永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種永磁直線振蕩電機(jī)，包括動(dòng)子部分和定子部分；動(dòng)子部分包括軸和動(dòng)子鐵芯，動(dòng)子鐵芯安裝固定在軸上；定子部分包括初級(jí)鐵芯、永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈，初級(jí)鐵芯上設(shè)置有用于容納永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈的凹槽，第一線圈與所述第二線圈相對(duì)永磁體對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在線圈骨架上，當(dāng)?shù)谝痪€圈和所述第二線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)子部分沿著所述軸的軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型還涉及一種電動(dòng)設(shè)備。本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備，動(dòng)子部分質(zhì)量更輕，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，永磁體不易失磁，電機(jī)運(yùn)行更加可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及振蕩電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)技術(shù)通常采用滾珠絲杠、齒輪、曲柄等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)效率低、機(jī)械可靠性低、維護(hù)困難等。采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，降低了摩擦損耗，減少系統(tǒng)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)，提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。而直線振蕩電機(jī)利用電磁力產(chǎn)生往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，一般用于電動(dòng)牙刷、空氣壓縮機(jī)、剃須刀、照相機(jī)電磁快門(mén)、揚(yáng)聲器、電錘機(jī)、攪拌機(jī)、冷凍機(jī)、縫紉機(jī)、打包捆扎機(jī)、電磁泵等。從運(yùn)動(dòng)方式分，有動(dòng)鐵式、動(dòng)圈式、動(dòng)磁式、動(dòng)圈鐵式、動(dòng)磁鐵式等。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利ZL200610052853.5公開(kāi)了一種直線振蕩電機(jī)，其定子是由二個(gè)定子軸向串接組成的組合定子，繞組互相串聯(lián)，動(dòng)子外圓面上固定有N、S極交替排列的永磁磁鋼。定子線圈通以交流電時(shí)，在線圈中產(chǎn)生N、S極交替振蕩磁場(chǎng)，推動(dòng)永磁磁鋼及動(dòng)子鐵芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上述結(jié)構(gòu)存在不足是永磁體貼于動(dòng)子鐵芯的外表面上，電機(jī)工作時(shí)，線圈磁場(chǎng)會(huì)對(duì)永磁體產(chǎn)生增磁和去磁作用，使得電機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不夠穩(wěn)定可靠，而且動(dòng)子質(zhì)量大。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利ZL201020164959.6公開(kāi)了一種動(dòng)鐵式直線振蕩電機(jī)，其定子鐵軛與定子鐵芯之間裝有永磁體，在定子鐵軛內(nèi)圓周均勻分布4個(gè)定子鐵芯，每個(gè)定子槽上裝有2個(gè)線圈，此結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利ZL200710137599.3公開(kāi)了一種磁阻往復(fù)式直線振蕩電機(jī)，其由兩個(gè)直流電磁鐵的組合實(shí)現(xiàn)，工作時(shí)，用相位不同的脈動(dòng)直流并通過(guò)單極性驅(qū)動(dòng)電路輪流給兩個(gè)線圈供電，使它們產(chǎn)生的工作磁場(chǎng)在電機(jī)的兩端形成來(lái)回變位，可滑動(dòng)圓柱形動(dòng)子則依靠“磁阻最小原理”產(chǎn)生磁阻力，并跟隨電動(dòng)機(jī)兩端來(lái)回變動(dòng)的磁場(chǎng)在空心定子內(nèi)部形成直線往復(fù)運(yùn)行。此結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、推力密度較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的在于提供一種永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備，動(dòng)子部分質(zhì)量更輕，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，永磁體不易失磁，電機(jī)運(yùn)行更加可靠。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]—種永磁直線振蕩電機(jī)，包括動(dòng)子部分和定子部分，所述動(dòng)子部分包括軸和動(dòng)子鐵芯，所述動(dòng)子鐵芯安裝固定在所述軸上；
