可调整的轨道不平衡补偿轨道式振动器

摘要

本发明提供一种轨道式振动器设备，其包含第一轴(12)，所述第一轴在第一端连接到第一轴承组合件(18)且在另一端连接到基座部分。所述第一轴(12)可围绕第一轴轴线转动，且连接到马达(26)。第二轴(26)具有在一端在所述基座部分上的轴承组合件(32)及在另一端的平台(44)，且与所述第一轴(12)平行对准且从所述第一轴偏移一距离。平衡物转子组合件(38)耦合到所述基座部分，且通过带转动，所述带由连接到平衡物马达(25)的转动轴的滑轮驱动。所述平衡物组合件(38)包含两个平衡物轴承(41)，每一者具有平衡物楔(40)。所述平台还包含使物体固定到那里的支撑件。在使用中，随着所述平衡物转子转动，所述第二轴(26)、第二轴承组合件(32)及平台(44)描绘具有直径2R的圆形轨道。

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张标题为“可调整的轨道不平衡补偿轨道式振动器(ADJUSTABLE  ORBIT IMBALANCE COMPENSATING ORBITAL SHAKER)”的扎米沃咯斯基 (Zamirowski)等人在2011年5月24日申请的第13/114,280号美国申请案的优先权，所 述申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及轨道式振动器设备，且更特定来说，涉及用于降低通常由在平衡 物与在平台上的烧瓶或其它容器的负载之间的静态不平衡导致的不稳定性的设备，及用 于改变所述振动器的轨道直径的设备。

背景技术

轨道式振动器设备是尤其用于科学应用或混合或搅拌容器中的混合或搅拌装置，所 述容器例如在平台上的持有各种液体的烧杯或烧瓶。明确地说，轨道式振动器以一方式 平移平台，使得在平台的上表面上的所有点(在X-Y平面中)以具有共同半径的圆形路径 移动。大体来说，烧杯、烧瓶和其它容器附接到所述平台的所述上表面，使得含在其内 的液体围绕所述容器的内侧壁漩涡运动以增加混合及增加所述液体与本地气体环境之 间的相互作用或交换。按照惯例地，以轨道式平移驱动所述平台的设备包含一个或一个 以上垂直轴，所述一个或一个以上垂直轴被在最上面轴的上端上具有偏移或曲柄的马达 驱动，使得上轴的轴线以具有由所述轴中的偏移确定的半径的圆移动，即，通过“曲柄 行程”。一个或多个上轴经由轴承连接到平台的下侧以断开在所述上轴与平台之间的转 动运动。

在操作中，在偏移或曲柄行程之上的轴的质量、具有其安装硬件及由被填充的烧瓶 或容器组成的负载的平台以及将所述容器固持到所述平台的夹子或紧固件全部以从动 轴在具有等于曲柄行程的半径的圆中的转动速度平移。在所述容器内的液体的质量以具 有等于曲柄行程加上从所述容器的中心到包含在所述容器内的液体的质心的距离的直 径为圆中的轴转动速度平移。

来自总轨道转动质量造成的力常常可引起振动器的底部的运动，这可将额外的运动 分量叠加到容器内的液体中，且导致不想要的扰动或飞溅。此些力还可引起所述底部单 元沿着其支撑表面移动或“行走”。

为了降低此运动，必须增加非转动支撑结构的质量以抵制由转动质量产生的力。这 导致简单地增加振动器的总重量来解决稳定性的不想要的效果。另外，已使用平衡物以 对抗或补偿从轨道转动质量产生的力。

举例来说，弗里德曼等人的标题为“用于振动器设备的平衡物系统(Counterweight  System for Shaker Apparatus)”的第3,430,926号美国专利描述抵消由转动平台产生的不 平衡物的围绕轴定位的多种固定平衡物的使用。

Rode的标题为“动态平衡的轨道式振动器(Dynamically Balanced Orbital Shaker)” 的第5,558,437号美国专利通过在曲柄臂的平面中定位各种固定的质量使得它们的质量 及防置恰好抵消转动平台的质量贡献的效果而解决了静态及动态不平衡的问题。

同样地，Hawrylenko的标题为“振动器”的第EP1854533号欧洲专利申请案描述曲 柄布置，其中两个平衡质量可径向地及垂直地调整以用于补偿给定加载条件。

此些布置全部不合意地需要垂直地以及径向地选择特定质量及位置，其根据平台负 载条件而变化。另外，为了静态及动态地校正较大质量不平衡，此些装置要求相当大的 空间来将校正重量放置在相对于平台负载的适当位置，且还增加了总产品重量。

