專利名稱：繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電磁轉(zhuǎn)換器，特別涉及繃緊(taut)電樞共振電磁轉(zhuǎn)換器。
象尋呼機(jī)這樣的便攜通信設(shè)備通常使用旋轉(zhuǎn)偏心平衡塊的圓柱發(fā)動機(jī)或利用偏心電樞加重以產(chǎn)生一種可感覺的或“振動的”告警的“扁平”發(fā)動機(jī)。對于產(chǎn)生一種用于提醒用戶收到消息而不打擾附近的他人的“靜音”告警，這種告警是理想的。雖然這種設(shè)備令人滿意地工作了多年并仍被廣泛使用，但有幾個問題限制了更廣泛的使用。發(fā)動機(jī)在用于提供可觸覺的、“靜音的”告警時，很難達(dá)到“靜音”，而是部分由于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)平衡塊的操作、足以提供可感覺到的觸覺刺激所需的高旋轉(zhuǎn)頻率而提供一種可感覺到的聲響輸出。同樣，這種發(fā)動機(jī)由于其固有設(shè)計通常消耗相當(dāng)?shù)墓ぷ髂芰?。這意味著發(fā)動機(jī)必須直接從工作電池配電，從而顯著地影響在便攜通信設(shè)備的普通工作期間所預(yù)期的電池壽命。
目前，Mooney等的美國專利5,107,540號和McKee等的美國專利5,327,120描述了一種新一代的非旋轉(zhuǎn)、輻射電磁轉(zhuǎn)換器，它顯著地降低了用于觸覺告警設(shè)備工作的電池的能量消耗。此外，由于電磁轉(zhuǎn)換器工作在使轉(zhuǎn)換器與人結(jié)觸時產(chǎn)生的觸覺最大的亞聲頻頻率上，因此提供了一種真正靜音的無打擾告警。由于輻射電磁轉(zhuǎn)換器的尺寸和外形類似于扁平發(fā)動機(jī)，因此新設(shè)備的改型可更容易地在已建立的通信設(shè)備中對驅(qū)動電路或機(jī)械進(jìn)行小的改動而提供。
雖然新一代的非旋轉(zhuǎn)、輻射電磁轉(zhuǎn)換器顯著降低了能量消耗并且還顯著降低了實際工作中產(chǎn)生的聲響，但還需要一種提供更低能量消耗的電磁轉(zhuǎn)換器，同時保持輻射電磁轉(zhuǎn)換器的性能特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器包括一個電樞、一個電磁驅(qū)動器和一個磁運(yùn)動塊。電樞包括上下非線性共振吊件，它們各包括一對圍繞一個鄰接的平面中心區(qū)域?qū)ΨQ連接并進(jìn)而連接到一對鄰接的平面圓周區(qū)域上的并置平面復(fù)合梁。電磁驅(qū)動器連接到圍繞鄰接的平面圓周區(qū)域的上下非線性共振吊件上。電磁驅(qū)動器根據(jù)輸入信號而產(chǎn)生一個交變電磁場。磁運(yùn)動塊懸浮在圍繞鄰接平面中心區(qū)域的上下非線性共振吊件之間，并連接到交變電磁場中以根據(jù)輸入信號產(chǎn)生磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動。磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過上下非線性共振吊件和電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成動能。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，慣性(inertial)的音頻傳遞設(shè)備包括一個繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器和一個機(jī)殼(housing)?？嚲o電樞、共振慣性轉(zhuǎn)換器包括一個電樞、一個電磁驅(qū)動器和一個磁運(yùn)動塊。電樞包括上下非線性共振吊件，它們各包括一對圍繞一個鄰接的平面中心區(qū)域?qū)ΨQ連接并進(jìn)而連接到一對鄰接的平面圓周區(qū)域上的并置平面復(fù)合梁。電磁驅(qū)動器耦接到圍繞鄰接的平面圓周區(qū)域的上下非線性共振吊件上。電磁驅(qū)動器根據(jù)輸入信號而產(chǎn)生一個交變電磁場。磁運(yùn)動塊懸浮在圍繞鄰接平面中心區(qū)域的上下非線性共振吊件之間，并耦接到交變電磁場中以根據(jù)輸入信號產(chǎn)生磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動。磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過上下非線性共振吊件和電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成動能。機(jī)殼容納繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器，并傳遞聲能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器的分解視圖。
