CN105598797A - 电动磨削器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动磨削器，其包括摆动电机和由摆动电机带动的磨削头，该摆动电机包括U型磁轭、四个永磁体和摆臂，该U型磁轭的两个支脚上分别缠绕有线圈，在控制电路下可使两个支脚的端面产生交变磁极。该四个永磁体分别为第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体，其依次分布在以支点为圆心的同一圆周上。第一永磁体和第四永磁体的径向端面极性相同，第二永磁体和第三永磁体的径向端面极性相同，同时第二永磁体与第一永磁体径向端面的极性相反。控制电路产生脉宽可调的交变脉冲，使永磁体运动方向交替变化，进而形成往复摆动，从而由摆臂带动磨削头往复高速小幅摆动，完成对生物体(包括人体和动物)体表(皮肤、指甲等)的清理。

Description

电动磨削器

技术领域

本申请涉及一种清洁工具，尤其是一种由电机驱动用于磨指甲或硬皮的磨削器。

背景技术

电机是一种依据电磁感应定律实现电能的转换的一种电磁装置，其被广泛应用于各个领域内，是当今社会不可或缺的原动机，为大量电器或各种机械提供动力源。

电动磨削器即是采用电机驱动的设备，现有的电动磨削器的电机一般用旋转电机。旋转电机是依靠电磁感应原理而运行的旋转电磁机械，用于实现机械能和电能的相互转换。现有的磨甲器，一种是旋转电机带动圆柱或圆锥型打磨头高速旋转，由专业人士用来打磨指甲；一种是旋转电机加减速器低速旋转带动一个圆片形的砂面纸，用来磨削指甲。这两种结构都需要一定的操作要求，打磨过度就会伤到指甲下的皮肤或接触到的皮肤。还有一种去硬皮器，也是旋转电机加减速器低速旋转带动一个砂面滚轮，由滚轮上的砂面磨削硬皮，过度磨削也会伤到硬皮下的皮肤。还有现有的指甲剪，小孩子很难自己操作。

发明内容

本申请提供一种新型的电动磨削器。

本申请提供的电动磨削器，包括摆动电机和由摆动电机带动的磨削头，所述摆动电机包括：

U型磁轭，所述U型磁轭具有第一支脚和第二支脚，所述第一支脚和第二支脚上分别缠绕有线圈；

控制电路，所述控制电路与线圈电连接，并产生交变脉冲，使U型磁轭的两个支脚的端面产生交变磁极；

可绕支点摆动的摆臂，所述摆臂自U型磁轭的端面向外延伸，且以支点为界，所述摆臂靠近U型磁轭的一端为内臂，所述摆臂远离U型磁轭的一端为外臂；

第二磁轭，所述第二磁轭安装在内臂靠近U型磁轭的一端；

以及四个永磁体，所述永磁体固定安装在第二磁轭上；所述四个永磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上，且按照排列顺序依次为第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体；所述第一永磁体和第四永磁体的径向端面的极性相同，所述第二永磁体和第三永磁体的径向端面的极性相同；并且所述第一永磁体的径向端面和第二永磁体径向端面的极性相反且对应第一支脚的端面设置；所述第三永磁体的径向端面和第四永磁体径向端面的极性相反且对应第二支脚的端面设置，所述永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气隙；

所述磨削头与摆臂连接，由所述摆臂带动磨削头往复摆动。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述第一永磁体与第二永磁体之间的间隙小于第一支脚端面的宽度，所述第三永磁体与第四永磁体之间的间隙小于第二支脚端面的宽度。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述永磁体的径向端面宽度小于U型磁轭支脚的端面宽度。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述第一支脚和第二支脚的端面具有匹配永磁体摆动时所对应圆周的圆弧面。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述磨削头的外壁具有至少一个磨面，所述磨面具有粗糙的表面。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述磨削头的外壁形成至少一个凹槽，所述凹槽的底壁为具有粗糙表面的磨面，所述凹槽的侧壁为具有光滑表面的光面。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述磨面是以摆动中心轴为中心的圆弧面。