Nickel等人的标题为“用于振动容器中提供的液体的振动装置”的第6,106,143号 美国专利提供通过沿着轴线径向地推进或缩回质量来调整静态平衡物以补偿平台负载 范围的手段。平衡物的质心与转动的轴线之间的距离增加或降低，且因此产生增加或降 低的平衡补偿的量。这是对于适度平台负载的实用性解决方案，但对于提供较大动态补 偿范围不是可行的。举例来说，如果选择较大平衡物质量，那么其可不会定位于足够靠 近转动的轴线以实现最小平衡补偿。如果选择较小平衡物，那么将其定位足够远离转动 的轴线以平衡较大平台负载而不使用相当大的额外空间是困难的。而且，此装置不向用 户提供有害的不稳定性(其将要求补偿调整)的开始即将到来的任何反馈。

Manera等人的序列号第US2008/0056059号美国专利申请案公开案描述使用振动传 感器以检测不平衡的加载条件及将振动速度降低到稳定量值，但其不提供调整轨道式振 动器的平衡物的手段或可应用以实现需要的速度的过程。

在其它技术领域存在通过使用具有重量的两个臂而使用平衡头端来校正转子不平 衡的转动装备。可见，举例来说，机械振动，J.P.Den Hartog1934，pp.236-237 ISBN 0-486-64785-4。然而，轨道式振动器常常不同，因为平台负载不仅包含静态质量分量， 而且包含动态分量，也就是说在烧瓶或其它容器中的流体。取决于容器的几何形状、容 器内的流体量、振动器的轨道直径及振动器的速度(取决于操作条件，这可引起不同量的 所得平衡补偿)，此流体产生可变的不平衡。另外，自动平衡技术(借以平衡质量迁移到 正确位置以使振动最小化)大体上不适用于轨道式振动器，那是因为轨道式振动器比实现 这些技术所需的临界速度慢得多来操作。

用于轨道式振动器的偏心距通常通过精确地制造单一组件而固定。在两个偏心轴颈 之间的偏移定义轨道半径。此半径不可调整。通过将两个轴颈分离成独立的轴承外壳， 其转动中心可固定在相对于彼此的不同的偏心偏移处，来调整偏心距，这是现有技术中 已知的方法，例如，举例来说Kuehner振动器。已实现的是在连续可变的范围内手动或 自动调整偏心距的构件。此外，对于给定平台负载的偏心距的变化引起对其进行补偿所 需的平衡物的量的改变。因此，需要同时组合调整偏心距的能力与调整补偿平衡物的能 力。

轨道式振动器装置提供有害的不稳定(其将要求补偿调整)的开始即将到来的反馈给 用户，或在振动器具有自动调整的情况下提供所述反馈给其控制器也是需要的。

在不要求不合理的大小或重量的装置的情况下，提供能够使用中等大小的平衡物来 平衡大的平台的轨道式振动器也是需要的。

发明内容

本发明的一方面提供轨道式振动器设备，其包含具有基座部分的围绕第一轴线可转 动的第一轴、接收所述第一轴且安装到振动器底盘的第一轴承组合件、围绕从所述第一 轴线偏移的第二轴线可转动的第二轴，且包含平台部分，接收所述第二轴的第二轴承组 合件，安装在所述第一轴的所述基座部分与所述第二轴的所述基座部分之间的平衡物转 子组合件，所述平衡物转子组合件围绕所述第一轴径向地延伸。平台连接到所述第二轴 的所述轴承组合件，以便所述平台的转动以轨道式方式围绕所述第一轴线发生。两个相 等的平衡物定位在平衡物转子组合件中，所述平衡物具有固定径向位置但以圆周方向可 调整以促进可变的平衡物平衡，使得可实现在平台负载与围绕第一轴轴线的平衡物之间 的静态平衡。还提供的是检测平台负载与平衡物之间的静态不平衡的手段。

在本发明的另一方面中，这些特征允许用户响应于系统的显而易见的不平衡或由轨 道式振动器控制器提供的信息而调整平衡物的位置，以使静态不平衡最小化或使其降低 到可接受的水平。

