CN109660101A - 一种线性振动模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种线性振动模组，包括可动组件，固定支架，永久磁铁，和电磁铁；所述永久磁铁和电磁铁中的其中一种设置在可动组件上，而另一种设置在固定支架上；所述电磁铁包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈，所述永久磁铁和电磁铁并排设置；所述线性振动模组的振动方向为水平方向，所述永久磁铁和电磁铁的磁化方向均平行于线性振动模组的振动方向；所述线圈中施加有电流方向呈周期性变化的交变电流。本发明通过设置永久磁铁和电磁铁，使永久磁铁和电磁铁并排设置，并在线圈中施加交变电流，使电磁铁的两端磁极随着电流方向的变化而变化，使永久磁铁和电磁铁的相互间作用力方向随交变电流的方向而变化，最终驱动可动组件沿线性方向回来振动。

Description

一种线性振动模组

技术领域

本发明涉及线形振动技术领域，尤其涉及一种线性振动模组。

背景技术

现有的线性振动模组如常规的线性振动马达，线性振动马达在电子设备领域如手机、车载等领域，已被广泛应用。现有常规的线性振动马达，其结构一般为在上盖上设置平板形状的线圈，振子包括质量块和固定在质量块中的永久磁铁，线圈位于永久磁铁的正上方。

发明内容

本发明提供了一种与常规的线性振动马达结构不同的线性振动模组。本发明提供的线性振动模组，包括可动组件，固定支架，永久磁铁，和电磁铁，所述永久磁铁和电磁铁并排设置。线性振动模组的振动方向为水平方向，所述永久磁铁和电磁铁的磁化方向均平行于线性振动模组的振动方向，即均为水平方向；所述永久磁铁和电磁铁中的其中一种设置在可动组件上，而另一种设置在固定支架上，所述电磁铁包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈，所述线圈中施加有电流方向呈周期性变化的交变电流。

本发明通过设置永久磁铁和电磁铁，使永久磁铁和电磁铁并排设置，并在线圈中施加交变电流，使电磁铁的两端磁极随着电流方向的变化而变化，使永久磁铁和电磁铁的相互间作用力方向随交变电流的方向而变化，最终驱动可动组件沿线性方向回来振动。另外，与常规的线性振动马达的结构相比，本申请用永久磁铁和电磁铁作为动力驱动结构，启止振时间少，可以实现比较大的振动量，结构比较简单。

进一步的，所述电磁铁固定在可动组件上，所述永久磁铁设置在固定支架上。

进一步的，所述永久磁铁固定在可动组件上，所述电磁铁设置在固定支架上。

进一步的，所述永久磁铁固定在可动组件上，所述电磁铁设置在固定支架上；所述永久磁铁包括第一永久磁铁和第二永久磁铁，所述电磁铁设置在第一永久磁铁和第二永久磁铁的中间，且第一永久磁铁、电磁铁、第二永久磁铁三者相互间保持有间隙；所述第一永久磁铁和第二永久磁铁的磁极相对设置。

进一步的，所述电磁铁固定在可动组件上，所述永久磁铁设置在固定支架上；所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，所述永久磁铁设置在第一电磁铁和第二电磁铁的中间；所述第一电磁铁包括第一铁芯和缠绕在所述第一铁芯上的第一线圈，所述第二电磁铁包括第二铁芯和缠绕在所述第二铁芯上的第二线圈；通电后同一时间内，所述第一电磁铁和第二电磁铁的磁极相对设置。

进一步的，所述线性振动模组还包括控制器，所述控制器控制通过第一线圈和第二线圈中的交变电流的方向，使在同一时间所述第一电磁铁和第二电磁铁上相互靠近的两个磁极的磁极相对。

进一步的，所述可动组件包括显示模组。

进一步的，所述线性振动模组应用于车载，所述显示模组包括显示屏以及触摸屏，所述固定支架为汽车中控台。

进一步的，所述线性振动模组为线性振动马达，所述可动组件为振子，所述固定支架为线性振动马达的外壳。

进一步的，所述可动组件的两端还设置有弹性元件，所述可动组件通过弹性元件悬置在固定支架上。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过设置永久磁铁和电磁铁，使永久磁铁和电磁铁并排设置，并在线圈中施加交变电流，使电磁铁的两端磁极随着电流方向的变化而变化，使永久磁铁和电磁铁的相互间作用力方向随交变电流的方向而变化，最终驱动可动组件沿线性方向回来振动。另外，与常规的线性振动马达的结构相比，本申请用永久磁铁和电磁铁作为动力驱动结构，启止振时间少，可以实现比较大的振动量，结构比较简单。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的一种线性振动模组的示意图；

