CN107070308B - 一种磁悬浮振动电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁悬浮振动电机,包括外壳、摆动轴、振动组件以及定子组件。摆动轴位于外壳的安装腔体中,其一端伸出外壳外且连接受其驱动的部件;振动组件具有相对设置在摆动轴两侧上的第一磁体和第二磁体,两磁体相互面对的一端的极性相反;定子组件具有位于所述振动组件两侧且相对设置的第一线圈和第二线圈;在给两线圈通电后,其产生驱动两磁体带动摆动轴绕其轴线做摆动运动,两个线圈产生的电磁场分别与第一磁体和第二磁体形成一个电磁回路。两个电磁回路使得摆动轴受到两个同向的电磁驱动力,而不是偏心力,能够给摆动轴提供更多的驱动力,使得摆动轴更容易转动,降低振动电机所需的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体涉及一种磁悬浮振动电机。
背景技术
随着消费者的生活水平不断地改善,电动牙刷不断地成为消费者保健牙齿的优选工具。
例如中国专利文献CN106236305A公开一种应用电动牙刷中的振动电机,其包括前盖、后盖、第一固定架、第二固定架、线圈定子组件、两块磁体、摆动轴以及弹片。其中,线圈定子组件安装在第一固定架顶部表面上,其包括U字型的铁芯,套设在铁芯上的线圈;两块磁体对称安装在第二固定架的左右两侧上,两块磁体的顶部一端都是S极(或N极),底部一端都为N极(或S极);弹片设置在第二固定架底部表面上,弹片与两块磁体、第二固定架形成振动组件;沿左右方向上,弹片的一端固定在后盖上,另一端插接在摆动轴上,摆动轴的另一端伸出前盖连接于牙刷。
此结构的振动电机,当给线圈通电后,线圈产生的电磁场对两块磁体作用,使得两块磁体带动弹片左右摆动,进而弹片带动摆动轴左右摆动,使得与摆动轴固定连接的牙刷摆动,实现自动刷牙的功能。但是,由于铁芯为U形,两块磁体位于同一侧端的极性相同,当给线圈通电时,铁芯与两块磁体之间形成单电磁回路(如图1所示),对摆动轴产生的作用力呈偏心力,驱动摆动轴所需要的驱动力大。另外,通过驱动弹片摆动来带动摆动轴振动,需要弹片具有足够大的扭转变形量,否则很容易损坏弹片,影响振动电机的性能。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的振动电机中线圈定子组件与磁体形成单电磁回路,对摆动轴产生偏心力,导致摆动轴摆动和复位所需要的驱动力大的问题。
为此,本发明提供一种磁悬浮振动电机,包括
外壳,具有安装腔体;
摆动轴,位于所述安装腔体中,其一端伸出所述安装腔体外且连接于受其驱动的部件;
振动组件,沿所述摆动轴的径向,具有相对设置在所述摆动轴两侧上的第一磁体和第二磁体,所述第一磁体与所述第二磁体相互面对的一端的极性相反;
定子组件,设置在所述外壳上,沿竖直方向上,具有位于所述振动组件两侧且相对设置的第一线圈和第二线圈;
在给所述第一线圈和所述第二线圈通电后,其产生驱动所述第一磁体和第二磁体带动所述摆动轴绕其轴线做摆动运动;所述第一线圈和所述第二线圈产生的电磁场分别与所述第一磁体和第二磁体形成一个电磁回路。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述定子组件还包括设置在所述外壳上且与所述第一线圈和第二线圈一一对应的增磁部件,所述增磁部件用于增强各自所对应的线圈产生电磁场的磁场强度;
所述第一线圈和所述第二线圈分别设置在各自对应的增磁部件上。
进一步优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述增磁部件呈E字形,所述外壳上开设适于所述增磁部件嵌入的安装通孔,所述增磁部件的E字形开口位于所述安装腔体内;与所述增磁部件对应的所述线圈套设在所述E字形的中间臂上;所述第一磁体和所述第二磁体位于所述增磁部件的外侧两臂之间的空间内。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述增磁部件为铁芯。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述振动组件还包括套接在所述摆动轴上且沿所述摆动轴的轴向延伸的质量块;所述第一磁体和所述第二磁体通过设置在所述质量块上而固定在所述摆动轴上。
