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CN111132646A - 一种振动设备 - Google Patents

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CN111132646A
CN111132646A CN201880022826.4A CN201880022826A CN111132646A CN 111132646 A CN111132646 A CN 111132646A CN 201880022826 A CN201880022826 A CN 201880022826A CN 111132646 A CN111132646 A CN 111132646A
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CN
China
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vibrating device
vibrator
heating element
motor
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CN201880022826.4A
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里卡尔德·阿尔姆格伦
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Original Assignee
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Abstract

一种振动设备，诸如振动器之类，包括通过加热可重复地模制的聚合物芯部(2)，该聚合物芯部(2)在加热到高于约40℃的温度时变得塑性可模制，并且在正常体温及以下时尺寸上稳定。由于其可模制性，该设备可以消除对不用不同类型刺激的单独物品的需要。可伸长和弹性外壳(3)封围聚合物芯部(2)。外壳使设备的形状平滑，并且在再成形聚合物芯部时减少了对精度的需求。

Description

一种振动设备
技术领域
本发明涉及一种振动设备，诸如振动器之类。
背景技术
本发明涉及一种振动设备。用于此目的的已知产品受到以下事实的阻碍：它们在制造中给出的形状仅允许通过材料和制造工艺的选择确定的使用和振动动作的少数组合。通常在诸如振动器之类的这种类型的设备中使用的材料种类包括塑料、金属和偶尔烧过(occasionally burnt)的矿物(玻璃、瓷器、粘土)或木材。由于给定形状的使用限制，需要存在来自同一制造商的、专用于不同用途的许多版本。
发明内容
本发明的一个目的是消除上述与使用有关的问题，该使用受到在振动器的制造中被永久地设定的固定形状的限制。
根据本发明，通过提供可以由使用者再成形并且调节至各种振动的各种用途和程度/组合的振动器来解决该问题。
更确切地说，本发明简要地公开了一种振动设备，诸如振动器之类，包括通过加热的可重复模制的聚合物芯部，该聚合物芯部在加热时可塑性模制，并且在低于塑性发生的温度的温度下尺寸上稳定。
更确切地说，该设备包括在加热时可重复地再成形的聚合物芯部，该聚合物芯部在加热到高于约40℃(通常约38-42℃)或更高的温度时变得塑性可模制，并且在正常体温(约37℃)及以下时尺寸上稳定。
在本发明的一个实施例中，聚合物芯部包括热塑性塑料。
诸如PCL(聚已酸内酯)的多晶型塑料聚合物是特别较佳的。
该设备较佳地包括由塑料、橡胶或其混合物制成的可伸长的弹性外壳(skin)，该外壳封围聚合物芯部。