圖2和圖3是圖1的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器所采用的非線性共振吊件的頂視圖。
圖4是圖1的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器的部分截面頂視圖。
圖5是描述作為采用強(qiáng)化彈簧型共振系統(tǒng)的圖1的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器的頻率的函數(shù)的脈沖輸出的圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的慣性音頻傳遞設(shè)備的電氣框圖。
圖7是圖6的慣性音頻傳遞設(shè)備的內(nèi)視圖。
圖8是圖6的慣性音頻傳遞設(shè)備的右側(cè)視圖。
圖9是采用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器的通信設(shè)備的電氣框圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的分解視圖。繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100包括一個包含一個上非線性共振吊件14和一個下非線性共振吊件16的電樞12、一個包含一個線圈26的支架24和一個包含一個磁鐵座20和兩個永久磁鐵的磁運(yùn)動塊22。支架24和線圈26一起稱作電磁驅(qū)動器。
參照作為圖1的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器所采用的非線性共振吊件的頂視圖的圖2，非線性共振吊件14、16包括一對并置平面復(fù)合梁202、204和206、208，它們圍繞一個鄰接的平面中心區(qū)域210對稱連接。并置平面復(fù)合梁202、204和206、208還分別連接到相應(yīng)的一個鄰接平面圓周區(qū)域212、214對上。每個并置平面復(fù)合梁202和204以及206和208分別包括兩個獨立的同心拱形梁、內(nèi)梁202A、204A、206A和208A以及外梁202B、204B、206B和208B，各具有相同或大體恒定的彈性比率(K)。大體恒定的彈性比率是通過在一個功能梁長度1上降低內(nèi)梁相對于外梁的寬度而實現(xiàn)的，這在圖3示出。
參照圖3，功能梁長度1定義為內(nèi)梁202A，204A，206A和208A以及外梁202B，204B，206B和208B的寬度在其上保持為一致或大體恒定的寬度的梁長度。梁寬度參照中間內(nèi)梁寬度Wi和中間外梁寬度Wo，雖然由于梁寬度在功能梁長度1上大體恒定因而這樣最理想，但梁寬度可沿功能梁長度1相對任何點進(jìn)行測量。通過調(diào)整梁寬度來基本相同地提供內(nèi)拱式梁和外拱式梁的彈性比率，其中中間外梁寬度Wo大于中間內(nèi)梁寬度Wi。內(nèi)拱式梁202A，204A，206A和208A以及外拱式梁202B，204B，206B和208B最好為圖3所示的圓形。內(nèi)拱式梁202A，204A，206A和208A具有第一平均(mean)半徑或尺寸Ri，外拱式梁202B，204B，206B和208B具有第二平均(mean)半徑或尺寸Ro。雖然將內(nèi)外拱式梁描述成最好為圓形，但最好是也可采用橢圓形或橢圓體，其中內(nèi)拱式梁202A，204A，206A和208A的點的尺寸或軌跡比外拱式梁202B，204B的小。而且，雖然并置平面復(fù)合梁202、204、206和208示為形成于兩個獨立的同心拱式梁，但最好是能提供附加的同心拱式梁以增加各并置平面復(fù)合梁202、204和206、208的彈力。
返回圖2，并置平面復(fù)合梁202、204和206、208連接到平面中心區(qū)域210以及鑲條區(qū)域旁邊的平面圓周區(qū)域212、214上或鑲條216和218上，其半徑大于外梁202B，204B，206B和208B的中間寬度。鑲條216、218顯著地降低了并置平面復(fù)合梁202、204和206、208連接到平面中心區(qū)域210上以及連接到平面圓周區(qū)域212、214上時產(chǎn)生的應(yīng)力。舉例來說，對于諧振頻率為90Hz的電樞，內(nèi)拱式梁202A，204A，206A和208A具有0.004英寸的中間(medial)寬度(0.10mm)，而外拱式梁202B，204B，206B和208B具有0.005英寸的中間(medial)寬度(0.13mm)。鑲條216、218的半徑是0.010英寸(0.25mm)。
