补接收器可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔 室在未达到其最大容积时可在向该可变容积腔室进行阀控流体供给的作 用下发生容积的扩张，
并且其中该接收器或所述部件为一梭动件，当该可变容积腔室扩张 时，该梭动件沿“远离”(与“朝向”相反)方向移动，
并且其中设有使该梭动件返回的装置，通过使该梭动件沿朝向方向运 动，从而通过阀装置将流体从该可变容积腔室中挤出，并且其中该声学 输出既不来自于该框架，也不来自于该梭动件，或者其将既不来自于该 框架，也不来自于该梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种适于产生输出的声学头，该输出用于 进入一结构(例如钻柱)或者其它可传递/吸收声学输入的介质的直接或 间接声学输入，
其中该声学头具有一个梭动件和两个元件，每个元件与该梭动件一起 限定出两个可变容积腔室之一，在加压流体供给进入一个可变容积腔室 和从另一个可变容积腔室中释放的作用下，该梭动件可相对于每个元件 移动，并且反之亦然，
并且其中该声学输出既不直接或间接来自于该框架、也不直接或间接 来自于该梭动件，或者该声学输出将既不直接或间接来自于该框架、也 不直接或间接来自于该梭动件。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个元件，该元件由另一个元件接收，并可彼 此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室可以在未达到 其最大容积时在加压流体供给进入可变容积腔室的作用下扩张，或者可 以在超过其最小容积时随着先前供给进入的流体从该可变容积腔室中释 放而压缩，
并且其中就有关的压力和即时可用容积而言，流体状态与腔室的瞬时 容积无关，
并且其中一旋转阀控制流体进入该腔室和从该腔室流出。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少两个可彼此相对移动的元件，以限定出一可变 容积腔室，该可变容积腔室可以在加压流体在阀控装置的控制下供给进 入腔室的作用下从该腔室未达到其最大容积的状态移动，并在流体在阀 控装置的控制下从该可变容积腔室中释放出来时借助于其它装置从最大 容积状态返回，
并且其中
(i)在阀控进入该可变容积腔室之前供给所述流体，或
(ii)在阀控离开该可变容积腔室之后排出所述流体，
涉及位于该阀控装置的一可旋转阀元件中的通道。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中该声学头具有至少一个活塞，其位于一互补缸体内，该活塞与该 互补缸体可彼此相对移动，以限定出一可变容积腔室，该可变容积腔室
(i)在未达到其最大容许容积时，可以在加压流体供给进入该可变 容积腔室的作用下扩张，以及
(ii)可以在机械输入的作用下从其最大许可容积压缩，同时允许流 体从该腔室中流出，
并且其中该输出直接或间接地来自一元件，该元件选自于不提供所述 机械输入的缸体和活塞。
在另一个方面，本发明涉及一种用于产生输出(例如用于进入钻柱的 直接或间接声学输入)的声学头，
其中，在使用中，在阀和用于在每种情况下由该梭动件部分限定的相 对可变容积腔室的加压流体供给的作用下，该声学头(包括至少一些所 述流体)的至少一部分(“该梭动件”)可相对于该声学头的两个其它 部分梭动，所述两个其它部分中的每一个部分地限定所述腔室，
并且其中声学输出将来自于这些其它部分中的至少一个。
本发明还涉及任何前述类型或适用于任何前述类型(即没有所述框 架)的声学头组件的声学头。
在另一个方面，本发明涉及根据本发明的声学头或声学头组件的用 途，以提供进入主体、介质或设备中的振动输入。
在再一个方面，本发明涉及一种钻削方法，其涉及根据本发明的声学 头或声学头组件的操作使用。