外壳可具有至少约2mm的厚度，较佳地在约2-5mm的范围内。
在一个实施例中，通过插入外壳材料或外壳相容材料的插塞将外壳的一端密封。
本体可以与聚合物芯部串联布置，较佳地在外壳内部。该本体在低于聚合物芯部熔点的温度下不可热成型。
为了将聚合物芯部设置成用于热成形的传热关系，可以经由导电加热元件或通过外部施加的热量来施加加热。
电加热元件因此可以以传热关系布置在聚合物芯部的内部或外部。加热元件可以实现为集成或嵌入聚合物芯部中的柔性电阻加热丝或电阻加热带。在本发明的一个实施例中，加热元件是柔性的导电碳纤维带。
加热元件可以电连接到可再充电的蓄能器，该蓄能器被封装或容纳在聚合物芯部中。
在替代实施例中，加热元件替代地电连接到连接端子，用于从外部电流源供应操作电力以加热该加热元件。
加热元件可以是IR光源。
在本发明的一个实施例中，温度的升高因此由红外热辐射引起，其所具有的频率对外部聚合物塑料的温度有影响。在本发明的另一个实施例中，温度升高是由热液体引起的，该热液体是诸如温度至少约为40℃的水，与聚合物芯部以传热关系布置，并从而影响聚合物塑料的温度。
在又一个实施例中，本发明应用于包括振动器本体的振动器，该振动器本体至少部分地通过激活电动马达而设置在振动状态，该电动马达由蓄能器提供动力以作用在振动器本体上。
至少一个产生振动的电动马达可以容纳在位于聚合物芯部中的尺寸上稳定的第一马达囊体中。
至少一个附加的电动马达可以容纳在尺寸上稳定的第二马达囊体中，该第二马达囊体借助柔性锚定连杆和电流导体以可变的相对距离连接到第一马达囊体。
上述蓄能器有利地容纳在第一马达囊体或第二马达囊体中的一个中。
用于激活和控制振动器的控制装置有利地布置在外壳内部。
用于将控制信号无线传输到振动器马达和/或加热元件的接收器可另外位于外壳内。
当聚合物芯部处于塑化状态时，可任选地将聚合物芯部中自由浮动布置的离散本体移动到聚合物芯部表面附近的前进位置，或者更深地压入聚合物芯部中。
本发明提供的其他特征、细节和优点将在下面的实施例的详细描述中公开，如在所附成组权利要求中另外限定的。
附图说明
下面将参考所附的示意图更详细地公开本发明的实施例，附图中：
图1是示出根据本发明第一实施例的设备的剖视图，
图2是示出根据本发明第二实施例的设备的相应剖视图，
图3是示出根据本发明第三实施例的设备的相应剖视图，
图4是示出根据本发明第四实施例的设备的相应剖视图，
图5以剖视图示出了用于加热设备的罩壳，
图6以剖视图示出了又一个使用者友好的实施例中的设备，以及
图7以分解剖视图示出了本发明的一个实施例。
具体实施方式
首先要强调的是，即使下面关于电池操作的振动器描述了本发明，但是本发明的中心方面仍然可以用于无马达的振动器，或者在所示设备的不同变型中，有或没有激活振动器功能。
在图1中，根据本发明的设备以具有振动功能的振动设备的形式示出。该振动设备包括振动器本体1，该振动器本体1具有芯部2，芯部2完全或至少其主要部分被周围的外壳3封围。容纳电动马达5的第一马达囊体4嵌入芯部中，如电蓄能器或电池6那样。根据图1的设备属于一组电池操作的按摩/振动器物品，其适于例如被带到根据期望的各种环境和情况下使用。
容纳另外的电动马达8的第二马达囊体7经由柔性但不可伸长的连杆9连接到第一马达囊体4，并经由电流导体10电联接到蓄能器6。连杆9允许减小马达囊体4和7之间的相对距离，同时确保马达囊体之间的最大相对距离决不会超过电流导体10的长度。
所述连杆9和导线10可以嵌入保护性本体或封壳11内，该保护性本体或封壳11占据芯部2中的马达囊体4和7之间的空腔。本体或封壳11较佳地由诸如塑料、橡胶或其混合物之类的可伸长和弹性材料制成。有利地，本体或封壳11可以例如由硅树脂制成。
