本發(fā)明涉及永磁直線電機(jī)及其應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁直線電機(jī)及直線振動器。

背景技術(shù)：

線性振動器是一種通過使用產(chǎn)生電磁力的原理將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械振動的部件，例如板簧式線性致動器因使用壽命長且響應(yīng)時間短而普遍應(yīng)用于移動電話、平板PC或便攜式電子等設(shè)備上。

目前線性致動器普遍由于其尺寸的限制以及電機(jī)的限制而在提高振動量方面受到限制。

目前的永磁直線電機(jī)的線圈繞組通電后產(chǎn)生電磁力，并與永磁體磁力相互作用驅(qū)動電機(jī)傳動軸往復(fù)進(jìn)行直線運(yùn)動?，F(xiàn)有永磁電機(jī)通常使用內(nèi)外鐵芯來解決電機(jī)整體磁路，內(nèi)外鐵芯的存在增大了鐵芯與永磁體、鐵芯與鐵芯間氣隙，使得電機(jī)體積大、氣隙大、磁路不完整導(dǎo)致磁力與電磁力不能充分利用而降低電機(jī)功率和效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種永磁直線電機(jī)及直線振動器，通過采用永磁體為磁源，縮小了定子鐵芯與永磁體、定子鐵芯與定子鐵芯間氣隙以方便形成完整的磁路來提升電機(jī)有效功率和工作效率。

為實現(xiàn)以上目的本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種永磁直線電機(jī)，包括定子組件、動子組件以及電機(jī)外殼；所述定子組件和動子組件安裝于電機(jī)外殼內(nèi)；其中：

所述動子組件包括傳動軸、連軸支架以及永磁體；所述傳動軸兩端從電機(jī)內(nèi)部延伸而出，所述傳動軸中部固定設(shè)置連軸支架，所述永磁體固定嵌合于連軸支架內(nèi)；

所述定子組件包括定子鐵芯、繞組骨架以及繞組線圈，定子鐵芯固定安裝于電機(jī)外殼內(nèi)側(cè)，定子鐵芯徑向設(shè)置齒形結(jié)構(gòu)構(gòu)成繞組骨架，繞組骨架上設(shè)置繞組線圈。

優(yōu)選地，電機(jī)外殼內(nèi)部在定子組件兩端各設(shè)有一個第一端蓋，所述第一端蓋固定于定子組件兩端。

優(yōu)選地，電機(jī)外殼兩端設(shè)有一個第二端蓋，所述第二端蓋中部設(shè)置軸孔，傳動軸的兩端穿過軸孔。

優(yōu)選地，連軸支架兩側(cè)設(shè)置平行于傳動軸的支柱，所述支柱設(shè)置有導(dǎo)軌孔，導(dǎo)軌孔內(nèi)設(shè)導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌的兩端穿過連軸支架后抵接所述第二端蓋。

優(yōu)選地，永磁體為一層或多層結(jié)構(gòu)，所述永磁體沿軸向分層裝配；所述定子鐵芯采用硅鋼片沖壓而成，所述定子鐵芯包括兩個以上的齒形結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供了一種包括以上所述永磁直線電機(jī)的直線振動器。

優(yōu)選地，還包括振動器外殼，所述振動器外殼端部設(shè)置有振動體。

優(yōu)選地，永磁直線電機(jī)傳動軸的一端連接連接桿，所述連接桿另一端連接振動芯，所述振動芯連接振動體。

優(yōu)選地，振動芯和所述振動體為平板狀，所述振動芯通過振動彈簧連接所述振動體。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置于振動器外殼內(nèi)的電源模塊及控制模塊，所述控制模塊連接永磁直線電機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種永磁直線電機(jī)及直線振動器，具有以下有益效果：

1)本發(fā)明提供的永磁直線電機(jī)及直線振動器采用永磁體為磁源，永磁體兩極表面外留出合理氣隙后各自對應(yīng)相應(yīng)的定子組件，有效縮小永磁體與鐵芯、鐵芯與鐵芯間氣隙，充分利用了產(chǎn)生的電磁能形成完整的磁路，提升了電機(jī)的有效功率和工作效率，解決了現(xiàn)有電機(jī)體積大、氣隙大、磁路不完整導(dǎo)致磁力與電磁力不能充分利用的缺陷。

2)本發(fā)明提供的永磁直線電機(jī)及直線振動器通過將永磁體嵌合于傳動軸的連軸支架上構(gòu)成一整體，繞組線圈纏繞于定子鐵芯上構(gòu)成定子組件，定子固定于外殼內(nèi)側(cè)，使永磁體的磁力分布均勻，且有效縮小了動子組件與定子組件之間氣隙，具有體積小、功率大、能耗低及效率高的特點。