在又一个方面，本发明涉及一种钻柱、声学头组件(或其部件)以及 (可选的)相关联接件、液压供给等的组合。
在又一个方面，本发明涉及振动装置，其包括或包含：
活塞，
腔室组件，其限定出一腔室，在所述腔室内，该活塞适于在行程界限 之间梭动，所述腔室具有位于该活塞的每个行程界限处和/或越过每个行 程界限的腔室端部区域，并具有进入和离开每个腔室端部区域的进口和 出口，以及
与所述腔室组件相关联的一个或多个流体供给组件，其能够将加压流 体供给至该腔室的进口，
其中具有至少一个旋转阀，其能够通过打开或关闭异相地允许或禁止 流体从流体供给组件进入每个所述进口，
并且其中每个腔室端部区域具有进口和出口，它们适于
i)使得每个进口在由旋转阀打开以作为进口时大于由出口提供的相 关出口，所述出口至少大致常开，或者反之亦然，和/或
ii)使得每个出口被阀控打开，以允许从其腔室端部区域中排出流体， 所述排出与同一腔室端部区域的进口打开至少基本上异相地进行(例如 异相地完全或部分关闭)，
并且其中，在使用中，由于腔室内的快速活塞梭动，通过第一组件、 第二组件和/或活塞的输出元件或由活塞承载的输出元件，具有或将会有 振动输出。
优选地，快速循环预计为20至500循环(周期)/秒。
这里所使用的“流体”包括液体(例如液压液体—通常为油，但不是 必须为油)、气体(例如氮气或空气)以及液体和空气或者液体和固体 颗粒或者气体和固体颗粒的混合物或者任何其它适合的组合，例如不同 液体、气体混合物的乳剂等。
可选地，可以提供单一的旋转阀控单元(优选地，旋转轴线大致垂直 于活塞的直线行程轴线)。
优选地，所述阀控单元具有一旋转阀元件，所述旋转阀元件带有一组 辐射式开口，所述开口允许进口的打开和阀控元件介于所述开口之间的 区域关闭该进口。
优选地，每个进口的作用为以顺序开口“打开”、“关闭”和“打开” 进口，而异相的其它进口分别由阀控元件的相应径向相对的关闭区域和 由此夹在其间的开口“关闭”、“打开”和“关闭”。
在另一个方面，本发明涉及振动装置，其包括或包含：
活塞，
腔室组件，其限定出一腔室，在所述腔室内，该活塞适于在行程界限 之间梭动，所述腔室具有位于该活塞的每个行程界限处和/或越过每个行 程界限的腔室端部区域，并具有进入和离开每个腔室端部区域的进口和 出口，
与所述腔室组件相关联的流体供给组件，其供给在使用中可能被接收 到该腔室的进口中的一加压流体或任何加压流体，
与所述腔室组件相关联的流体收集组件，其从该出口收集流体(并且 优选地能够通过一加压流体源供给所收集的流体以用于再次使用)，
第一旋转阀，其能够通过打开或关闭来异相地允许或禁止流体从该流 体供给组件进入每个所述进口，
第二旋转阀，其能够通过打开或关闭来异相地禁止或允许流体从每个 所述出口离开该腔室，
使该第一旋转阀旋转的第一驱动器，
使该第二旋转阀旋转的第二驱动器，以及
正时联接件，其位于该第一和第二驱动器之间，以使得对于每个腔室 端部区域而言，一进口在与之相关联的出口关闭时通常是打开的，并且 反之亦然，并且使得每个腔室端部区域的每个打开和关闭状态通常与另 一个腔室端部区域的打开和关闭状态异相，
其中，在使用中，由于腔室内的快速活塞梭动，通过第一组件、第二 组件和/或活塞的输出元件或由活塞承载的输出元件，将会有振动输出。   术语“驱动器”包括专用或非专用的驱动器，并且可总共不超过能够 被驱动的传动元件或组件(例如借助于液压或电动马达)[直接或间接地]， 从而使旋转阀旋转。
“正时联接件”可以为并优选为驱动联接件，以使得进入一个驱动器 的驱动反过来又驱动另一个驱动器。
优选地，优先为如前所述的那样。
优选地，该驱动器之间的正时联接件为皮带或链条联接滑轮、链轮等。
优选地，该流体供给组件接收加压流体，但是其本身并不对流体施压。
优选地，该振动装置适于被联接到一远程液压回路，以供给所述加压 流体。
