CN101188874A - 磁致伸缩驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁致伸缩驱动器，包括壳体、磁致伸缩棒、线圈支架及驱动线圈，沿磁致伸缩棒的伸缩方向设有一个传递杆，该传递杆的一端与该磁致伸缩棒接触，另一端与一个伸出所述壳体外的输出器接触；传递杆与壳体之间设有弹性部件；所述线圈支架部分或全部由磁性材料制成，并向所述磁致伸缩棒提供偏置磁场。本发明将提供偏置磁场的永磁体与线圈支架合为一体，使结构更为紧凑，可减小驱动器的体积，这样的结构不仅有利于散热，而且通过采用磁浮驱动的最简化方式驱动磁致伸缩棒，降低了磁路磁阻，使磁致伸缩棒的伸缩变化更加灵敏，声音无滞后性，保真度高。此外，采用了直接输出的方式，减小了相位变化及失真的问题，进一步简化并优化了结构。

Description

磁致伸缩驱动器

技术领域

本发明属于多级能量转换及音响技术领域，涉及一种将电能转换为声能的装置，特别是一种磁致伸缩驱动器。

背景技术

目前现有的扬声器大多是以电磁能转换形式实现的，其主要工作原理是采用音圈带动振盆做机械运动向外幅射声音，因其结构及振动方式决定了它存在一定无法彻底解决的声音缺欠，如相位失真、指向性、声音尖锐、音圈振动滞后、保真性差、灵敏度低等缺点。另外还有一种NXT平板驱动技术，是利用电磁式驱动器与特殊的蜂窝式平板结合在一起，在平板表面上以弯曲振动形式再现声音的，因其还是利用通用的电磁转换结构(动圈式)做音频信号转换形式，因此仍然存在着传统扬声器的缺点。

中国专利CN1053091A公开的一种振动处理零件的方法及其所用设备，此种振动可达到的振动频率低，稳定性差，一组激振器并联运行同步性差，且难以实现自动控制；声纳系统现采用的震源是利用压电陶瓷的换能原理将电信号转变为振动，这种震源的能量密度低，使得震源的体积很大，使用不方便，而且，声波传播距离有限，分辨率低。

中国专利CN2469649Y公开了一种磁致伸缩高保真平板扬声器，包括磁致伸缩材料、驱动线圈、永磁体、外壳、拉力杆、发音平板、放大器、输出器，该放大器置于外壳内、在其中部设有磁致伸缩材料、永磁体、驱动线圈，壳体下部设有发音平板，放大器与发音平板之间设有输出器；磁致伸缩材料两端设有永磁体，磁致伸缩材料及永磁体外围设有驱动线圈。上述结构的扬声器，其磁致伸缩材料的偏置磁场由其两端的永磁体来提供，而驱动线圈是直接绕在磁致伸缩材料及永磁体外围，这样的结构散热效果差；此外，该磁致伸缩材料的伸缩变化是通过结构复杂的放大器进行传导，而非直接输出，其占用空间大，磁路的磁阻高，存在相位滞后、灵敏度差和音质失真的问题。

发明内容

本发明的目的是针对以上传统扬声器的缺点和不足，提供一种结构紧凑、占用空间小、散热好、灵敏度高的磁致伸缩驱动器。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：提供一种磁致伸缩驱动器，包括一个壳体；一个设在壳体内、可在轴向上伸缩的磁致伸缩棒；一个部分伸出壳体外的输出器；其中，所述磁致伸缩棒周围设有可向该磁致伸缩棒提供偏置磁场的线圈支架，该线圈支架部分或全部由磁性材料制成；所述线圈支架上套置有驱动线圈；沿所述磁致伸缩棒的伸缩方向设有一个传递杆，该传递杆的一端与该磁致伸缩棒接触，另一端与所述输出器接触；所述传递杆与壳体之间设有弹性部件。

进一步的方案为，所述线圈支架与磁致伸缩棒之间还设有一个可导磁的固定支架，磁致伸缩棒容纳在该固定支架内；所述固定支架可以为一端封闭、另一端敞开的圆筒状；所述磁致伸缩棒容纳于该圆筒状固定支架的中空部内，并经由该固定支架的敞开端与所述传递杆接触；所述磁致伸缩棒可以为圆柱体。

所述传递杆穿过所述线圈支架，该传递杆与输出器接触的一端具有一圆形凸台，所述弹性部件位于该凸台与壳体之间。

所述壳体为一中空的圆柱体，它由上盖和底座连接而成。

所述弹性部件为环状的压缩弹片。

所述磁性材料为永磁体。

所述磁致伸缩棒、固定支架、线圈支架、传递杆和输出器为共轴线设置。

本发明的磁致伸缩驱动器依据声波本身的传播特性，利用高性能的磁制伸缩材料将音频电信号转换为机械能量，通过在物体表面振动再现声波，实现音频信号的微波形式的能量输出，解决了传统声音再现方式的诸多缺点和不足，在相位、物理体积、指向性、灵敏度及保真度等方面进行了改善，并具备了小型化、节省空间、输出功率大等优点。