另外，放置在第一及第二轴的基座部分之间的滑动连接件允许通过相对于彼此移动 轴轴线而调整偏心轨道。

在本发明的另一方面中，致动器及传感器可添加到所述系统，其在控制器的指导下 允许响应于经检测的静态不平衡而自动调整平衡物，以及将所述偏心轨道自动调整到用 户指定的距离。

附图说明

据信为本发明特征的新颖特点在所附权利要求书中陈述。然而，本发明自身以及最 佳使用模式、其进一步目的及优势将在结合附图阅读时参考下文说明性实施例的详细描 述而最好地理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的描绘组件的一股布置的示意性高程剖面图。

图2是图1中描绘的本发明的实施例的顶视图。

图3A是根据本发明的实施例的为了简要说明而移除了平台的平衡物转子组合件的 顶视图，以说明使用平衡物楔进行不平衡补偿的原理。

图3B是根据本发明的实施例的平衡物移动到另一位置的平衡物转子组合件的另一 顶视图。

图3C是根据本发明的实施例的平衡物移动到另一位置的平衡物转子组合件的另一 顶视图。

图4是根据本发明的实施例的说明手动调整平衡物楔时涉及的组件的转子组合件的 等距视图。

图5是根据本发明的实施例的说明用于调整平衡物楔的替代实施例的转子组合件的 等距视图，且包含用于自动平衡物调整的马达的视图。

图6是根据本发明的实施例的描绘于图5中的实施例的顶视图。

图7A是根据本发明的实施例的分别展示手动调整偏心偏移的方法及调整棒的末端 的细节的平衡物转子组合件的立面横截面图。

图7B是根据本发明的实施例的分别展示手动调整偏心偏移的方法及调整棒的末端 的细节的平衡物转子组合件的立面横截面图。

图8说明根据本发明的实施例的对于加载及操作条件的范围的加速度参数的典型观 测值。

图9是根据本发明的实施例的用于手动调整平衡物及偏心轨道系统的操作的流程 图。

图10是根据本发明的实施例的用于手动可调整实施例的电子元件的系统框图。

图11展示根据本发明的实施例的用于自动调整轨道式振动器的轨道直径的偏心致 动器的细节图。

图12是根据本发明的实施例的用于自动调整平衡物及偏心轨道系统的系统框图。

图13是展示根据本发明的实施例的供应电力及传送电信号到转子及从转子供应电 力及传送电信号的感应耦合的位置的转子组合件的立面横截面图。

图14提供根据本发明的实施例的用于自动调整偏心偏移及平衡物楔的过程流程图。

图15是根据本发明的实施例的自动平衡物调整例程的进一步图形说明。

图16是根据本发明的实施例的用于手动固定及调整平衡物位置的方法的等距视图。

图17是根据本发明的实施例的用于手动固定及调整平衡物位置的方法的等距视图。

具体实施方式

为说明及描述，已呈现本发明的说明书，但是不希望为详尽的或将本发明限制为所 揭示的形式。在不脱离本发明的范围及精神的情况下，对于所属领域的普通技术人员来 说许多修改及变化将是显而易见的。

根据说明本发明的不同图，在此描述过程期间，相同的数字将用于识别相同的元件。

本发明有利地提供同时具有调整偏心距及调整补偿平衡物的能力的轨道式振动器。

本发明还有利地提供一种轨道式振动器，其提供有害的不稳定性(其将要求补偿调整) 的开始即将到来的反馈给用户，或在具有自动调整的振动器的情况下提供所述反馈给其 控制器。

本发明还提供一种轨道式振动器，其能够在不要求不合理大小及重量的装置的情况 下使用中等大小的平衡物来平衡较大平台。

图1说明发明10的优选实施例，其允许手动调整平衡物及偏心曲柄行程。此实施 例包含第一轴12及第一轴承组合件18，第二轴26及第二轴承组合件32，轴滑杆42及 平衡物转子组合件38。还包含在内的是第一轴承外壳20及第一轴轴承22，以及第二轴 基座部分30，第二轴承外壳34及第二轴轴承36。

第一轴承组合件18优选刚性耦合到振动器底盘24，因此被制止转动。第一轴12通 过轴承连接到第一轴承组合件18，使得其围绕第一轴轴线14而自由转动。第一轴12的 基座部分16刚性耦合到平衡物转子组合件38，在图2中可见，使得所述转子可随着第 一轴12一致地转动。