优选地，该振动装置能够被“调节”，以提供所需幅度的运动和/或 共振输出，这取决于对所供给的加压流体的压力和/或容积的控制和/或对 正时联接件和驱动器的控制。
优选地，该行程轴线是直线式的。
优选地，该活塞具有两个轴颈化延伸部(对于旋转来说不是必需的， 但是可在轴承或其它包围件中滑动)。
优选地，一个延伸部为输出元件。
优选地，该进口相对于该行程轴线线位于该腔室的侧面。
优选地，该出口相对于该行程轴线线位于该腔室的侧面。
优选地，活塞(无论涉及本发明的哪个方面)承载输出元件。
在本发明的一些形式中，输出元件可以为活塞或活塞组件的延伸部， 以使得活塞适当地被线性导向，但是该组件至少具有一个突出端，以提 供输出。
在本发明的一些形式中，这种突出端和/或实际上活塞本身可用作相 当分离的流体供给的管道，例如可以期望其在使用中从与输出元件相关 联的钻柱向下和/或向上导向气体、液体或其它材料，这种流体被保持为 远离振动装置的工作流体。
在又一方面，本发明涉及一种使一结构、组件或元件振动的方法，其 涉及本发明的相关振动装置，并且操纵所述振动装置，以使其振动。
在另一方面，本发明涉及打桩、钻孔和/或钻削，其涉及根据本发明 的振动装置的使用。
在又一方面，本发明涉及任何适合类型的打桩和/或钻削或钻孔组件， 其包含根据本发明的振动装置，例如可以包含钻头、钻柱和将液压流体 作为工作流体供给的车辆或其它原动机。
这里使用的“梭动件”和“活塞”具有本文中关于移动和不移动等所 设想的最广泛含义。
这里使用的术语“和/或”意味着“和”或者“或”，或者如果上下 文中允许两个均可以。
这里使用的术语“包括”或“包括有”可以意味着“包含”或“包括 含”。
这里使用的术语“多个”可以意味着单数或复数个。
这里使用的术语“活塞的行程界限”可以指直线行程或任何曲线行程 的界限(例如可以包括活塞绕着枢轴或其它支承件摆动的行程，不管是 固定的还是运动的)。
这里针对允许或禁止流体从流体供给组件的运动所述的“异相”意味 着基本上指示旋转阀的打开，以允许流体进入一个端部区域，同时另一 个端部区域的进口基本上由该旋转阀或另一个旋转阀关闭。
这里针对同一腔室端部区域的进口和出口所述的“异相”优选指(但 不是必须如此)进口被旋转阀关闭而出口打开。
术语“异相”在其限定的任何形式中包括不重叠(即没有伴随着部分 关闭的部分打开)和一些重叠。
这里针对活塞在腔室内的梭动所使用的术语“迅速”指梭动件的任何 操作速度将提供用于目前应用(在“声频钻削或钻孔”的情况下)的输 出振动，包括每秒至少数个循环。举例来说(但不是限制性的)，每秒 的循环优选地超过20循环/秒。可以设想每秒数百循环，例如举例来说， 直到每秒数千循环。利用例如液压流体作为流体以例如约200巴的压力 (如同开凿机的液压流体中常见的那样)操作的本发明振动装置可以大 约200循环/秒的速度操纵梭动件。
优选地，迅速的循环设想为20至500循环/秒。
这里所使用的“流体”包括液体(例如液压液体—通常为油但不是必 须为油)、气体(例如氮气或空气)以及液体和空气或者液体和固体颗 粒或者气体和固体颗粒的混合物或者任何其它适合的组合，例如不同液 体、气体混合物的乳剂等。
术语“开凿机”(excavator)可以意味着除了通常视作开凿机之外的 任何动力源，例如液压、电动、气动或其它动力源。
针对任何缸体或腔室的术语“头”(head)或“有头”(headed)指 由静止和/或可动“活塞”关闭的腔室，不管阀控是通过头、缸体或活塞 中的任何一个还是多个进行的。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的优选形式，其中：
图1是根据本发明的声学头的三维剖视图(上部互补元件或活塞未示 出)，其具有对于每个腔室而言作为部分阀控装置的旋转阀元件并且它 们轴向对准，