本发明的磁致伸缩驱动器将现有技术中提供偏置磁场的永磁体或偏置线圈与固定驱动线圈的线圈支架合为一体，使结构更为紧凑，可减小驱动器的体积，而且，这样的结构不仅有利于散热，而且通过采用磁浮驱动的最简化方式驱动磁致伸缩棒，降低了磁路磁阻，使磁致伸缩棒的伸缩变化更加灵敏，声音无滞后性，保真度高。此外，采用了直接输出的方式，减小了相位变化及失真的问题，进一步简化并优化了结构。

本发明应用范围广泛，用在扬声器上具有频率宽、响应速度快、频响曲线平坦、保真度高、声音无指向性且音质柔美等优点；用在振动时效的激振器中具有寿命长、输出能量大、容易实现多个并列同步运行、可实现自动控制等优点；用于声纳系统中，其具有能量密度大，传播距离远，分辨率高等优点。此外，本发明还可用于其它需要振动源的场合。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的磁致伸缩驱动器沿轴线的剖视图；

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

参见图1和图2，包括一个由上盖1和底座5连接而成的中空圆柱形壳体，该壳体采用散热性能良好的金属材料制成。壳体内沿轴线分别设有磁致伸缩棒2，固定支架6、线圈支架8、驱动线圈7、传递杆3和输出器9，上述各部分之间为共轴线设置。通过施加变化的磁场，该磁致伸缩棒2可在轴向上伸缩；固定支架6位于磁致伸缩棒2的外围，由导磁材料制成，用于给磁致伸缩棒2提供偏置磁场的导磁和定位；该固定支架6呈一端封闭、另一端敞开的圆筒状，磁致伸缩棒2为圆柱体，容纳于该圆筒状固定支架6的中空部内。线圈支架8位于固定支架6的外围，它部分或全部由诸如钕铁硼永磁体等磁性材料制成，并作为向磁致伸缩棒2提供偏置磁场的磁源，使磁致伸缩棒2产生一预先伸长量。线圈支架8用于固定驱动线圈7，同时起到散热的作用。

传递杆3沿磁致伸缩棒2的伸缩方向而设，其一端经由固定支架6的敞开端与该磁致伸缩棒2接触，另一端与输出器9接触；该传递杆3穿过线圈支架8，传递杆3与输出器9接触的一端具有一圆形凸台，该凸台与底座5之间设有环状的压缩弹片4，其作用是给磁致伸缩棒2提供预压力，通过调整这个压缩弹片4的弹性大小可以调整驱动器输出的频率范围和灵敏度大小。输出器9远离传递杆3的一端穿过底座5伸出壳体外，形成一接触物体表平面的扩张部，该扩张部的外端面可依据要应用的对象，做成平面形、弧形等相应的形状来配合使用环境。

本发明的工作原理如下：首先是将音频电信号通入驱动线圈7，在驱动线圈7周围形成随信号变化的磁场，此磁场的变化直接驱使位于中间的磁致伸缩棒2沿轴向伸缩，其微弱的变化直接经输出器9传导至物体表面，物体表面以振动点为中心通过微波振动形式将能量向外输出，与空气形成共振发出声音。因为是以音频信号为驱动源，所以可以高保真地还原音频信号，同时由于是以微动的形式输出，大大地降低了相位的变化，使声音得到全向性地输出。

Claims (9)

1.磁致伸缩驱动器，包括

一个壳体；

一个设在壳体内、可在轴向上伸缩的磁致伸缩棒；

一个部分伸出壳体外的输出器；

其特征在于：

所述磁致伸缩棒周围设有可向该磁致伸缩棒提供偏置磁场的线圈支架，该线圈支架部分或全部由磁性材料制成；

所述线圈支架上套置有驱动线圈；

沿所述磁致伸缩棒的伸缩方向设有一个传递杆，该传递杆的一端与该磁致伸缩棒接触，另一端与所述输出器接触；

所述传递杆与壳体之间设有弹性部件。

2.根据权利要求1所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述线圈支架与磁致伸缩棒之间还设有一个可导磁的固定支架，磁致伸缩棒容纳在该固定支架内。

3.根据权利要求2所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述固定支架为一端封闭、另一端敞开的圆筒状；

所述磁致伸缩棒容纳于该圆筒状固定支架的中空部内，并经由该固定支架的敞开端与所述传递杆接触。

4.根据权利要求3所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述磁致伸缩棒为圆柱体。

5.根据权利要求1至4任一项所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述传递杆穿过所述线圈支架，该传递杆与输出器接触的一端具有一圆形凸台，所述弹性部件位于该凸台与壳体之间。

6.根据权利要求1至4任一项所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述壳体为一中空的圆柱体，它由上盖和底座连接而成。

7.根据权利要求1至4任一项所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述弹性部件为环状的压缩弹片。

8.根据权利要求1至4任一项所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述磁性材料为永磁体。

9.根据权利要求2至4任一项所述的磁致伸缩驱动器，其特征在于：

所述磁致伸缩棒、固定支架、线圈支架、传递杆和输出器为共轴线设置。

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