平面中心區(qū)域210包括兩個用于將以下將描述的磁運(yùn)動塊18緊固到上非線性吊件14和下非線性吊件16上的安裝孔220。平面圓周區(qū)域212、214還包括用于將上非線性吊件14和下非線性吊件16緊固到支架24上的安裝孔222。非線性彈性部件(spring member)14、16最好用一個金屬片形成，例如瑞典Sandviken的Sandvik鋼鐵公司生產(chǎn)的.0040英寸(0.10mm)厚Sandvik 7C27Mo2不銹鋼，它最好使用化學(xué)蝕刻或蝕刻處理而形成，但最好也能采用其它部件形成處理。
返回圖1，支架24容納了一個線圈26(未示出但用線圈終點來標(biāo)記)，它形成一個用于影響將在以下描述的交變電磁場的電磁驅(qū)動器(24，26)。舉例來說，線圈26包括二百二十七(227)匝終止于線圈終點26的44號標(biāo)準(zhǔn)尺寸漆包銅線，這代表一百(100)歐姆的電阻。電磁驅(qū)動器16最好使用注模處理來制造，其中線圈26被鑄入支架24。舉例來說，使用30％玻璃填充的液態(tài)水晶聚合物來形成支架24，但最好也能采用其它注模熱塑材料。上非線性吊件4和下非線性吊件16用四個螺絲套28固定在支架24上，僅三個螺絲套可看見，這將在以下描述。
磁運(yùn)動塊18包括一個磁鐵支架20和兩個永久磁鐵22。磁鐵支架20最好使用壓鑄處理來制造且最好用象Zamak3鍍鋅壓鑄合金這樣的壓鑄材料來鑄造。磁運(yùn)動塊最好也能使用象熔模制造鑄造處理這樣的其它壓鑄處理、使用象將塊顯著增加到磁鐵支架20的體積比率的鎢這樣的壓鑄材料來制造，象顯著達(dá)到較低頻率工作所要求的那樣，這將在以下進(jìn)行描述。將磁鐵支架20定形以提供用于在裝配時將永久磁鐵22定位到磁鐵支架20上的端限制器30和頂部到底部限制器34。磁鐵支架20還包括將塊最大化到磁鐵支架20的體積比率和裝配在并置平面復(fù)合梁202、204和206、208的孔徑內(nèi)的支柱32。磁鐵支架20的厚度在端限制器30處減小以使磁鐵運(yùn)動塊18的偏振在工作期間達(dá)最大，這將在下面進(jìn)一步進(jìn)行描述。四個凸緣36(示出了其中兩個)用于將上非線性共振吊件14和下非線性共振吊件16固定到磁鐵支架20上，這將在以下進(jìn)行描述。
如圖4所示，永久性磁鐵22同極(北極/北極或南極/南極)相對而裝配在磁鐵支架20上。永久性磁鐵22使用例如在固定永久性磁鐵22時使用加熱和加壓進(jìn)行處理的熱凝β級環(huán)氧樹脂預(yù)塑所提供的粘結(jié)材料裝配在磁鐵支架20上。兩個永久性磁鐵22最好用最小磁通量密度為25MGOe的釤鈷材料形成，但最好也能采用其它高通量密度的磁材料。永久性磁鐵22的端點38被削尖以在工作期間使磁運(yùn)動塊18的偏振達(dá)最大。
繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的設(shè)計提供了象在自動操縱裝配處理或線中所采用的Z軸裝配技術(shù)。裝配處理將在以下簡要描述。如上所述，將永久性磁鐵22裝配到磁鐵支架20上之后，上非線性共振吊件14固定到磁鐵支架20的兩個凸緣36上，然后例如通過使用軌道鉚處理來將它拉軟以將上非線性共振吊件14固定到磁鐵支架20上。磁運(yùn)動塊18然后放入支架24內(nèi)的圖1所示的空腔中，并由上非線性共振吊件14的平面圓周區(qū)域212、214內(nèi)的孔相對于支架24放置。然后通過使用象加熱或超聲波拉軟這樣的拉軟處理使四角螺絲套28變形而將上非線性共振吊件14固定到支架24上。然后將支架翻過來，將下非線性共振吊件16放置在凸緣36和四角螺絲28上。然后如上所述使四角螺絲28變形，之后也如上所述將凸緣拉軟，從而完成了磁運(yùn)動塊18向支架24和電樞12的裝配。
如上所述進(jìn)行裝配、能用作不帶一個用于容納繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的空腔或帶這樣一個空腔的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100就被提供出來。在采用空腔時，空腔最好包括一個上空腔部分40和下空腔部分或基座42。上空腔部分40最好使用象薄板壓延和成形處理這樣的適當(dāng)成形處理使用“316”不銹鋼來形成?；?2也最好使用象薄板沖壓處理這樣的適當(dāng)成形處理使用“316”不銹鋼來形成。最好是也能采用其它非磁性材料來形成上空腔部分40和基座42。
在包括空腔時，基座42放置在四個下柱44上(在線圈26終點的對面)，然后使用象加熱或超聲波拉軟這樣的拉軟處理來使之變形以將基座42固定在支架24上。上空腔部分40而后放置在反面的四個柱44上，之后最好放置印刷電路板46，然后使用如上所述的拉軟處理使四個柱44變形，以將上空腔部分40和電路板46固定在支架24上。印刷電路板最好用象G10玻璃環(huán)氧樹脂板或FR4玻璃環(huán)氧樹脂板這樣的適當(dāng)印刷電路板材料來形成，并用于向線圈26終點提供終點墊片48，如圖4所示，圖4是去除了上非線性共振吊件14的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的部分截面頂視圖。終點墊片48由被選擇性地蝕刻以規(guī)定墊片區(qū)的印刷電路板46上的銅包層提供。線圈26的終點使用焊接技術(shù)電氣耦接到終點墊片48上，或者也可使用焊接處理這樣的其它適當(dāng)?shù)倪B接處理。在基座42上提供圖1所示的三個安裝薄片52以將完全裝配好的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100機(jī)械地固定到一個支墊上，例如印刷電路板，這將在下面進(jìn)行描述。