图2是图1所示装置的俯视图，其中示出了设备在中心线处被如图1 所示的四分截面所剖开，
图3是图2所示装置的正面正视图，
图4是图3所示装置的AA端视图，
图5是图1至4所示声学头的剖面图，该剖面沿着中心线但是正面地 示出了该设备，
图6示出了根据本发明的优选框架和辅助装置组件，其中示出了用于 通过第一互补装置或直接由第一互补装置连接到将被振动的主体的排出 心轴(例如用于驱动钻柱)，
图7是对于相对的活塞变形(即具有互补可变容积腔室)在(A)图 8’、图9’等循环以及(A)图8、图8A、图9、图9A、图8、图8A、图 9、图9A、图8等循环这两种情况下相对于梭动的时间线，
图8’是梭动到右侧的装置的流程图，
图9’是梭动到左侧的装置的流程图，
图8是类似于图8’的流程图，
图8A是流程图，其中供油压力的即时匹配和依靠置于油系统中的蓄 积器(未示出)上，但是其中梭动是图9所示情况的即时前驱，
图9是类似于图9’的流程图，以及
图9A是类似于图8A所示的流程图，其中依靠也置于蓄积器(相同 或不同—优选不同)上，但是其中梭动是图8所示情况的即时前驱，
图10是本发明一实施例的分解剖面图，该实施例具有适于控制进口 打开和关闭的单个旋转阀，但是具有一个常开但在打开时比进口的开口 小的出口结构，
图11是本发明的一种形式，其具有两个旋转阀，一个旋转阀用于进 口设置，另一个用于出口设置，从而无需进口和出口尺寸的任何差别，
图12示出了图11所示实施例的另一剖视图，以及
图13示出了在另一依赖于图11所示机构的实施例中的情况，其中可 以通过一个或多个定时带和/或空转轴彼此相对地调节每个定时旋转阀的 链轮或其它驱动器，以使得通过例如所示电动或液压马达所进行的输入 具有控制两个旋转阀的旋转速度的能力。

在本发明的优选形式中，具有两个可变容积腔室，并且每个可变容积 腔室相对于另一个可变容积腔室以同相或异相的方式工作，以使得在供 给流体的阀控压力和容积之下，具有使得每个腔室具有更大容积的主动 动力，从而避免需要排出流体来提供任何直接驱动以减小同一腔室的容 积而不会有使得另一个可变容积腔室扩张的效果。优选地，在使用中， 没有一个腔室中曾缺乏液体/流体。
在图1所示布置中，
1表示活塞组件，
2表示静止阀体/阀块组件，
3表示O形环
4表示有头螺钉/帽螺钉
5表示轴承座
6表示有头螺钉
7表示有头螺钉
8表示顶部中心块
9表示底部中心块
10表示螺母
11表示垫圈
12表示阀轴
13表示球形滚柱止推轴承
14表示单唇形密封件
15表示同步驱动轮
16表示锥形锁定衬套
17表示O形环
18表示O形环
19表示阀轴衬套壳体组件
20表示静止的阀体隔板/隔离件
21表示有头螺钉
22表示阀轴衬套组件
23表示有头螺钉
24表示活塞密封轮缘
25表示轴承座密封轮缘
26表示轮胎
27表示轴承罩
28表示O形环，以及
29表示塑料活塞隔板。
参照图5所示布置，可以看出，具有第一可变容积腔室30和第二可 变容积腔室31，同时轮胎状的柔性连接件32和33分别将每个包括部件 34和35的活塞与梭动件36联接起来，在大多操作中，设想的运动幅度 相对较小。它们的范围优选从若干分之几毫米到数厘米，但是如果声学 头更大，则运动幅度可以更大。频率可以从几赫兹到几千赫兹。
每个腔室由活塞部件34或35限界，优选地是，所述活塞部件中的每 一个包括周边压降槽而没有活塞环。这是为了避免由于振动所导致的环 损伤以及允许供给的流体在活塞和相应的静止阀体37和38之间具有一 定的润滑作用。可以看出，每个静止阀体37或38被开口并与相应的旋 转阀元件或旋转阀轴39和40相互协作，以便允许流体从其靠近可变容 积腔室30或31流入或流出。
每个旋转阀元件39中沿轴向具有一通道，该通道由此径向开口，并 优选地用于将返回到收集腔室的流体排出，这样其便可如图5所示那样 返回(例如通过泵送)。油进口管线被示出为通过通道供给到位于旋转 阀元件39或40外面的阀控装置(valving arrangement)。