进一步优选地,上述的磁悬浮振动电机,沿所述摆动轴的径向,所述质量块的两端面上分别开设适于所述第一磁体和所述第二磁体嵌入的第一安装凹槽和第二安装凹槽。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述摆动轴的另一端与外壳之间还设有弹性件,所述弹性件用于限制所述摆动轴转动的角度,和用于在取消对所述第一线圈和所述第二线圈通电后,将所述摆动轴复位到初始状态。
进一步优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述弹性件为弹片,所述弹片的一端插接在所述摆动轴另一端端面上的第一插槽内,另一端插入所述外壳上的第二插槽内。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述弹片的两端具有第一插接部和第二插接部,所述弹片的宽度从所述第一插接部起到其中部呈逐渐减小,并从其中部到所述第二插接部呈逐渐增大,且所述第二插接部的宽度大于所述第一插接部的宽度;
所述第一插接部和所述第二插接部分别插接在所述第一插槽内和第二插槽内。
优选地,上述的磁悬浮振动电机,所述外壳包括具有第一开口的第一壳体和具有第二开口的第二壳体;所述第一壳体的第一开口扣设在所述第二壳体的第二开口上,以形成闭合的所述安装腔体。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的磁悬浮振动电机,包括外壳、摆动轴、振动组件、定子组件。振动组件具有相对设置在所述摆动轴两侧上的至少一块第一磁体和至少一块第二磁体,所述第一磁体与所述第二磁体相互面对的一端的极性相反;定子组件具有位于所述振动组件两侧且相对设置的第一线圈和第二线圈。
当给第一线圈和第二线圈通电后,由于第一磁体与第二磁体相互面对的一端极性相反,第一线圈和第二线圈通电后,产生的电磁场相对的极性刚好相反,则第一线圈产生的电磁场与第一磁体的固定磁场之间形成一个电磁回路,第二线圈产生的电磁场与第二磁体的固定磁场之间形成另一个电磁回路,两个电磁回路的形成,使得摆动轴受到两个同向的电磁驱动力,而不是偏心力,能够给摆动轴提供更多的驱动力,使得摆动轴更容易转动,降低振动电机所需的能耗;另外,磁体直接固定摆动轴上,直接驱动摆动轴摆动,无需先驱动弹片振动再带动摆动轴振动,从而进一步地降低振动电机振动所需要的能耗。
2.本发明提供的磁悬浮振动电机,所述定子组件还包括设置在所述外壳上且与所述第一线圈和/或第二线圈一一对应的增磁部件,增磁部件的设置增强第一线圈和第二线圈产生电磁场的磁场强度,进而增大给摆动轴的驱动力,使得摆动轴更容易转动,相对应地降低振动电机所需要的外界能量。
3.本发明提供的磁悬浮振动电机,增磁部件呈E字形,与增磁部件对应的线圈套设在E字形的中间臂上,两个线圈通电产生的磁场分别集中在两个增磁部件的三个臂上,使得有更多的电磁力作用在磁体上,增强电磁利用率,从而降低振动电机所需的能量。
4.本发明提供的磁悬浮振动电机,所述摆动轴的另一端与外壳之间还设有弹性件,通过弹片的最大扭转变形量,来限制摆动轴转动的角度,便于及时改变给第一线圈和第二线圈通入电流的方向和大小;并在取消对所述第一线圈和所述第二线圈通电后,在弹片自身的恢复力作用下,将摆动轴复位到初始状态的复位作用,而不是像现有技术中来驱动弹片带动摆动轴转动,从而对弹片起到保护作用。
5.本发明提供的磁悬浮振动电机,弹片的两端具有第一插接部和第二插接部,将弹片的中部宽度设计的小于其两端的宽度,使得弹片从第一插接部开始到中部,其变形量逐渐增大,从其中部到第二插接部,其变形量逐渐减少,则形成以弹片的中部作为缓冲区,使得弹片具有所需的扭转变形量,该扭转变形量限制着摆动轴的摆动角度范围,和取消给线圈通电后,将摆动轴复位到初始状态;同时,第二插接部的宽度大于第一插接部的宽度,其扭转变形量很小,使插接第二插接部的外壳不随着摆动轴摆动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为背景技术中对比文件中磁悬浮振动电机的电磁回路结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的磁悬浮振动电机的立体结构示意图;