马达囊体4以及在适用的情形下的马达囊体7是尺寸上稳定的，这意味着它们具有承受压力而不会变形的能力，比如由使用者在使用振动器时施加的体重。它们还可以承受与振动器的再成形相关的升高的温度，其方式将在下面更详细地说明。
马达囊体4(以及适当时的马达囊体7)可以由木材、塑料或金属制成，并且成形为壳体或实心本体，其紧密地封围嵌入的部件。
发生器分别可操作地连接到每个马达，并且可以由马达驱动以在振动器本体中产生振动。所述发生器可以以本身已知的方式包括摆轮，该摆轮具有联接到马达轴的偏心定位的重力点。
蓄能器6的充电经由端子12完成，端子12布置在振动器的外部，用于将蓄能器连接到外部充电单元。该连接端子12可以实现为USB接触部或实现为用于同轴接触的插座，经由电流导体13将蓄能器连接到外部充电单元。附图中未示出的充电单元通常包括本身是已知的变压器和整流器(AC/DC转换器)。
具有用于操作和控制振动器的控制装置14的操作装置布置在外壳3内部，在振动器本体中的便于从外部进入的位置处。控制装置14可包括用于接通和断开振动器的断路器，以及用于在马达5和8中逐步或连续增加/减小转速的压敏接触部。
外壳3由防水和油、可伸长和弹性材料制成。外壳3较佳地由塑料、橡胶或其混合物制成。当然，外壳3不含有毒或过敏成分。合适的材料是硅树脂。外壳3可以围绕芯部2模制。
外壳3所具有的厚度一方面取决于其耐磨性，另一方面取决于其在没有过度缓冲的情况下将振动传递给使用者的能力。外壳3通常具有至少2mm的厚度，较佳地在2-5mm的范围内。外壳的性质当然也取决于材料的硬度。对于本发明目的，可有利地选择25-55肖氏A(ASTM D2240类型A)范围内的材料硬度。
本发明公开了一种由可热成型聚合物材料制成的可模制芯部2，其在正常体温及以下时尺寸上稳定，同时在相对低的塑化温度下转变成塑性可模制状态。此处，塑化温度是指材料变得可模制的温度并且可被给予冷却后永久保持的变形。在这方面，尺寸上稳定意味着芯部2、其在下文中也称为聚合物芯部2，在正常体温(约37℃)及以下时可以是柔性和有弹性的/弹性的，但是在这个温度下，然而通常不会在低于其断裂强度的应力或张力下经历永久变形。聚合物芯部21中可想到的材料例如是热塑性弹性体或热塑性塑料。
聚合物芯部2较佳地包括通过加热可重复模制的热塑性塑料，其在高于约40℃的温度下可塑性模制。所谓的多晶型塑料聚合物，并且特别是聚酯塑料是尤其较佳的。
用于设计聚合物芯部2的特别有利的材料是PCL，PCL是聚已酸内酯的缩写。PCL是一种多晶型塑料聚合物，其在高于约42℃的温度下转变成塑化状态，具有约60℃的熔点，同时在正常体温下是弹性的。
加热元件15布置成用于将聚合物芯部2加热至塑化温度。换言之，加热元件以与聚合物芯部2的传热关系布置。加热元件15可以嵌入并集成在聚合物芯部2中。
在一个实施例中，加热元件15以嵌入聚合物芯部2中的柔性碳纤维带的形式实现。碳纤维带是导电的并且当连接到电源时形成电阻器。该特性用于诸如电加热的毯子、椅子座部或衣服之类的各种应用。碳纤维带表面的温度可以通过使碳纤维带的表面积适应所供应的电流来确定。在本发明中，该措施用于允许最大约50-55℃的表面温度。碳纤维带能够以一个或多个基本上平行的运行长度的形式或者环或线圈的形式提供。碳纤维带可另外附连到马达胶囊4和7，以抵消聚合物芯部的再成形期间的错位。
加热元件15可以替代地以电阻加热丝的形式实现，该电阻加热丝具有柔性和绝热涂层，该涂层将加热元件的外部温度限制至约50-55℃。这样，绝热加热丝可以形成为嵌入聚合物芯部2中的环或线圈。
然而，加热元件15也可以完全省略，替代的是来自电动加热底座供应的外部施加的辐射加热，例如，在用于加热热塑性塑料/聚合物的中波或长波频率范围内的红外辐射。加热元件15也可以完全省略，替代的是来自温暖或热的液体的外部施加的加热，通过用液体部分或完全地包围设备来影响热塑性塑料/聚合物中的温度。