一个分离的流体供给(图5中未示出)用于液压马达41，该液压马 达41通过元件42和环形传动带或等同物43为每个旋转阀元件39和40 而操作。这种液压马达接收一流体供给，就梭动而言，该流体供给优选 地与为了激励声学头的目的而供给的流体容积分开。
可以看出，优选地包括部件41、42和43的装置相对于框架45位于 滑块或滑动件44上，该框架45直接或间接地支承声学头。框架45本身 可被布置为位于支承轨道或其它结构46上的可滑动支架，以使得其优选 地在限制范围内相对于结构46操作。
如果需要，滑块44和轨道或其它结构46可以联接起来。
图6所示为具有钻柱心轴或等同物47的声学头，该钻柱心轴适于由 被液压马达49(再次分离的液压供给)驱动的环形传动带/链条或等同物 48所转动。心轴47的可选旋转将旋转或操纵连接到其上的钻柱，同时心 轴或等同物47可(直接或间接地)在声学头的靠近活塞或互补装置的动 作之下振动。
这种靠近活塞、活塞组件或互补装置优选地被支承为使得相对于框架 45至少在纵向上可移动，并且为此优选地提供一些导向联接件。例如， 声学头任一侧的连杆50和51可以由枢轴52或53联接到声学头以及通 过54和55联接到框架45。与此同时，通过压缩弹簧56和57(或气囊) 并优选地连同气囊58和59一起对运动进行限制，这在声学头和框架45 (由此还有支架或支承件44和46)之间提供了缓冲或减振作用。
因此可以看出，这种联接允许了狗骨(dog bone)连杆旋转的一定相 似度，并且与此同时允许声学头整体上一定的轴向位移，而梭动件/滑闸 (shuttle)36不会与框架和/或滑块或支架44和46直接接触，这与附图 中未示出的柔性驱动器和软管和/或其它联接所导致的结构不同。
优选地，所有连接件(包括液压的)均是柔性抗振的软管，以避免无 意的断开。
本发明的声学头可以凿岩锤(jackhammer)的方式甚至在钻柱未调节 到共振的情况下开始工作。此后的控制可以是：(a)旋转阀(转子)的 速度；和/或(b)流体(例如油)的容积。这可以改变频率，但是仍然允 许与钻柱长度无关地增加动力。钻柱可使扭矩和压力置于其上而不会影 响共振器或梭动的声学头梭动件。这样便提供了很强的钻削控制。
与梭动件的油供给独立的转子控制系统、主要用于声学振动的声学头 的振动隔离、框架装置内的框架以及油振动行程的短距离带来了显著的 优点。
现在将通过具有前述流动能力的装置描述图7至9A所示的循环操 作。请注意，图1至9A所示设备长约1.5m，梭动为0.1mm至15mm的 量级(幅度)，操作参数影响幅度。
操作可以是直接为毫米范围的运动，如涉及图7的情况(A)(即图 8’、图9’等)，但是可替代地，也可以是如图8A和9A所示的情况(B)， 每种情况均需要在油路中具有蓄积器，以允许下述图9和图8的瞬时状 态所需的即时运动。
假定根据本发明如图10至13所示形式的装置优选地由来自例如开凿 机(或其它车辆或常备原动机)的液压系统所驱动，并且因此这里所涉 及的各种加压液体源和容器优选地为该装置可以联接到其上的供给开凿 机的加压液体源和容器。还优选地，由于可能独立地要求向旋转阀或之 一(并且由此通过彼此之间的定时或同步联接)提供液压驱动以及独立 地将流体交替填充入每个腔室的端部区域，在这种加压液压流体通过这 种封闭件和/或阻流阀等进入该装置的流入量中可以有分流。
在图10所示实施例中，活塞60具有被轴颈化为允许轴向运动的延伸 部61。是否活塞和轴颈为圆形横截面和/或是否允许它们在由腔室组件62 所限定的腔室内旋转是无关紧要的。
从图10所示实施例中可看出，具有分别可通向进口65和66的第一 腔室端部区域63和第二腔室端部区域64。
相同径向区域上没有开口67和68的旋转阀66被定位为基本上围绕 与活塞60的冲程轴线正交的轴线旋转。