如图2中可见，平衡物转子组合件38位于中心，且通过带29转动，带29由连接 到安装到底盘24的马达25的转动轴的滑轮27驱动。转子由具有在下部边缘围绕其圆 周的滑轮凹槽37的滚筒组成。此滚筒具有中心凸起的区域，这形成基架39。此基架部 分刚性耦合到第一轴12。

平衡物转子组合件38还含有附接到平衡物楔40的两个平衡物轴承41。平衡物轴承 41围绕转子组合件基架而自由转动，但被在基架39上的盖43制止垂直运动。

用于支撑待振动的烧瓶46或其它容器(未描绘)的平台44安装到第二轴轴承组合件 32。平台44组合件可进一步细分成子平台，其经加强以得到刚度，且连接到第二轴承 组合件32以及安装烧瓶的托盘。在其中轨道式振动器封闭在具有门以维持被搅动样品 所暴露于的气氛的柜中的典型情况中，子平台及托盘可通过可锁定的线性导轨连接，使 得所述托盘可移动到较靠近用户的更符合人体工程学的可接受的位置。

第二轴轴线28从第一轴轴线14偏移距离R。随着平衡物转子38转动，第二轴26 及第二轴承组合件32描绘围绕第一轴轴线14的具有直径2R的圆轨道。平台44通过此 偏移以及其到挠曲组合件48的连接而被约束于圆形轨道。挠曲组合件48是典型的叶片 弹簧连接，以使平台的剩余自由度限于纯转动。挠曲弹簧对彼此正交且被约束，使得它 们可仅以一个方向移动，例如左/右或前/后。一对连接到平台44，而另一对连接到底盘 24。两对通过刚性机械框架连接且保持彼此正交。为了简洁起见，为了使所有弹簧固定 在一个平面中，且为了增加在较长平台方向中弹簧的轴向刚度及消除悬臂，在前/后方向 上移动的叶片弹簧在它们的末端连接到底盘，且在中间连接到机械框架。

在替代实施例中，平台的非约束的自由度是被安装在平台44与底盘24之间的至少 两个额外的偏心轴及轴承组合件(未描绘)限制，如在三个一组的偏心轴承外壳设计中的 典型情况。

图3A、3B及3C说明各种系统负载的示范性分布及本发明借以实现静态平衡的方 法。一股来说，单一平衡物经选择以平衡由死及活的平台负载产生的静态运动。所述死 负载定义为总系统质量的刚性耦合到转动平台的部分。所述活负载定义为总系统质量的 被装入转动平台上的容器中且通常为液体溶液的部分。来自平衡物的必需的静态平衡可 表达为转矩(in-1b)，且通过将垂直方向的重量乘以重量的动作线与第一轴轴线14之间的 距离而确定。对于所述死负载，这简化为作用在轨道半径R处的垂直定向的力。对于所 述活负载，其是基于搅动速度、媒介容器的几何形状(例如，通常一锥形烧瓶)及容器的 流体量或填充水平而作用在比R大的轨道处的垂直定向的力。因为活及死负载重量及位 置可根据用户的需要而变化，所以作用于固定位置处的单一平衡物可仅静态地平衡一个 加载条件。

代替单一固定的平衡物，本发明的一个方面是将此组件分为两个相等的平衡物楔 40，所述平衡物楔可围绕转子组合件38而圆周地平移。此特征的益处可从转子组合件 的顶视图中最好的观察。

图3A说明活负载L、死负载D的相对位置，及平衡物楔的个别质心C1及C2。垂 直线是通过轴轴线14、28的对称平面。距离R、RL及Rc分别是死负载、活负载及平 衡物的静力矩距离。为了在平台负载与平衡物之间提供静态平衡，必须满足以下等式：

(1)D X R+L X RL＝Rc X(C1+C2)

其中D＝死负载重量，L＝活负载重量，且C1及C2是个别平衡物楔的重量。

有效平衡贡献可认为是个别楔的质量乘以距转子的第一轴的转动轴线的距离的总 和。随着每一平衡物楔移动，其质心也移位。随着楔一致地彼此远离移动，两者的组合 的有效质心朝向转子的中心滑动。这减小了平衡物的质量作用的力矩臂，如图3B中展 示，其中Rc＜Rc max，且因此降低静态平衡贡献。在极端情况中，如图3C所示，Rc收 缩到零，且两个平衡物抵消彼此的贡献，因此无论如何均不提供静态平衡。