參照圖5，這是一個描述作為繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的輸入頻率的函數(shù)的脈沖輸出的圖，該繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100采用強(qiáng)化非線性共振彈簧系統(tǒng)?？嚲o電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100最好由一個在提供下脈沖輸出502的第一驅(qū)動頻率和提供上脈沖輸出502的第二驅(qū)動頻率輸出504之間工作的振動驅(qū)動頻率驅(qū)動。上脈沖輸出504最好選擇成大體相當(dāng)于僅有單個穩(wěn)定工作狀態(tài)的最大驅(qū)動頻率。從圖5可看出，當(dāng)將驅(qū)動頻率設(shè)置成獲得脈沖輸出510所需的頻率時，兩個穩(wěn)定工作狀態(tài)504和510是可能的，并且隨著驅(qū)動頻率的增加，可存在三個穩(wěn)定工作狀態(tài)，如舉例示為脈沖輸出506、508和512。在采用繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100作為觸覺告警設(shè)備時，最好是僅有位于曲線500上在工作狀態(tài)502和504之間的那些脈沖響應(yīng)是理想的，因為脈沖輸出在那些頻率范圍上被可靠地最大化，它等于或在某種程度上低于繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的共振頻率。
如上例所述，繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100提供100Ω的線圈電阻，在例如用1.0V的激勵電壓驅(qū)動時，它僅要求10mA電流，在離散輸入頻率上驅(qū)動時，它相對于上述驅(qū)動頻率產(chǎn)生一個峰值位移。舉例來說，在85Hz的離散中心驅(qū)動頻率上達(dá)到.035英寸(.89mm)的峰值位移，該頻率相當(dāng)于27gs的脈沖輸出，可從下述公式計算得出gs＝0.10235(d)(f)3其中g(shù)是系統(tǒng)產(chǎn)生的脈沖輸出，d是振動塊的位移，f是驅(qū)動頻率。
如上所述，當(dāng)繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100由一個離散頻率輸入信號或一個振動頻率輸入信號來驅(qū)動時，電磁驅(qū)動器26影響耦接到磁運(yùn)動塊18上的交變電磁場。上下非線性吊件14、16提供一個垂直于磁運(yùn)動塊18的回復(fù)力，于是交變電磁場反過來產(chǎn)生一個而后由非線性共振吊件14、16和容納電磁驅(qū)動器26的支架24轉(zhuǎn)換成能外部耦合到例如一個人上的觸覺能量的磁運(yùn)動塊18的交替運(yùn)動。
雖然以上所提供的描述描述了用離散頻率輸入信號或振動頻率輸入信號來驅(qū)動繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100以產(chǎn)生觸覺能量，但繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100也能由一個音頻信號驅(qū)動以產(chǎn)生低電平的觸覺能量從而提供慣性輸出，這將在以下進(jìn)行進(jìn)一步描述。在由音頻信號驅(qū)動時，位于工作狀態(tài)512之上的曲線500上的那些脈沖響應(yīng)適于提供低電平的觸覺和可聽的響應(yīng)。此外，工作狀態(tài)512之上的音頻輸入頻率的響應(yīng)由繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的諧振響應(yīng)來增強(qiáng)，其工作現(xiàn)在描述為繃緊電樞振動慣性轉(zhuǎn)換器。