作为所述电动磨削器的进一步改进，所述磨削头与摆臂为一体结构，所述磨面制作在摆臂上；或者所述磨削头与摆臂固定联接。

本申请的有益效果是：

本申请提供的电动磨削器，其包括摆动电机和由摆动电机带动的磨削头，该摆动电机包括U型磁轭、四个永磁体和摆臂，该U型磁轭的两个支脚上分别缠绕有线圈，在控制电路下可使两个支脚的端面产生交变磁极。该摆臂靠近U型磁轭的一端为内臂，远离U型磁轭的一端为外臂。该四个永磁体通过第二磁轭固定安装在内臂上，分别为第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体，其依次分布在以支点为圆心的同一圆周上。第一永磁体和第四永磁体的径向端面极性相同，第二永磁体和第三永磁体的径向端面极性相同，同时第二永磁体与第一永磁体径向端面的极性相反。当线圈通电，四个永磁体都会产生相同旋转方向的转矩。控制电路产生脉宽可调的交变脉冲，使永磁体运动方向交替变化，进而形成往复摆动，从而由摆臂带动磨削头往复摆动，完成对生物体(包括人体和动物)的皮肤、指甲等的清理。U型磁轭的每个支脚对应两个永磁体，这种永磁体冗余的设计是跟现有技术不同的磁路设计，比同功率的现有电机转矩更大，作用磁通大，驱动功率则相应的减小。

附图说明

图1为本申请电动磨削器一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例侧面结构示意图；

图3为图1所示摆动电机中永磁体与U型磁轭支脚的配合示意图；

图4为图1所示实施例在通电状态下的示意图；

图5为图1所示实施例在与图4反向的通电状态下的示意图；

图6为图1所示实施例中四个永磁体径向端面第一种展开示意图；

图7为图1所示实施例中四个永磁体径向端面第二种展开示意图；

图8为图1所示实施例中四个永磁体径向端面第三种展开示意图；

图9为图2所示结构中磨削头局部放大示意图；

图10为第二种磨削头局部放大示意图；

图11为第三种磨削头局部放大示意图；

图12为图1所示实施例增加护套后的结构示意图；

图13为本申请摆动电机第二种实施例的结构示意图；

图14为图13所示实施例中共振弹性件另一种形状示意图；

图15和16为本申请另一种电动磨削器中第二磨削头的结构示意图；

图17为图15和16所示第二磨削头及护套增加到电动磨削器后的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例一：

本实施例一提供一种用于生物体体表清洁的电动磨削器。

这里所指的生物体包括人体和动物，以下以人体为对象进行说明。

该电动声波洁肤毛刷包括摆动电机和磨削头，该摆动电机可输出一种往复摆动运动，该磨削头由摆动电机带动的进行摆动。

请参考图1、2、3、4、5，该摆动电机包括：

U型磁轭100，U型磁轭100具有第一支脚110和第二支脚120，第一支脚110和第二支脚120上分别缠绕有线圈200；

控制电路300，控制电路300与线圈200电连接，并产生交变脉冲，使U型磁轭100的两个支脚的端面111、121产生交变磁极；

可绕支点摆动的摆臂400，摆臂400自U型磁轭100的端面111、121向外延伸，且以支点为界，摆臂400靠近U型磁轭100的一端为内臂420，摆臂400远离U型磁轭100的一端为外臂430；

第二磁轭500(为将之与U型磁轭100区别开，故称其为第二磁轭500)，第二磁轭500安装在内臂420靠近U型磁轭100的一端；

以及四个永磁体，永磁体固定安装在第二磁轭500上(如胶粘固定)。四个永磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上，且按照排列顺序依次为第一永磁体610、第二永磁体620、第三永磁体630和第四永磁体640。第一永磁体610和第四永磁体640的径向端面611、641的极性相同，第二永磁体620和第三永磁体630的径向端面621、631的极性相同，并且第一永磁体610的径向端面611和第二永磁体620径向端面621的极性相反且对应第一支脚110的端面111设置，第三永磁体630的径向端面631和第四永磁体640径向端面641的极性相反且对应第二支脚120的端面121设置，四个永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气隙。

其中，四个永磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上是指该四个永磁体到支点的半径大致相等，即沿摆动中心线径向分布。

该U型磁轭100、摆臂400、第二磁轭500和永磁体装在壳体700内，其中摆臂400的支点为一摆动轴410，该摆动轴410固定安装在壳体700上，摆臂400套装在该摆动轴410上。这里所说的壳体700可以是该电机专用的壳体，也可以是使用该电机的磨削器的壳体。