对于给定轨道式振动器，平衡物质量经设计使得Rc max X(C1+C2)大于或等于R、 RL、D及L的最大条件。基于此，将一直存在可为任何加载条件提供适当的静态平衡的 平衡物位置。

因为平台负载及平衡物轨道在不同的水平面中，所以它们产生不能被两个上文提到 的平衡物楔补偿的动态不平衡。在本发明的实施例中，第二组平衡物可在不同的垂直平 面中添加到系统，且以此方式经调整以补偿所述动态不平衡。这些重量将安置在相对于 第一轴轴线14与第二轴轴线28相同的方向，且可经设定大小以容纳所需范围的平台负 载。

图16及17说明实施例，其中平衡物的位置是固定的和手动调整的。在此实施例中， 转筒47被取消，且位置标记或阶度92应用到刚性耦合到转子38的支架94。此支架94 还具有围绕圆周周期性地间隔的整体槽、凹槽96或齿。具有包含弹簧88及销90的弹 簧销组合件82的指示器86刚性耦合到平衡物C1、C2。所述弹簧销直径经设定大小以 使得其可啮合整体槽/凹槽/齿96。当按压手柄84时，销90从凹槽96移位，且平衡物 C1、C2可如在其它实施例中自由转动。当释放手柄84时，弹簧88迫使销90进入槽96 中的一者中且固定平衡物C1、C2的位置。这消除了对于在其它实施例中描述的锁定螺 栓的需要。此实施例还允许从转子38的侧面而不是从转子38的上方手动调整平衡物 C1、C2。

对于手动调整平衡物楔的位置存在若干替代方案。图4中说明本发明的示范性实施 例，其中平衡物楔被平衡物轴承41及到转筒47的肩螺栓49连接件垂直支撑。如先前 描述，平衡物楔径向地及垂直地被约束，但可以圆周转动形式自由移动。肩螺栓连接件 穿过滚筒中的槽51，使得通过拧紧螺栓49及压紧背衬垫圈53，平衡物可保持在沿着槽 51的任何圆周位置。槽51可具有邻近于其的标记或阶度，以协助用户根据平台负载而 选择平衡物40的正确位置。在替代实施例中，对于较简单的调整，螺栓51可被拖钩或 压紧闩代替。在操作中，用户可容易地松开平衡物螺栓以允许自动转动，根据负载要求 而对两个平衡物楔做出调整，且拧紧螺栓以固定平衡物的位置。

图5及6说明本发明的用于手动调整平衡物楔的位置的另一示范性实施例。在此实 施例中，齿轮63添加到平衡物轴承41，且齿轮组64添加到平衡物转子38。齿轮组的 输入轴65被垂直定向，且在平台44中通过洞33可接近。齿轮组64与平衡物齿轮63 啮合，且经设计使得平衡物在彼此相反的方向上转动。均匀隔开的标记或阶度67添加 到上平衡物轴承环41，且凹口61放置在轴承盖43中，使得在调整期间这些标记可被用 户看见。通过顺时针或逆时针转动输入轴65，平衡物圆周移动得彼此更靠近或更远离， 且因此增加或降低不平衡补偿的量。在此实施例中，平衡物40是通过辊或低摩擦材料 而不是到转筒47的肩螺栓49连接件而被垂直支撑。

为了解决对于有效搅动平台上的烧瓶及其它样品的范围的变化的用户要求，可调整 曲柄行程/偏心偏移尺寸R。这将改变必要的平衡物补偿的量，因为有效径向负载将随着 修改R而增加或降低。因此，允许调整曲柄行程必须必然涉及能够从平衡物调整静态平 衡校正。在实施例中，本发明提供此偏心调整，如图7A及7B所说明。