3)本發(fā)明提供的永磁直線電機(jī)及直線振動器的定子鐵芯包括兩個及兩個以上的齒形結(jié)構(gòu)，通過齒形結(jié)構(gòu)疊壓形成多齒定子鐵芯，多齒定子鐵芯對應(yīng)永磁體的兩極成一的倍數(shù)分組布置；線圈繞組根據(jù)電機(jī)功率和尺寸需要，可以軸向纏繞于鐵芯軛部的繞組骨架上、徑向纏繞于鐵芯齒部的繞組骨架或在多個鐵芯的同層齒槽間的繞組骨架上圓周方向纏繞線圈繞組等不同結(jié)構(gòu)；永磁體采用一層或多層結(jié)構(gòu)，為平板型，多層永磁體結(jié)構(gòu)沿軸向分層裝配，電機(jī)的多層永磁體可通過每一層永磁體的交替反向充磁過程形成多個反向磁場，通過與定子鐵芯各極產(chǎn)生的電磁力相互作用，實現(xiàn)動子組件的推、拉作用，最后形成完整的電機(jī)動力系統(tǒng)，提高了電機(jī)的工作效率。

4)本發(fā)明提供的永磁直線電機(jī)及直線振動器通過在電機(jī)外殼內(nèi)部的定子組件兩端設(shè)置第一端蓋，使第一端蓋安裝于定子組件兩端實現(xiàn)定位和固定的作用，防止定子組件的移動及松動；連軸支架內(nèi)設(shè)的導(dǎo)軌兩端被第二端蓋扣緊，防止了導(dǎo)軌的松動或軸方向的移動，起到了對電機(jī)動子組件的導(dǎo)向及定位作用；采用彈簧套在導(dǎo)軌端部起到了加強(qiáng)并推動動子組件的直線往返運(yùn)動的作用。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1是本發(fā)明實施例的永磁直線電機(jī)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的直線振動器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明另一實施例的直線振動器的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-傳動軸；2-永磁體；3-彈簧；4-定子鐵芯；5-第一端蓋；5′-第一端蓋；6-電機(jī)外殼；7-第二端蓋；7′-第二端蓋；71-軸孔；8-繞組線圈；9-連軸支架；91-支柱；100-導(dǎo)軌；11-繞組骨架；10-永磁直線電機(jī)；20-振動器外殼；21-伸縮部；22-振動體；23-顯示器；30-控制模塊；40-電源模塊；50-振動芯；51-連接桿。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

另外，本發(fā)明各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

下面結(jié)合附圖和示例性實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。

圖1是本發(fā)明實施例的永磁直線電機(jī)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖，永磁直線電機(jī)包括定子組件、動子組件以及電機(jī)外殼6。定子組件和動子組件安裝于電機(jī)外殼6內(nèi)。其中：

所述動子組件包括傳動軸1、連軸支架9以及永磁體2。傳動軸1兩端從電機(jī)內(nèi)部延伸而出，傳動軸1的中部固定設(shè)置連軸支架9。永磁體2固定嵌合于連軸支架9內(nèi)，永磁體2與連軸支架9構(gòu)成一整體。

所述定子組件包括定子鐵芯4、繞組骨架11以及繞組線圈8。其中，定子鐵芯4固定安裝于電機(jī)外殼6內(nèi)側(cè)，定子鐵芯4徑向設(shè)置齒形結(jié)構(gòu)構(gòu)成繞組骨架11。繞組骨架11上設(shè)置繞組線圈8，繞組線圈8纏繞于定子鐵芯4表面的繞組骨架11上構(gòu)成定子組件。

定子組件與動子組件保持一定的距離，使之間設(shè)置有一定間隙。本發(fā)明提供的電機(jī)結(jié)構(gòu)，永磁體2的磁力分布均勻，且有效縮小了動子組件與定子組件之間氣隙。所述定子組件與動子組件之間的間隙，具體為0.2mm-0.5mm之間。電機(jī)外殼6內(nèi)部在定子組件兩端設(shè)置有第一端蓋5和第一端蓋5′。第一端蓋5和第一端蓋5′固定在定子組件兩端，安裝于定子組件兩端實現(xiàn)定位和固定的作用，防止定子組件的移動及松動，避免了電機(jī)運(yùn)作中出現(xiàn)的問題及隱患。

電機(jī)外殼6兩端還設(shè)置有第二端蓋7和第二端蓋7′。第二端蓋7和第二端蓋7′與電機(jī)外殼6固定形成內(nèi)部空間，將定子組件與動子組件安裝于內(nèi)部形成完整的直線電機(jī)。同時，在第二端蓋中部設(shè)置軸孔71，傳動軸1的兩端穿過軸孔71而延伸出永磁直線電機(jī)。

連軸支架9的兩側(cè)設(shè)置有平行于傳動軸的支柱91，支柱91設(shè)置有導(dǎo)軌孔，導(dǎo)軌孔內(nèi)設(shè)導(dǎo)軌100。導(dǎo)軌100的兩端穿過連軸支架9的支柱91后抵接第二端蓋7。導(dǎo)軌100兩端被固定在第二端蓋7和第二端蓋7′內(nèi)，且不穿透端蓋7防止導(dǎo)軌松動或軸方向的移動，起到了對電機(jī)動子組件的導(dǎo)向及定位作用。