加热元件15的加热可以使用来自蓄能器6的电流来实现。加热元件可以替代地连接到连接端子，用于从外部电流源提供操作电流以加热加热元件。如果端子12布置有用于在蓄能器的充电和加热元件的加热之间切换的开关，则所述连接端子可以是旨在将充电电流传送到蓄能器的相同的端子12。
用于控制马达、蓄能器和加热元件的电子部件和功能件可以与蓄能器6相关联地组装在电子电路板16上。如果合适的话，电路板16还可以包括由外部控制单元产生并且通过诸如蓝牙传输装置的无线传输装置传递的控制信号的接收器，例如来自远程控制单元、蜂窝电话或来自经由计算机应用的计算机。
在这方面，还应注意，加热元件15可设置在聚合物芯部2的周边区域中，以便与对于设备形状的深远改变所需的加热时间相比减少形状的浅变形所需的加热时间。本实施例中提供的技术效果可用于例如提出一些更硬且尺寸上稳定的本体或球体，它们嵌入在聚合物芯部的外部或周边区域中并在其中自由流动，这样给予设备多节或凹陷的外部。
聚合物芯部可以在制造时围绕嵌入的部件模制。可以在连续的制造步骤中围绕聚合物芯部模制外壳。根据材料的选择，可以在共同铸造工艺中组合外壳和聚合物芯部。
外壳可以替代地随后在最终制造步骤中安装并密封。例如，聚合物芯部可以通过软管或袜子形状的预制外壳的开口端插入，然后在该预制外壳的开口端密封。
密封可以通过熔化或胶合来完成，并且可以另外包括插入和固定由外壳材料或外壳相容材料制成的密封塞3′(参见图7)。
可以使外壳尺寸过小以在聚合物芯部周围施加收缩压力，以便无论形状如何都紧紧地围绕芯部放置。可以以各种其他方式确保外壳和聚合物芯部之间的粘附，诸如通过胶合、皱缩或者通过在外壳和聚合物芯部之间的界面处熔化。
作为一个有利的实施例，本发明以可重复再模制的聚合物芯部实现，该聚合物芯部包括封围在柔性硅树脂外壳内部的多晶型塑料聚合物，任选地与一个或多个振动马达组合。
诸如PCL的多晶型塑料聚合物在约42°至60℃之间的温度处的模制性能可以比作造型粘土。在附图中，振动器的可塑性由引入的双向箭头表示，其示意性地示出了芯部在其塑化状态下局部膨胀和收缩的可用方向。
当冷却至低于约42℃时，材料迅速硬化成具有与半柔性塑料相当的伸长率和断裂强度的固体形式(例如，有点类似于鞋的刚性鞋底或塑料桶中的塑料)。外部外壳、例如硅树脂的外部外壳，具有比芯部的热塑性聚合物更高的伸长率。因此，外壳可以容纳重塑而没有破损，由此振动器作为整体单元可以采用任何形状的聚合物芯部。
较佳地通过向嵌入聚合物芯部中的碳纤维带提供电流，可以在设备内部实现加热至塑化温度。通过适当地确定发热表面的尺寸，可以调节碳纤维带以发射足够高的表面温度，比如约50-55℃。能够使用可再充电电池或通过经由变压器连接到电力干线来完成加热。
替代地，可以借助于诸如IR光源之类的外部加热源实现加热，该外部加热源连接到电池或电力干线。为此目的，可以提供形成加热底座的盒子。加热也可以通过将该设备淹没或降低到温暖或热的液体中、比如具有至少约为40℃的温度的水中来实现。
封围该设备的外壳还保护使用者免受在设备再成形期间发生的较高温度的影响。从使用者的观点来看，一个值得注意的方面是该设备具有舒适的表面温度，使其在再成形后立即可以使用。
值得一提的是，多晶型塑料聚合物可以说是储存每次加热时释放的能量，因此材料不会耗尽(只要它被困在本体内而材料的任何部分都不丢失)。如果最终发生破损，这种材料在加热时很容易融化在一起。
在振动器实施例中，马达和电子连接件可以是已知的规格，并且可以包括例如具有不同和/或可变频率和脉冲速率的一个或多个电动马达。
由于振动器中的材料的独特成分和组合，减少或省略了对各种类型的设备的需求，因为使用者他/她自己可以从基本但可变形状开始形成和适应特定用途的设备。