圖6是采用上述繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100的慣性音頻傳遞設(shè)備600的電氣框圖。慣性音頻傳遞設(shè)備600包括一個拾音器或話筒602，它接收象話音和噪音這樣的可聽信號并在拾音器的輸出處產(chǎn)生一個代表話音和噪聲的電信號。電信號連接到放大電信號的音頻前置放大器604的輸入上。音量控制610連接到音頻前置放大器604上并用于控制前置放大器的增益，從而控制電信號的放大。放大的電信號連接到一個讓繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100振動頻率以上的那些電信號通過的高通濾波器606上，以防止如上所述由繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100產(chǎn)生高電平的觸覺響應(yīng)。然后濾波的電信號連接到一個將信號進(jìn)一步放大到足以驅(qū)動繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100的電平上的音頻驅(qū)動器608上。由于最終放大的信號在繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100的共振頻率之上，設(shè)備僅產(chǎn)生低電平觸覺能量，并因而能描述成繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100。慣性音頻傳遞設(shè)備600尤其適用于象乳突助聽這樣的應(yīng)用，這在以下進(jìn)行進(jìn)一步描述。希望從本描述能理解慣性音頻傳遞設(shè)備600也能用于廣泛的其它應(yīng)用。
當(dāng)慣性音頻傳遞設(shè)備600用于象乳突助聽這樣的應(yīng)用時，尤其是鑒于使用象汞、鋅和鋰鈕扣電池這樣的常規(guī)鈕扣電池來說，電池616的能耗是非常嚴(yán)格的。一部分前置放大器604放大的電信號連接到對接收語音和噪聲信號進(jìn)行抽樣的語音檢測器612的輸入上，并在語音和噪聲信號超出預(yù)定門限時，產(chǎn)生一個功率控制信號，它連接到而后將功率從電池616連合到音頻驅(qū)動器608上的功率控制電路614上。靈敏度控制器618用于調(diào)整將功率供給音頻驅(qū)動器608的預(yù)定門限電平。這使得用戶在聲音電平太小以致于不能產(chǎn)生明了的觸覺能量時，能控制慣性音頻傳遞設(shè)備600工作的電平，并降低電池616的功耗。最好是音頻前置放大器電路604、高通濾波器電路606、音頻驅(qū)動器電路608、聲音檢測器電路612和功率控制電路614中的多數(shù)部件能集成到一個單個的音頻檢測器/放大器集成電路620中，從而降低裝配該設(shè)備所需的分立元件的數(shù)目。
圖7是采用繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100的慣性音頻傳遞設(shè)備的內(nèi)視圖。如圖所示，慣性音頻傳遞設(shè)備包括一個內(nèi)置一個印刷電路板806的外殼802，或其它安裝元件的適當(dāng)媒介。安置到印刷電路板806上的是拾音設(shè)備602、繃緊電樞振動脈沖轉(zhuǎn)換器100、檢測放大器集成電路620、音量控制610、靈敏度控制618和電池616以及其它任何所需的分立元件。如圖8所示，提供一個聲音端口804來將聲能耦合到拾音設(shè)備602上。如上所述，慣性音頻傳遞設(shè)備600可用作例如乳突助聽器。超出助聽器佩戴者所設(shè)置的預(yù)定門限的聲音被轉(zhuǎn)換成能耦合到助聽器佩戴者的乳突處理上的觸覺和低電平聲能，從而使基本上音癡的人能通過將聲能傳導(dǎo)到乳突處理、繼而傳導(dǎo)到內(nèi)耳而聽到聲音。
圖9是采用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的便攜通信設(shè)備的電氣框圖。在解碼器/控制器906的控制下，電池節(jié)能開關(guān)918周期性地充電，向接收機(jī)904供電。在向接收機(jī)904供電時，由天線910截取的發(fā)射編碼消息信傳送合到接收機(jī)904的輸入上，然后該接收機(jī)以本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式接收并處理所截取的信號。實際上，截取的編碼消息信號包括標(biāo)記消息信號所要送往的便攜通信設(shè)備的地址信號。接收的地址信號連接到解碼器/控制器906的輸入上，它將接收的地址信號與存儲在代碼存儲器908內(nèi)的預(yù)定地址相比較。當(dāng)接收的地址信號與存儲的預(yù)定地址相匹配時，接收該消息信號，且該消息存儲在消息存儲器912中。解碼器/控制器還產(chǎn)生一個連接到象壓電或電磁轉(zhuǎn)換器這樣的可聽告警設(shè)備920上以產(chǎn)生一個表明接收到消息的告警許可信號。同樣告警許可信號可連接到一個象繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100這樣的觸覺告警設(shè)備上而如上所述產(chǎn)生提供表明接收到消息的觸覺告警的觸覺能量。便攜通信設(shè)備用戶可重新設(shè)置可聽或觸覺告警，且消息可從消息存儲器912中經(jīng)由提供各種用戶輸入功能的控制914而重新調(diào)出。從消息存儲器912中重新調(diào)出的消息經(jīng)解碼器、控制器906送往象LCD顯示器這樣的顯示器916，在那里將消息顯示給通信設(shè)備用戶看。