優(yōu)選地，在導(dǎo)軌100的端部套設(shè)有彈簧3，彈簧3套在導(dǎo)軌100上，起到了加強(qiáng)并推動動子組件的直線往返運(yùn)動的作用，進(jìn)一步提高了電機(jī)的工作效率。

永磁體2采用一層或多層結(jié)構(gòu)，為平板型，多層永磁體結(jié)構(gòu)沿軸向分層裝配，具體的，可根據(jù)電機(jī)功率和電機(jī)的尺寸增減動子組件的永磁體個數(shù)和層數(shù)。電機(jī)的多層永磁體可通過每一層永磁體的交替反向充磁過程形成多個反向磁場，通過與定子鐵芯4各極產(chǎn)生的電磁力相互作用，實現(xiàn)動子組件的推、拉作用，最后形成完整的電機(jī)動力系統(tǒng)。

定子鐵芯4采用硅鋼片沖壓而成，定子鐵芯4包括兩個及兩個以上的齒形結(jié)構(gòu)，通過齒形結(jié)構(gòu)疊壓形成多齒定子鐵芯，定子鐵芯4的齒形結(jié)構(gòu)即繞組骨架11，多齒定子鐵芯與永磁體2的兩極呈一一對應(yīng)布置，繞組線圈8沿繞組骨架11纏繞線圈，根據(jù)電機(jī)所需功率和電機(jī)尺寸要求，可選擇線圈繞組8軸向纏繞定子鐵芯4的軛部、徑向纏繞定子鐵芯4的齒部或在多個定子鐵芯4的同層齒槽間圓周方向纏繞線圈等不同纏繞結(jié)構(gòu)。

定子鐵芯4的數(shù)量為1組或1組以上，根據(jù)電機(jī)所需功率和電機(jī)尺寸不同而選擇，通過纏繞繞組線圈，線圈繞組通電后，各串、并聯(lián)的線圈通以電流形成感應(yīng)磁場，與永磁體2的磁場相匹配作用，驅(qū)動動子組件產(chǎn)生往復(fù)振蕩運(yùn)動，帶動傳動軸1往復(fù)輸出動力而形成完整的電機(jī)動力系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的永磁直線電機(jī)具有完整的動力系統(tǒng)，通過傳動軸1的兩端連接外部器件，實現(xiàn)如汽缸器件的往復(fù)壓縮、推動，具有高效低耗的優(yōu)點，可以應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、氣泵、油泵、水泵、伸縮機(jī)械手、振動器械和各類門鎖。

圖2是本發(fā)明實施例提供的直線振動器的結(jié)構(gòu)示意圖，可用作成人用品如振動棒。本實施例中直線振動器包括永磁直線電機(jī)10及振動器外殼20。永磁直線電機(jī)10的傳動軸1(圖未示出)一端延伸出來的部分連接連接桿51，連接桿51另一端連接振動芯50。振動器外殼20端部設(shè)置振動體22，振動體22連接振動芯50接收振動力的輸出。

振動器還包括設(shè)置于振動器外殼20內(nèi)部的電源模塊40及控制模塊30，控制模塊30連接并控制永磁直線電機(jī)。

振動器外殼20為硅膠材質(zhì)，并設(shè)置有伸縮部21，如圖2所示，可設(shè)置于振動器外殼20側(cè)面，通過設(shè)置伸縮部21使振動器外殼20在直線振動往復(fù)運(yùn)動中更好的產(chǎn)生形變，達(dá)到振動的效果。

圖3是本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的直線振動器的結(jié)構(gòu)示意圖，可作為健身振動器材。本實施例中的直線振動器通過連接桿51連接永磁直線電機(jī)10的振動芯50為平板狀，平板狀的振動芯50作為永磁直線電機(jī)的動力轉(zhuǎn)換板可以更好地將電機(jī)的動能進(jìn)行傳送和轉(zhuǎn)換。振動體22也為平板狀，本實施例中，振動體22作為按摩振動平臺，平板狀的振動芯50通過振動彈簧52連接平板狀的振動體22。優(yōu)選地，振動彈簧52為兩對對稱設(shè)置的彈簧，通過彈簧可以更好地傳送振動芯50的振動力至振動體22，使振動體22達(dá)到更好的振動或按摩效果。

本實施例中，平板狀的振動體22上還可設(shè)置顯示器23，所述顯示器23連接控制模塊30用于顯示振動器的振動次數(shù)、頻率、身體消耗卡路里或者室內(nèi)溫度等數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提供的振動器利用電機(jī)的直線驅(qū)動原理可實現(xiàn)振動器的往復(fù)振蕩運(yùn)動，優(yōu)選地應(yīng)用于成人用品如振動棒或者健身振動器材等上，也可以應(yīng)用于日常生活電器，如電動牙刷和各類美容儀器等設(shè)備上。

以上僅為本發(fā)明較佳實施例，并不用于局限本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的修改、等同替換和改進(jìn)等，均需要包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。