图7A展示具有从第一轴轴线14偏移的第二轴线28的第二轴26刚性耦合到轴滑杆 42。轴滑杆42具有有螺母45的凸缘，所述螺母具有垂直于所述第二轴轴线28且平行 于所述轴滑杆的可允许行进方向而定向的主轴线。轴滑杆42受转子基架39中的凹处横 向约束且受轴承盖43垂直约束。在替代实施例中，楔形滑杆可代替轴滑杆42。轴滑杆 42具有两个销35，用以在它们与轴承盖抵触时提供强制行进停止。轴滑杆42的螺纹螺 母45部分连接到用作导螺杆的螺纹棒58。棒58被具有卡环59的转筒47俘获，使得所 述棒可转动但不能平移。因此，随着棒58转动，轴滑杆42在径向方向上在其行进限度 内自由移动。此径向行进使第一及第二轴轴线14、28移位成彼此更靠近或进一步远离， 这导致增加或降低的偏心曲柄行程R。止动螺母60在拧紧时在操作所述轨道式振动器 期间阻止所述棒转动，这将改变轨道半径。可在平台44上提供标度，用于为用户指示 当前的偏心偏移，或可基于螺距使棒58的转数与此偏移距离相关。

为了检测不良静态不平衡的开始，本发明的实施例要求额外的元件。优选实施例并 入有安装到轨道式振动器的底盘24的加速度计54。此加速度计54在三个主要方向X、 Y、Z对静态及动态不平衡敏感。当操作轨道式振动器时，监视电子控制器56从轴线读 取输出信号，且计算加速度参数，其可定义为如下：

(2)       加速度参数＝((X-accel)+(Y-accel)²+(Z-accel)²)^1/2

被控制器56允许的此参数的容许限度(在下文中“稳定性限度”)将取决于负载要 求、质量及轨道式振动器的几何形状而变化。图8提供对于加载及操作条件范围的典型 观测到的加速度参数的值的演示。图表展示测得的加速度参数对平衡物角度，其中增加 的角度与增加的不平衡补偿对应。

对于给定加载条件及速度的加速度参数的测得的值大致是抛物线。此抛物线的一部 分位于稳定性限度以下且被称为稳定性地带。在此稳定性地带内的任何经选择的平衡物 角度将产生可接受的操作。稳定性地带随着增加的速度而降低，且抛物线的最小值随着 增加的平台负载而增加，因为动态不平衡的量值增加。而且，典型地对于给定加载条件 的抛物线的最小值在针对较高速度操作的稳定性地带内。

图9提供根据本发明的实施例的用于手动调整平衡物及偏心轨道系统的操作的示范 性流程图90。在本发明的实施例中，用户首先调整偏心轨道92。接着，通过用户接口 55，例如(举例来说)触摸屏，用户指定偏心偏移、平台/烧瓶配置及需要的速度(RPM)94。 因为控制器56监视不稳定性的开始，所以除了减少手动调整平衡物到正确位置所必要 的时间，不需要提供平台信息。控制器56接着计算第一平衡物位置96，且用户使用前 述方法调整平衡物到此位置98。控制器启动马达25且增加速度100，同时监视加速度 参数102。只要此参数不超过稳定性限度104，速度便增加直到实现需要的速度106。如 果参数超过稳定性限度，那么停止马达108，且控制器修正其对于适当的平衡物位置的 计算96。

图12描述对于手动调整及监视平衡物及偏心曲柄行程的示范性系统框图120。除了 需要此些组件用于手动调整及监视，可添加元件用于感测及致动平衡物及偏心偏移。

图10提供用于本发明的各种实施例的示范性系统框图110。将理解主控制器56包 含至少一个处理器及相关联的计算机存储器(未描绘)，其特别经配置以执行所描述的功 能性。处理器领域的技术人员明白使用各种操作系统及存储器配置的各种替代性处理器 可用于实施所描述的系统及方法。经由用户接口55，用户可访问主控制器56。用户接 口55至少包含提供信息给用户的显示器及允许用户对控制器56进行指令及数据通信的 键盘或其它输入装置。在本发明的优选实施例中，用户接口55是触摸屏。经由感应静 态耦合66/感应转动耦合69，控制器还与马达25、加速度计54、转子PCB57平衡物马 达62、平衡物行进限度传感器(高)78、平衡物行进限度传感器(低)79、平衡物位置传感 器76、偏心致动器72及偏心致动器位置传感器74操作通信。所有实施例的所有电组件， 包含(但不限于)主控制器56、马达25、加速度计54及用户接口55，是由DC电源71 提供电力。经由感应静态耦合66/感应转动耦合69，电力及控制信号还被提供到转子PCB 57平衡物马达62、平衡物行进限度传感器(高)78、平衡物行进限度传感器(低)79、平衡 物位置传感器76、偏心致动器72及偏心致动器位置传感器74。本发明的优选实施例使 用代顿(Dayton)永磁齿轮电动机2L005作为平衡物马达62，用于平衡物位置传感器76 的霍尼韦尔公司HOA1405反射传感器，Firgelli自动线性致动器FA-240-S-12-1″作为偏 心致动器72，及用于感应静态耦合66/感应转动耦合69的MESA系统DON100HE30。 所属电子领域的普通技术人员明白可使用对本发明的各种电子元件提供电力及控制的 替代性手段。还明白可使用对上文列出的优选马达、传感器、致动器及耦合件的替代选 择。