總之，以上描述了一個繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100，它能有效地將在繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的共振頻率上/或附近產(chǎn)生的離散頻率或振動頻率電輸入信號轉(zhuǎn)換成高電平的觸覺能量。觸覺能量的產(chǎn)生是在與常規(guī)發(fā)動機(jī)驅(qū)動觸覺告警設(shè)備相比為非常低的電流消耗上實現(xiàn)的。當(dāng)繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100工作于繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100的共振頻率之上的頻率上時，繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100可描述成一個將聲能有效地轉(zhuǎn)換成象如上所述在慣性音頻傳遞設(shè)備中傳遞音頻信號所需的低電平觸覺能量的繃緊電樞共振脈沖轉(zhuǎn)換器100。
權(quán)利要求
1.一種繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，包括一個電樞，包括上下非線性共振吊件，每個吊件包括一對圍繞一個鄰接平面中心區(qū)域?qū)ΨQ連接并進(jìn)而連接到一對鄰接平面圓周區(qū)域上的并置平面復(fù)合梁；一個電磁驅(qū)動器，連接到圍繞所述鄰接平面圓周區(qū)域?qū)Φ乃錾舷路蔷€性共振吊件上，所述電磁驅(qū)動器用于根據(jù)一個輸入信號影響一個交變電磁場；和一個懸浮在圍繞所述鄰接平面中心區(qū)域的所述上下非線性共振吊件之間、并耦接到所述交變電磁場上用于根據(jù)它來產(chǎn)生所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動的磁運(yùn)動塊，所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過所述上下非線性共振吊件和所述電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成動能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述上下非線性共振吊件提供一個垂直于所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動的回復(fù)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述并置平面復(fù)合梁對各包括至少兩個獨立的同心拱式梁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述至少兩個獨立的同心拱式梁呈現(xiàn)大體等同的彈性比率(K)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述至少兩個獨立的同心拱式梁包括一個具有第一平均(mean)尺寸的內(nèi)拱式梁和至少一個具有第二平均(mean)尺寸的外拱式梁，其中所述第二平均(mean)尺寸大于所述第一平均(mean)尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁為圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述內(nèi)拱式梁具有第一中間梁寬度，且其中所述至少一個外拱式梁具有第二中間梁寬度，其中所述第二中間梁寬度大于所述第一中間梁寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁具有一個功能梁長度，且其中第一中間梁寬度和所述第二中間梁寬度在所述功能梁長度上是均勻的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁用一個半徑基本大于所述第二中間梁寬度的鑲條融合到所述鄰接平面中心區(qū)域和所述鄰接平面圓周區(qū)域中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述磁運(yùn)動塊包括第一和第二永久磁鐵，各產(chǎn)生一個具有預(yù)定的南北磁場取向的永久磁場；和一個用于安置所述第一和第二永久磁鐵、使得每個所述第一和第二永久磁鐵的所述預(yù)定的南北磁場取向相對的磁鐵座。