[0008]所述定子部分包括初級(jí)鐵芯、永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈，所述初級(jí)鐵芯上設(shè)置有用于容納所述永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈的凹槽，所述第一線圈與所述第二線圈相對(duì)所述永磁體對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在所述線圈骨架上；
[0009]當(dāng)所述第一線圈和所述第二線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)子部分沿著所述軸的軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述永磁體設(shè)置在所述凹槽的中心，將所述凹槽等分成兩部分，所述永磁體與所述第一線圈由所述線圈骨架隔離，所述永磁體和所述第二線圈也由所述線圈骨架隔離。
[0011 ] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述永磁體為一整體的環(huán)狀永磁體，其充磁方向?yàn)檩椛鋸较蚍较虺浯牛换蛘咚鲇来朋w為拼接磁環(huán)，充磁方向?yàn)閺较虺浯呕蛘咂叫谐浯拧?br> [0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一線圈和第二線圈均為圓環(huán)形線圈，所述第一線圈和第二線圈串聯(lián)或并聯(lián)連接，且所述第一線圈和第二線圈所產(chǎn)生的磁力線方向一致。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)子鐵芯為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成；
[0014]所述初級(jí)鐵芯也為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的永磁直線振蕩電機(jī)還包括端蓋，所述端蓋的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述端蓋分別設(shè)置在所述初級(jí)鐵芯的兩個(gè)端部，其中至少一個(gè)所述端蓋通過(guò)軸承與所述軸活動(dòng)連接。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的永磁直線振蕩電機(jī)還包括彈性部件，所述彈性部件置于所述端蓋與所述動(dòng)子鐵芯之間，且與所述軸同心。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述彈性部件為壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧或者板彈簧。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述彈性部件的數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)；
[0019]當(dāng)所述彈性部件為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述彈性部件分別設(shè)置在所述動(dòng)子鐵芯的兩側(cè)。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的永磁直線振蕩電機(jī)還包括板彈簧，所述板彈簧的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述板彈簧分別設(shè)置在所述初級(jí)鐵芯的兩個(gè)端部。
[0021 ] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的永磁直線振蕩電機(jī)還包括板彈簧和端蓋；
[0022]所述初級(jí)鐵芯的一端設(shè)置所述板彈簧，另一端設(shè)置所述端蓋，所述端蓋通過(guò)軸承與所述軸活動(dòng)連接。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一線圈和第二線圈的電源為交流電源，所述交流電源為正弦波形或方波波形。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述交流電源的頻率等于或接近所述動(dòng)子部分在軸線方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的諧振頻率。
[0025]還包括一種電動(dòng)設(shè)備，包括永磁直線振蕩電機(jī)，所述永磁直線振蕩電機(jī)為上述任一技術(shù)特征的永磁直線振蕩電機(jī)。
[0026]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0027]本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備，動(dòng)子部分質(zhì)量更輕，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，永磁體不易失磁，電機(jī)運(yùn)行更加可靠；通過(guò)調(diào)整繞組電流幅值可以改變推力大小，進(jìn)而改變振動(dòng)幅值；動(dòng)子部分與彈性部件所組成的彈性部件-質(zhì)量系統(tǒng)的諧振頻率高，使電機(jī)動(dòng)態(tài)特性好，提高電機(jī)的功率密度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)實(shí)施例一的剖面示意圖；