现在描述允许自动调整平衡物及偏心曲柄行程的本发明的优选实施例。为了自动调 整平衡物及偏心曲柄行程，平衡物马达62优选添加到平衡物转子38，如图5中所表明， 用于调整平衡物。平衡物马达62啮合平衡物轴承齿轮63中的一者以使其围绕第一轴轴 线14转动。平衡物齿轮组64确保两个轴承齿轮63一致地反向转动。此反向转动引起 平衡物的反向平移，这是适当的静态平衡所需要的运动。当平衡物达到它们的行进限度 时，限制开关78、79阻止操作齿轮马达。平衡物位置传感器76，例如(举例来说)光学 编码器或安装到平衡物楔中的一者且能够检测平衡物齿轮组64的齿之间的反射性/非反 射性转变的回射传感器，确定平衡物的位置。平衡物马达62经设定大小，使得当转子 加速或减速时平衡物不产生足够的转矩以克服齿轮组及马达的惯性阻力。

为了改变偏心曲柄行程，如图11中致动器72放置在转筒与轴滑杆42之间。此致 动器替代棒58且含有导螺杆，所述导螺杆经设定大小以在没有转动的情况下抵抗由平 台产生的最大向心力，这将改变曲柄行程尺寸R。所述致动器可含有位置传感器74(例 如LVDT或电位计)或与其结合使用，使得可确定致动器的位置且发送到主控制器。

如图13所示，在本发明的实施例中，为了提供电力及控制信号到在离心器上的致 动器，感应性耦合件被放置在转子基架与下部轴外壳之间的空间中。所述耦合件的一半 固定到所述外壳，同时另一半连接到转子。跨越两个组件之间的气隙发射信号及电力。 在其它实施例中，可使用滑动环或导电液耦合而做出此电连接。

图14描述用于自动调整的示范性过程140。在本发明的实施例中，用户输入142需 要的速度及偏心偏移到用户接口55。通过使用偏心致动器72及位置传感器74，控制器 56自动调整偏心偏移到需要的位置144。控制器计算给定偏心偏移时的需要的平衡物起 始位置146。此计算通过使用公式而执行，其中根据图3A，在平衡物楔质心之间的角度 的一半的余弦等于偏心偏移R乘以已知系统死负载，除以总平衡物质量乘以到已知平衡 物质心的固定径向距离的乘积。此位置平衡了系统，忽略任何容器、其内含物以及附接 到平台的安装硬件的额外贡献。接着，通过使用平衡物马达62及行进低限度传感器79， 控制器致动148平衡物到它们的起始位置。接下来，控制器启动振动器马达25且增加 速度到调整限度150，这是平衡物马达62仍能够重新定位平衡物而不超过其转矩/当前 限度的速度。控制器测量152及计算加速度参数，同时增加平衡物的角位置以使加速度 参数最小化154。控制器增加马达速度156，同时检查加速度参数仍在稳定性限度之下 158。如果加速度参数超过稳定性限度，那么控制器接着降低速度且调整平衡物160，且 接着再次增加速度156。否则，振动器达到需要的速度162。

图15图形演示此自动平衡物调整例程。一旦已实现适宜的最小值，则在没有额外 的平衡物调整的情况下，控制器增加马达25速度，且当振动器接近需要的操作速度时 监视稳定性参数。如果超过所述参数，那么控制器降低速度且对平衡物进行进一步的调 整，从而补偿可取决于转动速度而改变量值的活负载不平衡贡献。

为了改进平衡物的定位，负载单元或应变计(未描绘)可安装到偏心调整棒或包含在 偏心致动器中，使得可测量由平台负载产生的向心力。

因此已详细描述本申请案的发明，且参考其说明性实施例，将显而易见的是在不脱 离在所附权利要求书中定义的本发明的范围的情况下修改及变化是可能的。