作为替代图1中所示的细长基本形状的实施例的示例，图2中示出了椭圆形或蛋形设计、但是以其他方式具有相应结构的振动器本体200。由于在图2的振动器中的其余部件可以与图1的设备中的相应部件相同，因此它们已经取得相同的附图标记。
图3中示出了又一替代实施例300。在这种情况下，图1的基本形状另外装备有突出的附件301。然而，具有振动功能的附加电动马达302安装在设置在附件301中的第三马达囊体303中。电流导体304和锚定连杆305以与前面参照图1的设备说明的基本相同的方式将第三马达囊体303连接到第一马达囊体4，并具有相应的功能。图3的实施例中的其余部件可以与图1的实施例中的相应部件相同，因此它们已经取得相同的附图标记。
该设备的第四实施例在图4中公开。图4的设备包括基本上与图1的振动器本体1相对应的振动器本体400。然而，不同之处在于振动器本体400包括一组嵌入聚合物芯部2中的离散的、实心的或非实心的本体401、402等。当将聚合物芯部加热到塑化状态时，如前所述，本体401、402可任选地朝向周边移位并移入更前进的位置，以便为设备提供多节或凹陷的外部。或者相反，可以将这些本体更深地压入聚合物芯部中，以便为振动器本体400提供更光滑的外部。这些本体401、402可以说是在聚合物芯部中自由漂浮的，也可以移动到振动器中的其他位置。图4的实施例中的其余部件可以与图1的实施例中的相应部件相同，因此它们已经取得相同的附图标记。
如前所述，本设备提供的益处也可有利地用于没有集成振动器功能的替代实施例中。此外，在替代实施例中，可以从外部热源供应达到聚合物芯部中的塑化温度所需的热量。在这种情况下，不需要任何集成的加热元件。
参考图5，以剖视图示出的加热站500容纳本发明的设备，该设备缺乏内部加热能力。加热站500包括罩壳501，其中较佳地为IR光源502的电加热源502布置在反射器503下方。在罩壳的底部处布置有底座504，设备放置在底座504上，同时被热源照射。底座504较佳地由具有类似于聚合物芯部2的导热率的材料制成。在这种情况下，布置成检测底座504中的温度的温度传感器505还可以提供关于何时该设备的聚合物芯部已达到塑化温度的关闭指示。该温度传感器505可以连接到布置在罩壳501外部的控制装置506。温度传感器505和控制装置506之间的信号可以是无线的或通过固定线完成。控制装置506可包括恒温器，当底座504达到预设温度时，恒温器切断到加热源502的电流。罩壳501可以由金属制成，以将热量从其内壁朝向设备反射。罩壳壁可包括开口507，用于空气循环和散布来自加热源的辐射热。罩壳501可以包括开口侧，用于插入设备并将设备放置在底座504上。替代地，罩壳可以可拆卸地放置在底板508上。
图6的实施例600包括与外壳3内部的聚合物芯部2串联布置的本体601。本体601提供在聚合物芯部可塑性模制的任何温度下尺寸上稳定的手柄。实际上，本体601可以由塑料材料制成，该材料不是可热成型的，或者至少不可在聚合物芯部2中使用的聚合物的熔点以下热成型。本体601可以由任何与芯部中的聚合物和外壳中的橡胶或合成橡胶兼容的材料制成，例如诸如塑料、纤维素基的聚合物或木材之类。
因此，从基本形状开始，本发明为使用者提供了将诸如振动器之类的设备成形为具有钝的或尖锐末端的各种角形、细长和薄或短而紧凑的形状的可能性，或者借助于加热、用手揉捏并应用简单的操作，向设备施加中心部分或朝向设备端部的膨胀，或者给设备提供球形或扁平形状的球面形状，可选地具有突出的附件或凸起等。
如上所述，本发明的设备甚至可以包括各种几何形状的离散本体(诸如圆形、三角形、正方形等)，该离散本体由尽管产生的热量在尺寸上稳定并且可以绕设备的内部移动的材料制成。
最后要提到的是，只有使用者的创新思维设定了通过如上所述的振动器提供的几乎无限的可塑性可以实现的限制。