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中各所述并置平面復(fù)合梁對提供一個由所述并置平面復(fù)合梁對固定的孔，且其中所述磁鐵座包括在其中形成的、使得部分所述磁鐵座自由通過所述孔從而增加所述磁運(yùn)動塊相對所述上下非線性共振吊件的交替運(yùn)動的成形通路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，其中所述輸入信號是亞聲頻電信號，且其中所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過所述上下非線性共振吊件和所述電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成觸覺能量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器，還包括一個用于容納并提供安放所述電樞、所述電磁驅(qū)動器和所述磁運(yùn)動塊的外殼。
14.一種慣性音頻傳遞設(shè)備，包括一個繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器，包括一個電樞，包括上下非線性共振吊件，每個吊件包括一對圍繞一個鄰接平面中心區(qū)域?qū)ΨQ連接并進(jìn)而連接到一對鄰接平面圓周區(qū)域上的并置平面復(fù)合梁；一個電磁驅(qū)動器，連接到圍繞所述鄰接平面圓周區(qū)域?qū)Φ乃錾舷路蔷€性共振吊件上，所述電磁驅(qū)動器用于根據(jù)一個輸入信號影響一個交變電磁場；和一個懸浮在圍繞所述鄰接平面中心區(qū)域的所述上下非線性共振吊件之間、并耦接到所述交變電磁場上用于根據(jù)它來產(chǎn)生所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動的磁運(yùn)動塊，所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過所述上下非線性共振吊件和所述電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成聲能；和一個外殼，用于容納所述繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器，和用于傳遞聲能。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述上下非線性共振吊件提供一個垂直于所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動的回復(fù)力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述并置平面復(fù)合梁對各包括至少兩個獨立的同心拱式梁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述至少兩個獨立的同心拱式梁呈現(xiàn)大體等同的彈性比率(K)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述至少兩個獨立的同心拱式梁包括一個具有第一平均(mean)尺寸的內(nèi)拱式梁和至少一個具有第二平均(mean)尺寸的外拱式梁，其中所述第二平均(mean)尺寸大于所述第一平均(mean)尺寸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁為圓形。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述內(nèi)拱式梁具有第一中間梁寬度，且其中所述至少一個外拱式梁具有第二中間梁寬度，其中所述第二中間梁寬度大于所述第一中間梁寬度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁具有一個功能梁長度，且其中第一中間梁寬度和所述第二中間梁寬度在所述功能梁長度上是均勻的。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述內(nèi)拱式梁和所述至少一個外拱式梁用一個半徑基本大于所述第二中間梁寬度的鑲條融合到所述鄰接平面中心區(qū)域和所述鄰接平面圓周區(qū)域中。
23.根據(jù)權(quán)利要求14的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述磁運(yùn)動塊包括第一和第二永久磁鐵，各產(chǎn)生一個具有預(yù)定的南北磁場取向的永久磁場；和一個用于安置所述第一和第二永久磁鐵、使得每個所述第一和第二永久磁鐵的所述預(yù)定的南北磁場取向相對的磁鐵座。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中各所述并置平面復(fù)合梁對提供一個由所述并置平面復(fù)合梁對固定的孔，且其中所述磁鐵座包括在其中形成的、使得部分所述磁鐵座自由通過所述孔從而增加所述磁運(yùn)動塊相對所述上下非線性共振吊件的交替運(yùn)動的成形通路。