图3为图2中磁悬浮振动电机的爆炸示意图;
图4为图2中磁悬浮振动电机的纵向剖面示意图;
图5为图2中磁悬浮振动电机外壳中第一壳体和第二壳体的结构示意图;
图6为图2中磁悬浮振动电机出掉第一壳体后的结构示意图;
图7为图2中磁悬浮振动电机内摆动轴与质量块、弹片的装配示意图;
图8为图2中磁悬浮振动电机内增磁部件的结构示意图;
图9为图2中磁悬浮振动电机内第一铁芯与第一磁体、第二铁芯与第二磁体形成两个电磁回路的结构示意图;
图10为图2中磁悬浮振动电机内弹片的结构示意图;
附图标记说明:
1-外壳;11-第一壳体;12-第二壳体;111-第一凹陷槽;112-第二凹陷槽;113-第三凹陷槽;114-第四凹陷槽;115-穿线孔;116-第二部分;117-凸起;13-安装通孔;
2-摆动轴;21-第一插槽;
3-振动组件;31-第一磁体;32-第二磁体;33-质量块;331-第一安装凹槽;332-第二安装凹槽;
4-定子组件;41-第一线圈;42-第二线圈;43-增磁部件;431-中间臂;432-外侧臂;
5-轴承;
6-弹片;61-第一插接部;62-第二插接部;63-中部。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种磁悬浮振动电机,如图2、图3和图4所示,包括外壳1、摆动轴2、振动组件3、定子组件4以及弹片6。
如图5所示,外壳1包括具有第一开口的第一壳体11和具有第二开口的第二壳体12,第一壳体11的开口扣合在第二壳体12的开口上形成闭合的安装腔体。第一壳体11的顶部和第二壳体12的底部上分别开设一个安装通孔;并在安装通孔的内侧表面上具有两个凸起,便于对后续增磁部件43安装在安装通孔内进行限位。
第一壳体11的顶部内壁面具有向内凹陷的四个凹陷槽,为便于表述分别为第一凹陷槽111、第二凹陷槽112、第三凹陷槽113和第四凹陷槽114,分别用于安装下文中提到的一个轴承、质量块33、另一个轴承以及弹片6;其中,第二凹陷凹槽的两端分别与第一凹陷槽111和第三凹陷槽113形成台阶槽,第三凹陷槽113与第四凹陷槽114形成台阶槽,上述的安装通孔位于第二凹陷槽112内。
第二壳体12的结构与第一壳体11的结构对称,也具有上述的第一凹陷槽111、第二凹陷槽112、第三凹陷槽113和第四凹陷槽114,两个第一凹陷槽111形成一个放置轴承的环形槽;两个第三凹陷槽113形成放置另一个轴承的环形槽;两个第二凹陷槽112形成放置质量块33的第一腔体,以及两个第四凹陷槽114围成放置弹片6的第二腔体。优选地,第一壳体11与第二壳体12的边缘采用紧固件固定连接,例如螺栓组件或者螺钉。
如图6所示,摆动轴2位于安装腔体中,其一端伸出安装腔体外且用于连接受其驱动的部件,例如牙刷,另一端与外壳1之间设置弹片6。
振动组件3固定在摆动轴2上,振动组件3包括第一磁体31、第二磁体32以及质量块33。其中,质量块33套接在摆动转上且沿摆动轴2的轴向延伸;沿摆动轴2的径向,第一磁体31和第二磁体32对称设置在质量块33两侧端面上,使得质量块33的两端配重一致,质量块33和两块磁体的组件体安装在上述的第一腔体内;第一磁体31与第二磁体32相互面对的一端的极性相反。例如第一磁体31朝向第二磁体32一侧为S极,另一侧为N极,对应地,第二磁体32朝向第一磁体31的一侧为N极,另一侧为S极,第一磁体31和第二磁体32优选为磁铁。