Claims (20)

1.一种振动设备，诸如振动器之类，其特征在于，通过重复地加热可模制的聚合物芯部(2)，所述聚合物芯部(2)在加热时变得塑性可模制，并且在低于塑化发生的温度下尺寸上稳定。
2.如权利要求1所述的振动设备，其特征在于，所述聚合物芯部(2)包括多晶型塑料聚合物，较佳地PCL(聚己酸内酯)。
3.如权利要求1或2所述的振动设备，其特征在于，包括由塑料、橡胶或其混合物制成的可伸长的弹性外壳(3)，所述外壳(3)封围所述聚合物芯部(2)。
4.如权利要求3所述的振动设备，其特征在于，所述外壳(3)具有至少约2mm的厚度，较佳地在约2mm-5mm的范围内。
5.如权利要求3或4所述的振动设备，其特征在于，通过插入外壳材料或外壳相容材料的插塞(3′)将所述外壳(3)的一端密封。
6.如权利要求3至5中任一项所述的振动设备，其特征在于，包括与所述聚合物芯部(2)串联布置的本体(601)，其中所述本体在低于所述聚合物芯部的熔点的温度下不可热成形。
7.如任一前述权利要求所述的振动设备，其特征在于，包括电加热元件(15)，所述电加热元件(15)以传热关系布置在所述聚合物芯部(2)的内部或外部。
8.如权利要求7所述的振动设备，其特征在于，所述加热元件(15)是集成在所述聚合物芯部(2)中的柔性的电阻加热丝或电阻加热带。
9.如权利要求8所述的振动设备，其特征在于，所述加热元件(15)是导电的柔性碳纤维带。
10.如权利要求7至9中任一项所述的振动设备，其特征在于，所述加热元件(15)电连接到封装在所述聚合物芯部(2)中的可再充电的蓄能器(6)。
11.如权利要求7至10中任一项所述的振动设备，其特征在于，所述加热元件(15)电连接到连接端子(12)，用于从外部电流源提供操作电力以加热所述加热元件。
12.根据权利要求7所述的振动设备，其特征在于，所述加热元件是IR光源(502)。
13.如权利要求1至6中任一项所述的振动设备，其特征在于，包括具有温度为至少40℃的温暖或热的液体，所述液体与所述聚合物芯部(2)以热传递关系布置。
14.如任一前述权利要求所述的振动设备，其特征在于，体现为包括振动器本体(1)的振动器，所述振动器本体(1)至少部分地在激活电动马达(5)时设置成振动状态，所述电动马达(5)由蓄能器(6)提供动力以作用在所述振动器本体上。
15.如权利要求14所述的振动设备，其特征在于，容纳在尺寸上稳定的第一马达囊体(4)中的至少一个振动产生电动马达(5)布置在所述聚合物芯部(2)中。
16.如权利要求15所述的振动设备，其特征在于，包括至少一个附加的电动马达(8；302)，所述至少一个附加的电动马达(8；302)容纳在尺寸上稳定的第二马达囊体(7；303)中，所述第二马达囊体(7；303)借助柔性锚定连杆(9；305)和电流导体(10；304)以可变的相对距离连接到所述第一马达囊体(4)。
17.如权利要求15或16所述的振动设备，其特征在于，以上所述的蓄能器(6)容纳在所述第一马达囊体(4)或所述第二马达囊体(7)中的一个中。
18.如权利要求14至17中任一项所述的振动设备，其特征在于，用于激活和控制所述振动器的控制装置(14)布置在所述外壳(3)的内部。
19.如权利要求18所述的振动设备，其特征在于，包括接收器(16)，用于将控制信号无线传输到所述振动器马达(5；8)和/或所述加热元件(15)。
20.如任一前述权利要求所述的振动设备，其特征在于，包括在所述聚合物芯部(2)中自由浮动布置的离散本体(401、402等)，当所述聚合物芯部处于塑化状态时，能任选地将所述本体移动到所述聚合物芯部表面附近的前进位置，或者更深地压入所述聚合物芯部中。
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