[0029]圖2為幅向環(huán)永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為拼接永磁體的環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)實(shí)施例二的剖面示意圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)實(shí)施例三的剖面示意圖；[0033]圖6為本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)實(shí)施例四的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0035]參照?qǐng)D1至圖6，本實(shí)用新型的永磁直線振蕩電機(jī)101 —實(shí)施例，包括動(dòng)子部分70和定子部分50，動(dòng)子部分70包括軸I和動(dòng)子鐵芯2，動(dòng)子鐵芯2安裝固定在軸I上。
[0036]定子部分50包括初級(jí)鐵芯3、永磁體4、線圈骨架5、第一線圈61和第二線圈62，初級(jí)鐵芯3上設(shè)置有用于容納永磁體4、線圈骨架5、第一線圈61和第二線圈62的凹槽12，第一線圈61與第二線圈62相對(duì)永磁體4對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在線圈骨架5上，當(dāng)?shù)谝痪€圈61和第二線圈62通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)動(dòng)子部分70沿著軸I的軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第一線圈61和第二線圈62的電源為交流電源，所述交流電源為正弦波形或方波波形。優(yōu)選地，所述交流電源的頻率等于或接近動(dòng)子部分70在軸I的軸線方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的諧振頻率。
[0037]作為一種可實(shí)施方式，永磁體4設(shè)置在凹槽12的中心，將凹槽12等分成兩部分，永磁體4與第一線圈61由線圈骨架5隔離，永磁體4和第二線圈62也由線圈骨架5隔離。
[0038]其中，永磁體4為一整體的環(huán)狀永磁體，如圖2所示，其充磁方向?yàn)檩椛鋸较蚍较虺浯?；?dāng)然，永磁體4也可為拼接磁環(huán)，由多段圓弧狀磁體拼接成圓環(huán)形的永磁體4，如圖3所示，充磁方向?yàn)閺较虺浯呕蛘咂叫谐浯?。其中，磁力線發(fā)出和進(jìn)入的方向在環(huán)狀永磁體4的直徑方向就是徑向充磁，磁力線在環(huán)狀永磁體4的軸線方向出入就是平行充磁。優(yōu)選地，永磁體4由釹鐵硼材料或者鐵氧體材料制成。
[0039]第一線圈61和第二線圈62均為圓環(huán)形線圈，第一線圈61和第二線圈62可以串聯(lián)連接，也可并聯(lián)連接，且第一線圈61和第二線圈62產(chǎn)生的磁力線方向一致。也就是說(shuō)第一線圈61和第二線圈62的電流方向同為流入或同為流出，這樣第一線圈61和第二線圈62所產(chǎn)生的合成磁力線經(jīng)過(guò)永磁體4等于零或者接近于零。
[0040]動(dòng)子鐵芯2為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成；初級(jí)鐵芯3也為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成。
[0041]作為一種可實(shí)施方式，永磁直線振蕩電機(jī)101還包括端蓋7，端蓋7的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)端蓋7分別設(shè)置在初級(jí)鐵芯3的兩個(gè)端部，其中至少一個(gè)端蓋7通過(guò)軸承9與軸I活動(dòng)連接。彈性部件8置于端蓋7與動(dòng)子鐵芯2之間，且與軸I同心。彈性部件8為壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧或者板彈簧。彈性部件8的數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)；其中圖4為只有一個(gè)彈性部件8的情形；圖1為設(shè)置兩個(gè)彈性部件8的情形，當(dāng)彈性部件8為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)彈性部件8分別設(shè)置在動(dòng)子鐵芯2的兩側(cè)，彈性部件8分別介于軸承9和動(dòng)子鐵芯2之間，以使兩個(gè)彈性部件8跟隨動(dòng)子部分70的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)張及收縮，從而將張力和壓縮力施加至動(dòng)子部分70。特別當(dāng)通過(guò)第一線圈61和第二線圈62的是接近由彈性部件8的彈簧系數(shù)和動(dòng)子部分70的質(zhì)量限定的諧振頻率的交流電時(shí)，能夠擴(kuò)大動(dòng)子部分70的移動(dòng)量。
[0042]作為一種可實(shí)施方式，如圖5所示，永磁直線振蕩電機(jī)還包括板彈簧10，板彈簧10的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)板彈簧10分別設(shè)置在初級(jí)鐵芯3的兩個(gè)端部。
[0043]作為一種可實(shí)施方式，如圖6所示，初級(jí)鐵芯3的一端設(shè)置板彈簧10，另一端設(shè)置端蓋7，端蓋7通過(guò)軸承9與軸I活動(dòng)連接。
[0044]以上實(shí)施例的永磁直線振蕩電機(jī)使用在電動(dòng)設(shè)備上，其中電動(dòng)設(shè)備可為電動(dòng)牙刷、空氣壓縮機(jī)、剃須刀、照相機(jī)電磁快門(mén)、揚(yáng)聲器、電錘機(jī)、攪拌機(jī)、冷凍機(jī)、縫紉機(jī)、打包捆扎機(jī)、電磁泵等，由于以上電動(dòng)設(shè)備除永磁直線振蕩電機(jī)外均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再一一贅述。