如图7所示,质量块33的两侧端面上分别开设第一安装凹槽331和第二安装槽,第一磁体31和第二磁体32分别嵌入安装在第一安装凹槽331和第二安装凹槽332内,与质量块33形成一个整体。如图4所示,第一安装凹槽331和第二安装凹槽332沿摆动轴2的轴向呈贯通槽,第一磁体31的一端嵌入第一安装凹槽331内,另一端伸出质量块33,便于第一磁体31的安装;在安装磁体时,只需沿着摆动轴2的轴向,将磁体一端逐渐插入安装凹槽内即可;或者沿摆动轴2的径向,将磁体整体插入安装凹槽内即可。也即,设有两块磁体的质量块33直接固定在摆动轴2上,当给第一线圈41和第二线圈42通电后,由质量块33摆动直接带动摆动轴2摆动,从而增大传递至摆动轴2上的驱动力,使得摆动轴2更容易摆动。
如图3所示,定子组件4包括第一线圈41、第二线圈42和两个增磁部件43。其中,两个增磁部件43分别固定在第一壳体11和第二壳体12上的安装通孔内,并被两个凸起限位,第一线圈41和第二线圈42分别套设在一个增磁部件43上,且对称设置在第一壳体11和第二壳体12上,例如通过胶粘接在外壳1上;沿竖直方向上,第一线圈41和第二线圈42位于质量块33的两侧。第一壳体11和第二壳体12上分别开设供第一线圈41和第二线圈42的电极引线穿出外界的穿线孔115。
当给第一线圈41和第二线圈42通电后,分别产生一个电磁场,在该电磁场的作用下,驱动第一磁体31和第二磁体32带动质量块33、摆动轴2摆动所需角度,进而使得固定在摆动轴2上位于外壳1外的牙刷振动。两个增磁部件43的设置,能够分别增大第一线圈41和第二线圈42通电后产生电磁场的磁场强度,以增大驱动摆动轴2摆动的驱动力,使得摆动轴2更容易振动;同时,第一磁体31与第二磁体32相互面对的一侧极性相反,使得第一磁体31的固定磁场和第二磁体的固定磁场32分别与一个增磁部件43形成一个电磁回路。
对于增磁部件43而言,如图8所示,增磁部件43为呈E字形的铁芯,E字形的开口朝向安装腔体内,第一线圈41套设在一个E字形铁芯的中间臂431上,第二线圈42套设在另一个E字形铁芯的中间臂431上;振动组件3处于两个E字形铁芯外侧臂432围成的空间内,且铁芯与质量块33之间预留所需间隙。
如图9所示,当给第一线圈41和第二线圈42通电后,第一线圈41和第二线圈42产生的电磁场被集中在E字形的三个臂上,为便于表述,将第一线圈41和第二线圈42上的E字形铁芯分别表述为第一铁芯和第二铁芯,第一铁芯的三个臂上的极性分别为N-S-N,第二铁芯的三个臂的极性分别为S-N-S,则第一铁芯与第一磁体31之间形成一个电磁回路,其走向为:第一铁芯的N—第一磁体31的S极—第一磁体31的N极—第一铁芯的S极;第二铁芯与第二磁体32之间形成另一个电磁回路,其走向为:第二铁芯的N—第二磁体32的S极—第二磁体32的N极—第二铁芯的S极;由于两个磁体相互面对的一端的极性方向,则两个电磁回路处于质量块33的两个对角上,在摆动轴2对称的两侧产生两个电磁场,进而对摆动轴2产生两个对称的驱动力,该驱动力的方向一致,驱动摆动轴2朝向一个方向转动,使得摆动轴2所受到的作用力不是偏心力,而是形成以摆动轴2的中心为支点的杠杆,杠杆的两端分别具有一个电磁场,使得摆动轴2受到均衡的作用力,两个电磁力共同驱动下,使得摆动轴2更容易摆动,相对地降低振动电机振动所需的能耗的一半。
对于弹片6而言,如图10所示,弹片6为板块状,摆动轴2的另一端端面上开设第一插槽21,外壳1的内壁面上设置有第二插槽,第二插槽由两部分组成,第一部分开设在第一壳体11上,第二部分116开设在第二壳体12上,当第一壳体11与第二壳体12安装到位后,第一部分与第二部分116围成上述的第二插槽;弹片6安装在上述的第二腔体内,其一端插入第一插槽21内,另一端插入第二插槽内。在摆动轴2摆动时,弹片6位于第二插槽内的一端处于固定状态,另一端随着摆动轴2摆动,使得弹片6发生扭转运动,设置弹片6的作用是用于限制摆动轴2转动的角度,和用于在取消对第一线圈41和第二线圈42通电后,将摆动轴2复位到初始状态。