25.根據(jù)權(quán)利要求14的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述外殼提供與人的乳突處理的物理連接，且其中所述慣性音頻傳遞設(shè)備還包括一個接收聲音信號并將聲音信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的話筒；和一個具有預(yù)定放大系數(shù)的放大器，用于放大模擬信號，以產(chǎn)生一個連接到所述電磁驅(qū)動器上以提供輸入信號的放大模擬信號，從而由所述外殼將聲能傳遞給乳突處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的慣性音頻傳遞設(shè)備，還包括一個連接到所述放大器、用于控制所述放大器的預(yù)定放大系數(shù)的第一控制。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的慣性音頻傳遞設(shè)備，還包括一個用于選擇性地濾波聲音信號內(nèi)出現(xiàn)的亞聲頻頻率的高通濾波器。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的慣性音頻傳遞設(shè)備，還包括一個用于檢測聲音信號的出現(xiàn)并用于根據(jù)它產(chǎn)生功率控制信號的聲音檢測電路；和一個響應(yīng)于功率控制信號、用于在產(chǎn)生功率控制信號時從一個電池向所述放大器供電的功率控制電路。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的慣性音頻傳遞設(shè)備，其中所述功率控制電路具有一個產(chǎn)生功率控制信號的預(yù)定門限電平，且所述慣性音頻傳遞設(shè)備還包括一個連接到所述聲音檢測器電路、用于控制產(chǎn)生功率控制信號的預(yù)定門限電平的第二控制。
30.一種通信設(shè)備，包括一個用于接收并解調(diào)包括至少一個地址信號的編碼消息信號并用于從中導(dǎo)出解調(diào)地址信號的接收機(jī)；一個連接到所述接收機(jī)、用于解調(diào)解調(diào)地址信號并用于根據(jù)與預(yù)定地址匹配的解調(diào)地址信號而產(chǎn)生一個告警信號的解碼器；和一個響應(yīng)于所產(chǎn)生的告警信號的繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器，所述繃緊電樞共振慣性轉(zhuǎn)換器包括一個電樞，包括上下非線性共振吊件，每個吊件包括一對圍繞一個鄰接平面中心區(qū)域?qū)ΨQ連接并進(jìn)而連接到一對鄰接平面圓周區(qū)域上的并置平面復(fù)合梁；一個電磁驅(qū)動器，連接到圍繞所述鄰接平面圓周區(qū)域?qū)Φ乃錾舷路蔷€性共振吊件上，所述電磁驅(qū)動器用于根據(jù)所產(chǎn)生的告警信號影響一個交變電磁場；和一個懸浮在圍繞所述鄰接平面中心區(qū)域的所述上下非線性共振吊件之間、并耦接到所述交變電磁場上用于根據(jù)它來產(chǎn)生所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動的磁運(yùn)動塊，所述磁運(yùn)動塊的交替運(yùn)動通過所述上下非線性共振吊件和所述電磁驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成觸覺能量；因此所產(chǎn)生的觸覺能量提供一個提醒接收到編碼消息信號的觸覺告警。
全文摘要
一種繃緊電樞、共振脈沖轉(zhuǎn)換器(100)包括一個電樞(12)，包括上(14)下(16)非線性共振吊件，每個吊件包括至少兩個圍繞一個鄰接平面中心區(qū)域(210)對稱連接并進(jìn)而連接到兩個鄰接平面圓周區(qū)域(212，214)上的并置平面復(fù)合梁(202，204和206，208)，一個電磁驅(qū)動器(24，26)，連接到圍繞兩個鄰接平面圓周區(qū)域(212，214)的上下非線性共振吊件(14，16)上，電磁驅(qū)動器(24，26)根據(jù)一個輸入信號影響一個交變電磁場，且一個懸浮在圍繞鄰接平面中心區(qū)域(210)的上下非線性共振吊件(14，16)之間、并耦接到交變電磁場上用于根據(jù)它來產(chǎn)生磁運(yùn)動塊(18)的交替運(yùn)動的磁運(yùn)動塊(18)，磁運(yùn)動塊(18)的交替運(yùn)動通過上下非線性共振吊件(14，16)和電磁驅(qū)動器(24，26)轉(zhuǎn)換成動能。
文檔編號B06B1/02GK1164304SQ95196283
公開日1997年11月5日 申請日期1995年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月17日
發(fā)明者歐文·哈羅德·霍爾登, 查爾斯·W·蒙尼, 杰拉爾德·歐格內(nèi)·布林克利, 約漢·M·邁吉 申請人:摩托羅拉公司