[0045]上述實(shí)施例的永磁直線振蕩電機(jī)及電動(dòng)設(shè)備，動(dòng)子部分質(zhì)量更輕，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，永磁體不易失磁，電機(jī)運(yùn)行更加可靠；通過(guò)調(diào)整繞組電流幅值可以改變推力大小，進(jìn)而改變振動(dòng)幅值；動(dòng)子部分與彈性部件所組成的彈性部件-質(zhì)量系統(tǒng)的諧振頻率高，使電機(jī)動(dòng)態(tài)特性好，提高電機(jī)的功率密度。
[0046]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁直線振蕩電機(jī)，包括動(dòng)子部分和定子部分，其特征在于: 所述動(dòng)子部分包括軸和動(dòng)子鐵芯，所述動(dòng)子鐵芯安裝固定在所述軸上； 所述定子部分包括初級(jí)鐵芯、永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈，所述初級(jí)鐵芯上設(shè)置有用于容納所述永磁體、線圈骨架、第一線圈和第二線圈的凹槽，所述第一線圈與所述第二線圈相對(duì)所述永磁體對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在所述線圈骨架上； 當(dāng)所述第一線圈和所述第二線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)子部分沿著所述軸的軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述永磁體設(shè)置在所述凹槽的中心，將所述凹槽等分成兩部分，所述永磁體與所述第一線圈由所述線圈骨 架隔離，所述永磁體和所述第二線圈也由所述線圈骨架隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述永磁體為一整體的環(huán)狀永磁體，其充磁方向?yàn)檩椛鋸较蚍较虺浯牛? 或者所述永磁體為拼接磁環(huán)，充磁方向?yàn)閺较虺浯呕蛘咂叫谐浯拧?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述第一線圈和第二線圈均為圓環(huán)形線圈，所述第一線圈和第二線圈串聯(lián)或并聯(lián)連接，且所述第一線圈和第二線圈所產(chǎn)生的磁力線方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述動(dòng)子鐵芯為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成； 所述初級(jí)鐵芯也為圓環(huán)型，且由導(dǎo)磁材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的永磁直線振蕩電機(jī),其特征在于: 還包括端蓋，所述端蓋的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述端蓋分別設(shè)置在所述初級(jí)鐵芯的兩個(gè)端部，其中至少一個(gè)所述端蓋通過(guò)軸承與所述軸活動(dòng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 還包括彈性部件，所述彈性部件置于所述端蓋與所述動(dòng)子鐵芯之間，且與所述軸同心。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述彈性部件為壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧或者板彈簧。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 所述彈性部件的數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)； 當(dāng)所述彈性部件為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述彈性部件分別設(shè)置在所述動(dòng)子鐵芯的兩側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的永磁直線振蕩電機(jī),其特征在于: 還包括板彈簧，所述板彈簧的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述板彈簧分別設(shè)置在所述初級(jí)鐵芯的兩個(gè)端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于: 還包括板彈簧和端蓋； 所述初級(jí)鐵芯的一端設(shè)置所述板彈簧，另一端設(shè)置所述端蓋，所述端蓋通過(guò)軸承與所述軸活動(dòng)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的永磁直線振蕩電機(jī),其特征在于: 所述第一線圈和第二線圈的電源為交流電源，所述交流電源為正弦波形或方波波形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的永磁直線振蕩電機(jī)，其特征在于:所述交流電源的頻率等于或接近所述動(dòng)子部分在軸線方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的諧振頻率。
14.一種電動(dòng)設(shè)備,包括永磁直線振蕩電機(jī),其特征在于:所述永磁直線振蕩電機(jī)為權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的永磁直線振蕩電機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K1/17GK203708063SQ201320793930
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】陳進(jìn)華, 廖有用, 張馳, 金勤曉, 羅寧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所