如图8所示,弹片6的两端具有第一插接部61和第二插接部62,弹片6的宽度从第一插接部61起到其中部63呈逐渐减小,并从其中部63到第二插接部62呈逐渐增大,且第二插接部62的宽度大于第一插接部61的宽度;第一插接部61和第二插接部62分别插接在第一插槽21内和第二插槽内。弹片6的宽度越小,其劲度越大,越容易变形,具有的变形量越大;将弹片6的中部63宽度设计的小于其两端的宽度,使得弹片6从第一插接部61开始到中部63,其变形量逐渐增大,从其中部63到第二插接部62,其变形量逐渐减少,则形成以弹片6的中部63作为缓冲区,使得弹片6具有所需的扭转变形量,该扭转变形量限制着摆动轴2的摆动角度范围;同时,第二插接部62的宽度大于第一插接部61的宽度,其扭转变形量很小,使插接第二插接部62的外壳1不随着摆动轴2摆动。弹片6扭转变形量越大,其允许摆动轴2摆动的角度越大;相反,扭转变形量越小,其允许摆动轴2摆动的角度越小;在实际使用过程中,根据质量块33的配合和弹片6的扭转变形量,来确定摆动轴2摆动的频率。
摆动轴2上还套设有两个轴承,两个轴承位于质量块33的两侧,分别固定在上述的两个第一凹陷槽111形成的环形腔体和两个第三凹陷槽113形成的环形腔体内,减少摆动轴2转动时所受到的摩擦力。
此实施方式中的磁悬浮振动电机,未通电之前,弹片6处于初始状态下,质量块33也保持在水平平衡状态;当给第一线圈41和第二线圈42通入正向电后,第一铁芯上三个臂的极性为N-S-N,第二铁芯上的三个臂的极性为S-N-S,根据异性相吸,同性相斥的原理,第一铁芯右侧臂上的N极吸引第二磁体32外侧端的S极,中间臂431上的S极吸引第二磁体32内侧端的N极;类似地,第二铁芯左侧臂上的S极吸引第一磁体31外侧端的N极,中间壁上的N极吸引第二磁体32内侧端的S极,在两个电磁场作用下,驱动摆动轴2做顺时针转动,并带动弹片6做扭转变形,当弹片6扭转变形到极限值时,将限制摆动轴2继续沿顺时针转动;此时给第一线圈41和第二线圈42通入反向电,则第一铁芯上的三个臂的极性和第二铁芯的三个臂的极性对调,驱动摆动轴2做逆时针转动,带动弹片6反正扭转,弹片6恢复到初始状态;摆动轴2继续做逆时针转动,则弹片6再次发生扭转变形,直到再次达到弹片6的扭转变形极限值,则给线圈通电通正向电,以实现摆动轴2以其轴线为中心轴左右往复摆动;或者停止给线圈通电,此时在弹片6自身的恢复力作用下,驱动摆动轴2朝向初始位置转动,并回到摆动轴2的初始状态。
此结构的磁悬浮振动电机,由于设置两个线圈,以及两个磁体相互面对的一端极性相反,同时在两个线圈上分别设置一个E字形的铁芯,来增强线圈产生的磁场,使得两个铁芯分别与两个磁体之间形成一个电磁回路,两个电磁回路产生两个驱动力,增大驱动摆动轴2摆动的驱动力,使得摆动轴2更容易摆动,振动电机所需要外界的能耗更低;质量块33直接带动摆动轴2摆动,摆动轴2带动弹片6摆动,通过弹片6的扭转变形量来限制摆动轴2摆动的角度,使得电磁力更高效地传递;整个振动电机的结构紧凑,只需设置两个壳体,在外壳1上形成所需的安装腔体,无需像现有技术中设置多个固定架来支撑,从而使得该振动电机的安装和拆卸方便。
此实施方式中的振动电机的装配工艺为:将质量块33预先固定在摆动轴2上,第一磁体31和第二磁体32分别插入质量块33两侧端面上的第一安装凹槽331和第二安装凹槽332内,将两个轴承预先套设在摆动轴2上且位于质量块33的两侧;弹片6的第一插接部61插入摆动轴2上的第一插槽21,以形成一个组合体;将第一铁芯和第二铁芯分别安装在第一壳体11和第二壳体12的安装通孔内,并将第一线圈41和第二线圈42分别套设在第一铁芯和第二铁芯的中间臂431上;之后再将摆动轴2整体安装在第二壳体12的内腔中,两个轴承分别位于第一凹陷槽111和第三凹陷槽113,质量块33位于第二凹陷槽112内,弹片6位于第四凹陷槽114且其另一端插入第二插槽的第二部分116内,摆动轴2远离弹片6的一端穿过第二壳体12上的通槽向外伸出连接于其他被驱动部件,例如牙刷;最后将第一壳体11扣在第二壳体12上,使得第一线圈41与第二线圈42正对,采用紧固件将两个壳体固定连接即可。
作为可替换的实施方式,外壳1还可以设置成第二壳体12和一个盖板,上述的安装腔体成型在第二壳体12内,只需将盖板固定在第二壳体12的开口上即可。对于外壳1的形状而言,可以为圆形或者长方形,或者其他形状都可以。