当线圈200通电，四个永磁体都会产生相同旋转方向的转矩。如果通电后，第一和第三永磁体610、630对U型磁轭100产生大小相同的磁吸力，则第二和第四永磁体620、640对U型磁轭100产生大小相同的磁斥力；反向通电，第一和第三永磁体610、630对U型磁轭100产生大小相同的磁斥力，则第二和第四永磁体620、640对U型磁轭100产生大小相同的磁吸力。U型磁轭的每个支脚对应两个永磁体，这种永磁体冗余的设计是跟现有技术不同的磁路设计，使得本摆动电机比同功率的现有电机转矩更大，磁通更大，磁通大则驱动功率相应的就会减小。

该四个永磁体同时受到U型磁轭100沿同一个摆动方向的作用力，其能够保证摆臂400不借助外力就实现整个往复摆动过程。

具体说来，请参考图3、4、5，假定第一永磁体610和第四永磁体640的端面为N极，而第二永磁体620和第三永磁体630的端面为S极。当线圈200通电，如此时第一支脚110的端面为N极，第二支脚120的端面为S极，则第一支脚110的N极将对第二永磁体620的S极产生吸力，而对第一永磁体610的N极产生斥力。同样地，第二支脚120的S极将会对第四永磁体640的N极产生吸力，而对第三永磁体630的S极产生斥力，从而使摆臂400从图3所示位置摆动到图4所示位置，形成第一次摆动，但在频率较高时，摆臂不用摆到位。

当线圈200内电流方向改变，如图5所示，此时第一支脚110的端面为S极，第二支脚120的端面为N极，则第一支脚110的S极将对第二永磁体620的S极产生斥力，而对第一永磁体610的N极产生吸力。同样地，第二支脚120的N极将会对第四永磁体640的N极产生斥力，而对第三永磁体630的S极产生吸力，从而使摆臂400从图4所示位置摆动到图5所示位置，形成第二次摆动，但在频率较高时，摆臂不用摆到位。

综上，线圈200连接控制电路300，控制电路300产生脉宽可调的交变脉冲，使U型磁轭100的端面产生交变的磁极，使永磁体产生吸力转矩和斥力转矩，或斥力转矩和吸力转矩，驱动摆臂400摆动，从而通过摆臂400驱动相应的要摆动的机械单元。

进一步，如图3所示，可使第一永磁体610与第二永磁体620之间的间隙小于第一支脚110的端面111的宽度，第三永磁体630与第四永磁体640之间的间隙小于第二支脚120的端面121的宽度，以保证U型磁轭100的支脚对各永磁体具有足够的作用力。

进而还可使每个永磁体的宽度与U型磁轭100支脚的端面宽度相同或者不同，例如每个永磁体的宽度小于U型磁轭100支脚的端面宽度。这里所说的宽度是指图3中箭头所指方向上的宽度。

为了减小气隙，如图3所示，可使第一支脚110和第二支脚120的端面111、121具有匹配永磁体摆动时所对应圆周的圆弧面，即第一支脚110和第二支脚120的端面111、121所成圆弧面与永磁体摆动时所形成的圆周的部分弧面仅有气隙间距。

其中，请参考图6，四个永磁体的径向端面排列如图6所示，大致呈矩形。此外，永磁体的径向端面还可设置为其他形状，如图7所示，将第一永磁体610a与第二永磁体620a的径向端面设置为相邻一边倾斜且彼此平行，将第三永磁体630a与第四永磁体640a的径向端面设置为相邻一边倾斜且彼此平行，即第二永磁体620a和第四永磁体640a大致为同方向设置的直角梯形，而第一永磁体610a和第三永磁体630a也为相同形状的直角梯形，但方向与第二永磁体620a和第四永磁体640a相反；或者，如图8所示，将四个永磁体的径向端面均设置为倾斜且相互平行，均大致为平行四边形。

以上所示永磁体排布图中，永磁体交错分布，可改善输出力矩曲线，使输出力矩变得平稳。

进一步地，本实施例磨削头可与摆臂为一体结构，或者磨削头与摆臂固定联接，且本电动磨削器的磨削头外壁具有至少一个磨面，该磨面具有粗糙的表面，该磨面可采用常用磨削材料，可根据磨削的对象(如指甲或硬皮)不同选择不同磨面材料。