可以看出，这些开口68之一(标记为68A)使流体供给组件的加压 液态供给腔室69开放为与腔室端部区域63相连通，同时由于异相状态 (即存在着在第一进口65被打开时将第二进口66保持为关闭的区域 67)，没有经由第二进口66进入腔室端部区域64的通道。前面的相反 情况将允许交替地填充每个腔室端部区域。
如图10所示，具有用于腔室端部区域63的第一排出口或出口70以 及用于腔室端部区域64的第二出口71。在如图10所示其中这些端口常 开的情况下，优选地除了第二旋转阀之外的装置(在这种情况下为具有 开口72和73的板)保证了经由开口68和端口65或66的液体进入量的 速率将一直大于通过作为液压回路的一部分的相应开口72或73的任何 排出速率。
本领域的技术人员可以理解流体供给组件74如何可将进入的液压流 体供给进入腔室69，并且流体由此流入腔室端部区域63和64中的一个 或另一个，且由此通过出口(在一个例子中为70和72以及在另一个例 子中为71和73)返回到例如开凿机的泵送系统，这样，如可能所期望的 那样，该装置便可以联接到液压马达，以驱动旋转阀66，从而液压流体 可以返回到腔室69或从其分流。
本发明一个更优选的形式在图12中示出。类似于图10，其具有活塞 75和轴颈化延伸部76和77，从而限定出例如可由旋转阀80控制的腔室 端部区域78和79，该旋转阀的开口和非开口部以类似于图10的实施例 所示的方式布置。具有腔室82的组件81适于接收加压液压流体并且选 择性地允许其运动进入腔室端部区域78和79中的一个并且然后进入另 一个。
与旋转阀80的转动合拍的旋转阀元件83具有允许相对于喷射同相或 异相地将液压流体从腔室78和79中的一个然后从另一个排出从而使活 塞梭动的作用。排出旋转阀83优选地与旋转阀80同速旋转，并且其开 口的间隔对于每个腔室78和79的出口来说是适当的。
图11最好地示出了这些开口的布置，其中一个端口84通过不与输入 旋转阀80的开口85对准而被关闭，同时同一腔室端部区域86的出口85 与开口87对准，以允许输出流进入流体收集组件79的腔室88，由此其 通过例如开凿机被引导返回，以用于泵送循环使用。
图13的布置以台架试验形式示出了电动机90(理想地使用液压马 达)，其直接驱动一驱动组件，该驱动组件适于转动第一旋转阀(未示 出)，同时一链带91通过空转轴92并反过来通过第二链带93驱动另一 旋转阀(未示出)，从而提供伸入轴颈化输出元件94的适宜振动(由活 塞的梭动引起)。
因此，在操作中，适宜的调节可产生所需的振动。如果假设开凿机具 有为本发明的装置提供基本上恒定的液流和压力的能力，并存在着分流， 以使得一个液流可供给到液压马达以实现旋转阀的旋转，同时另一液流 在旋转阀定时或同步运动的动作之下选择性地填充活塞的任一侧，则实 现了非常简单的控制策略。这样，与以前公开的任何现有技术过程相比， 使得复杂度更小，运动部件更少且要求更低的公差。
例如，如果一端处的进口被其旋转阀关闭，则液压流体便不能流动， 并且通过填充到该端部区域将不会产生任何作用。然而，相反地，在另 一端不会是这样的情况，如果其是部分或全部打开的话。
于是，当输入旋转阀被转动(旋转)时，液压油便流入活塞腔室端部 区域并迫使活塞向其冲程的末端运动。旋转阀继续转动并通过其定时或 与另一旋转阀的同步机制，允许释放“消耗的”液压流以排出。与此同 时或随后(或者两者兼有)，第一旋转阀将油转向到活塞的另一端部， 其反过来迫使活塞返回。
通过正时皮带(timing belt)进行的液压驱动意味着，如果旋转阀一 致地缓慢旋转(例如10rpm)，则活塞将非常缓慢地梭动，但是如果旋转 阀均以例如100rpm的速度旋转，则活塞可以以例如大约每秒200次的速 度运动。因此，通过借助于对进入液压马达的流体进行控制以简单方便 地操纵同步旋转阀的速度便可针对各种地面条件进行调整。