作为可替换的实施方式,弹片6的宽度还可以从第一插接部61朝向第二插接部62逐渐增加,使得第一插接部61处的扭矩大,越靠近第二插接部62的扭转变形量越小;或者,还可以将弹片6的宽度保持一致,弹片6的中部63采用弹性大的材质制成,两端材质弹性小的材料制成,使得中部63弹性变形大。
作为可替换的实施方式,弹片6还可以被其他的弹性件代替,例如扭簧或者就有扭转变形的弹性体,只需该弹性件用于限制摆动轴2转动的角度,和用于在取消对第一线圈41和第二线圈42通电后,将摆动轴2复位到初始状态即可。
作为进一步的变形,质量块33的两端还可以不设置第一安装凹槽331和第二安装凹槽332,采用其他固定方式将第一磁体31和第二磁体32固定。例如,粘接方式或者点焊方式等等。
作为可替换的实施方式,振动组件3中还可以不设置质量块33,仅包括上述的第一磁体31和第二磁体32;沿摆动轴2的径向,将第一磁体31和第二磁体32相对设置在摆动轴2两侧上即可。
作为可替换的实施方式,增磁部件43还可以其他结构,只需为软磁体,当给线圈通电后,能够增强线圈产生电磁场的强度即可,例如软磁铁氧体。
作为进一步的变形,增磁部件43的形状除了为E字形,还可以为其他形状,例如M形状。
作为进一步的变形,上述的定子组件4还可以不设置增磁部件43,只包括上述的第一线圈41和第二线圈42;直接采用第一线圈41和第二线圈42通电后,各自产生的电磁场来驱动两块磁体和质量块33带动摆动轴2摆动所需角度。
也即磁悬浮振动电机只需包括外壳1、摆动轴2、振动组件3以及定子组件4,外壳1具有安装腔体;摆动轴2位于安装腔体中,其一端伸出安装腔体外且用于连接受其驱动的部件;振动组件3沿摆动轴2的径向,具有相对设置在摆动轴2两侧上的第一磁体31和第二磁体32,第一磁体31与第二磁体32相互面对的一端的极性相反;定子组件4设置在外壳1上,沿竖直方向上,具有位于振动组件3两侧且相对设置的第一线圈41和第二线圈42;在给第一线圈41和第二线圈42通电后,其产生驱动第一磁体31和第二磁体32带动摆动轴2绕其轴线做摆动运动;第一线圈41和第二线圈42产生的电磁场分别与第一磁体31和第二磁体32形成一个电磁回路。两个电磁回路对摆动轴2产生两个驱动力,增大驱动摆动轴2的驱动力,使得摆动轴2更容易转动,所需要能耗低。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种磁悬浮振动电机,其特征在于,包括
外壳(1),具有安装腔体;
摆动轴(2),位于所述安装腔体中,其一端伸出所述安装腔体外且连接于受其驱动的部件;
振动组件(3),沿所述摆动轴(2)的径向,具有相对设置在所述摆动轴(2)两侧上的第一磁体(31)和第二磁体(32),所述第一磁体(31)与所述第二磁体(32)相互面对的一端的极性相反;
定子组件(4),设置在所述外壳(1)上,沿竖直方向上,具有位于所述振动组件(3)两侧且相对设置的第一线圈(41)和第二线圈(42);
在给所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)通电后,其产生驱动所述第一磁体(31)和第二磁体(32)带动所述摆动轴(2)绕其轴线做摆动运动;所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)产生的电磁场分别与所述第一磁体(31)和第二磁体(32)形成一个电磁回路;
所述定子组件(4)还包括设置在所述外壳(1)上且与所述第一线圈(41)和第二线圈(42)一一对应的增磁部件(43),所述增磁部件(43)用于增强各自所对应的线圈产生电磁场的磁场强度;
所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)分别设置在各自对应的增磁部件(43)上;
所述增磁部件(43)呈E字形,所述外壳(1)上开设适于所述增磁部件(43)嵌入的安装通孔,所述增磁部件(43)的E字形开口位于所述安装腔体内;与所述增磁部件(43)对应的所述线圈套设在所述E字形的中间臂(431)上;所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)位于所述增磁部件(43)的外侧两臂之间的空间内;