例如，请参考图1、2，该磨削头与摆臂400为一体结构，整个摆臂400也就相当于一个磨削头，可将磨面直接制作在摆臂400上。

当然，在其他实施例中，也可将磨削头与摆臂400通过常用固定方式固定，例如磨削头通过镶嵌或卡接的方式固定在摆臂400上。

具体地，如图2和9所示，磨削头的外壁形成至少一个凹槽450，该凹槽450的底壁为具有粗糙表面的磨面461，磨面461可以是圆弧形。振动时可以磨削指甲，因摆幅很小而不会伤害皮肤。凹槽450的侧壁和/或边沿为具有光滑表面的光面470，将指甲伸入凹槽450内，振动时就可磨削指甲，而凸起光面470抵住指甲下皮肤，不会造成磨削过多而伤到肉，因此即使是小孩子和眼睛不好的人也可自己磨削指甲。

此外，如图9所示，磨削头外壁除去凹槽450部分的其它端面可以为目数大的磨面462，用于抛光指甲面。

进一步地，请参考图10，还可以是仅设置一个凹槽450，凹槽450一侧则设置为目数大的磨面462，用于抛光甲面。

进一步地，请参考图11，还可以是磨削头的端面两侧为光面470，中间为磨面462，用于磨削硬皮。

还可以设置一个软体材料的护套，防止磨削下来的碎屑到手柄部分。护套可如图12中921所示结构，或者还可以是其他形状的护套。

此外，磨削硬皮的磨面可是以摆动中心为圆心的圆弧面，还可将磨削头的圆弧磨面和摆动中心有少许偏离，使磨面有小幅的振动。这样既可以磨削硬皮，又可以有按摩作用。

摆臂400的外臂430为输出臂，外力臂小于内力臂，内力臂距离为永磁体的径向端面到摆动轴410中心的距离，外力臂距离为摆动轴410中心到外臂430中心的距离。这里还可根据对摆动幅度的需求设计内臂420与外臂430长度之比。

每次摆动过程中，四个永磁体实际上都受到朝相同方向摆动的作用力，输出力矩＝输出力×外力臂＝(F1+F2+F3+F4)×内力臂，F1、F2、F3、F4为U型磁轭100分别对四个永磁体的作用力。

请参考图1，本摆动电机在断电状态下，第一和第二永磁体610、620与第一支脚110通过气隙形成闭合磁路，第三和第四永磁体630、640与第二支脚120通过气隙形成闭合磁路，可避免漏磁。而且永磁体和第二磁轭500安装在摆臂400上，也使得摆臂400的其它部分不会对磁场产生影响。

此外，请参考图1，还可以包括充电电池310和充电模块320，所述充电电池310用于供电，充电模块320与控制电路连接，用于向充电电池310充电。

控制电路还可包括状态指示模块330和开关，状态指示模块330用于指示电机的工作状态，开关用于给控制电路触发信号，来控制开闭电机。

进一步地，控制电路300通过对线圈通电脉冲的计数可以确定机械摆动次数，输出信号对机械单元的运行状况给与相应的指示。

该摆动电机的摆臂绕支点摆动，支点与摆臂配合结构的寿命即是该电机的寿命，例如摆臂通过轴承安装在摆动轴上，该轴承的寿命就是电机的寿命，因此该电机的寿命异常长，是现有的有刷直流电机无法相比的。或者摆臂也可直接套接在摆动轴，此时该套接结构的寿命就是电机的寿命。

该摆动电机功耗小，力矩大，寿命长，电流稳定，可用充电电池供电，适合于便携性设计。使用该摆动电机的该电动磨削器又因磨削头是摆幅很小地高频摆动，即使接触到皮肤只会磨削掉硬皮而也不会伤害到下面柔软的皮肤，柔软的皮肤会和磨削头一起摆动，还有按摩作用。磨削头的凹槽设计，将指甲伸入凹槽内，振动时就可磨削指甲，而凸起光面抵住指甲下皮肤，不会造成磨削过多而伤到肉，因此即使是小孩子和眼睛不好的人也可自己磨削指甲。