当给第一线圈(41)和第二线圈(42)通入正向电后,第一铁芯上三个臂的极性为N-S-N,第二铁芯上的三个臂的极性为S-N-S,根据异性相吸,同性相斥的原理,第一铁芯右侧臂上的N极吸引第二磁体(32)外侧端的S极,中间臂(431)上的S极吸引第二磁体(32)内侧端的N极;
第二铁芯左侧臂上的S极吸引第一磁体(31)外侧端的N极,中间壁上的N极吸引第二磁体(32)内侧端的S极,在两个电磁场作用下,驱动摆动轴(2)做顺时针转动,并带动弹片(6)做扭转变形,当弹片(6)扭转变形到极限值时,将限制摆动轴(2)继续沿顺时针转动;
给第一线圈(41)和第二线圈(42)通入反向电,则第一铁芯上的三个臂的极性和第二铁芯的三个臂的极性对调,驱动摆动轴(2)做逆时针转动,带动弹片(6)反正扭转,弹片(6)恢复到初始状态;摆动轴(2)继续做逆时针转动,则弹片(6)再次发生扭转变形,直到再次达到弹片(6)的扭转变形极限值,则给线圈通电通正向电,以实现摆动轴(2)以其轴线为中心轴左右往复摆动;或者停止给线圈通电,此时在弹片(6)自身的恢复力作用下,驱动摆动轴(2)朝向初始位置转动,并回到摆动轴(2)的初始状态。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:所述增磁部件(43)为铁芯。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:所述振动组件(3)还包括套接在所述摆动轴(2)上且沿所述摆动轴(2)的轴向延伸的质量块(33);所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)通过设置在所述质量块(33)上而固定在所述摆动轴(2)上。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:沿所述摆动轴(2)的径向,所述质量块(33)的两端面上分别开设适于所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)嵌入的第一安装凹槽(331)和第二安装凹槽(332)。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:所述摆动轴(2)的另一端与外壳(1)之间还设有弹性件,所述弹性件用于限制所述摆动轴(2)转动的角度,和用于在取消对所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)通电后,将所述摆动轴(2)复位到初始状态。
6.根据权利要求5所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:所述弹性件为弹片(6),所述弹片(6)的一端插接在所述摆动轴(2)另一端端面上的第一插槽(21)内,另一端插入所述外壳(1)上的第二插槽内。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮振动电机,其特征在于:所述弹片(6)的两端具有第一插接部(61)和第二插接部(62),所述弹片(6)的宽度从所述第一插接部(61)起到其中部(63)呈逐渐减小,并从其中部(63)到所述第二插接部(62)呈逐渐增大,且所述第二插接部(62)的宽度大于所述第一插接部(61)的宽度;
所述第一插接部(61)和所述第二插接部(62)分别插接在所述第一插槽(21)内和第二插槽内。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的磁悬浮振动电机,所述外壳(1)包括具有第一开口的第一壳体(11)和具有第二开口的第二壳体(12);所述第一壳体(11)的第一开口扣设在所述第二壳体(12)的第二开口上,以形成闭合的所述安装腔体。
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