实施例二：

本实施例二提供另一种摆动电机。

请参考图13，该摆动电机在实施例一所示结构上进行了改进，增加了用于在恒定摆动频率下产生共振的共振弹性件。

具体地，该共振弹性件一端固定在摆臂的支点上，另一端连接在外臂或内臂上。

进一步地，图13中所示共振弹性件为直线型的弹簧钢丝，此外，也可用其他形状的弹性件来代替，如图14所示共振弹性件的中部则为弯曲设置。

实施例三：

本实施例三提供另一种电动磨削器。

请参考图15、16和17，该电动磨削器在实施例一所示结构上进行了改进，在原有图9或图10的磨削头上增加了两个或多个卡接孔，可外接一个第二磨削头930。该第二磨削头930可以具有一段圆弧的磨面463，其磨面463截面如参考图11，用来磨削皮肤硬皮，通过两个或多个卡接孔固定在图9或图10的磨削头上。

同样地，请参考图17，第二磨削头930也可以设置一个软体材料的护套922，挡在第二磨削头930的周边，防止磨削下来的碎屑移动到手柄部分。

此外，该第二磨削头930也可是用于磨指甲的磨削头，而原有的磨削头为磨硬皮的磨削头。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种电动磨削器,其特征在于，包括摆动电机和由摆动电机带动的磨削头，所述摆动电机包括：

U型磁轭，所述U型磁轭具有第一支脚和第二支脚，所述第一支脚和第二支脚上分别缠绕有线圈；

控制电路，所述控制电路与线圈电连接，并产生交变脉冲，使U型磁轭的两个支脚的端面产生交变磁极；

可绕支点摆动的摆臂，所述摆臂自U型磁轭的端面向外延伸，且以支点为界，所述摆臂靠近U型磁轭的一端为内臂，所述摆臂远离U型磁轭的一端为外臂；

第二磁轭，所述第二磁轭安装在内臂靠近U型磁轭的一端；

以及四个永磁体，所述永磁体固定安装在第二磁轭上；所述四个永磁体依次分布在以支点为圆心的同一圆周上，且按照排列顺序依次为第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体；所述第一永磁体和第四永磁体的径向端面的极性相同，所述第二永磁体和第三永磁体的径向端面的极性相同；并且所述第一永磁体的径向端面和第二永磁体径向端面的极性相反且对应第一支脚的端面设置；所述第三永磁体的径向端面和第四永磁体径向端面的极性相反且对应第二支脚的端面设置，所述永磁体的端面和其对应支脚的端面具有气隙；

所述磨削头与摆臂连接，由所述摆臂带动磨削头往复摆动。

2.如权利要求1所述的电动磨削器，其特征在于，所述第一永磁体与第二永磁体之间的间隙小于第一支脚端面的宽度，所述第三永磁体与第四永磁体之间的间隙小于第二支脚端面的宽度。

3.如权利要求1所述的电动磨削器，其特征在于，所述永磁体的径向端面宽度小于U型磁轭支脚的端面宽度。

4.如权利要求1所述的电动磨削器，其特征在于，所述第一支脚和第二支脚的端面具有匹配永磁体摆动时所对应圆周的圆弧面。

5.如权利要求1所述的电动磨削器，其特征在于，还包括共振弹性件，所述共振弹性件一端固定在摆臂的支点上，另一端连接在内臂上。

6.如权利要求1所述的电动磨削器，其特征在于，所述磨削头的外壁具有至少一个磨面，所述磨面具有粗糙的表面。

7.如权利要求6所述的电动磨削器，其特征在于，所述磨削头的外壁形成至少一个凹槽，所述凹槽的底壁为具有粗糙表面的磨面，所述凹槽的侧壁为具有光滑表面的光面。

8.如权利要求6-7中任一项所述的电动磨削器，其特征在于，所述磨面是以摆动中心轴为中心的圆弧面。

9.如权利要求6-7任一项所述的电动磨削器，其特征在于，所述磨削头与摆臂为一体结构，所述磨面制作在摆臂上；或者所述磨削头与摆臂固定联接。

10.如权利要求8所述的电动磨削器，其特征在于，所述磨削头与摆臂为一体结构，所述磨面制作在摆臂上；或者所述磨削头与摆臂固定联接。