图2为本发明实施例一的线圈通电后电磁铁对永久磁铁的力的示意图；

图3为本发明实施例一的线圈电流方向变化后电磁铁对永久磁铁的力的示意图；

图4为本发明实施例二所述的一种线性振动模组的示意图；

图5为图4中A-A处的剖视图；

图6为本发明实施例二所述的一种线性振动模组的爆炸图；

图7为本发明实施例二的线圈通电后电磁铁对永久磁铁的力的示意图；

图8为本发明实施例二的线圈电流方向变化后电磁铁对永久磁铁的力的示意图。

附图标记：

1-固定支架、2-可动组件、4-永久磁铁、5-弹性元件、21-凸块、31-第一电磁铁、32-第二电磁铁、311-第一铁芯、312-第一线圈、321-第二铁芯、322-第二线圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的一种线性振动模组的结构和作用原理作进一步说明：

实施例一

如图1~图3所示为本发明实施例提供的一种线性振动模组。

如图1所示，线性振动模组包括可动组件2，固定支架1，永久磁铁4，和电磁铁。电磁铁包括铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，所述线圈中施加有电流方向呈周期性变化的交变电流。交变电流的波形可以为正弦曲线，波形也可以为三角形波、正方形波。但优选地可以使用生活中使用的市电，就是具有正弦波形的交流电。

在本实施例中，电磁铁为第一电磁铁31，第一电磁铁31包括第一铁芯311和缠绕在第一铁芯311上的第一线圈312。第一电磁铁31固定在可动组件2上，永久磁铁4设置在固定支架1上。永久磁铁4和第一电磁铁31并排设置，线性振动模组的振动方向为水平方向，第一电磁铁31、和永久磁铁4的磁极方向均平行于线性振动模组的振动方向，即均为水平方向。永久磁铁4和第一电磁铁31的磁化方向大致在同一条线上。

如图2所示，永久磁铁4和第一电磁铁31并排设置，第一电磁铁31在左，永久磁铁4在右。第一线圈312通电后的某一个时间，从左到右，第一电磁铁31的磁极排布为S-N，第一电磁铁31右边的永久磁铁4的磁极排布可以为S-N。这时，永久磁铁4跟第一电磁铁31之间异极相吸，左边的第一电磁铁31给永久磁铁4的力F1方向向左，可动组件2整体上受到一个向左的力，会向左运动。

当线圈中的电流方向发生变化后，如图3所示，从左到右，第一电磁铁31的磁极排布N-S，永久磁铁4的磁极排布为S-N。这时，永久磁铁4跟第一电磁铁31之间同极相互排斥，左边的第一电磁铁31给永久磁铁4的力F1方向向右，可动组件2整体上受到一个向右的力，会向右运动。

因此，随着第一线圈312中交变电流方向的变化，第一电磁铁31跟永久磁铁4相互间的作用力的方向也随之变化。最终驱动可动组件2沿线性方向回来振动。

需要说明的是，第一电磁铁31右边的永久磁铁4的磁极排布可以为N-S。第一线圈312通电后的某一个时间段，可动组件2整体上受到一个向右的力，向右运动。当第一线圈312中的电流方向发生变化后，可动组件2整体上受到一个向左的力，向左运动。

可动组件2的背面具有凸块21，第一电磁铁31固定在凸块21上。可以理解的是，第一电磁铁31还可以通过粘贴，焊接，或者螺丝固定在可动组件2背面。

当第一线圈312通过50-200HZ的交流电时，第一电磁铁31和永久磁铁4产生周期性的吸力和斥力，当交流电频率接近可动组件2第一阶谐振频率时，系统产生共振。

可以理解的是，永久磁铁4和第一电磁铁31的左右位置可互换，也可以是，永久磁铁4在左，第一电磁铁31在右。

可以理解的是，可以在可动组件2上设置多个第一电磁铁31，同时在固定支架1上设置与第一电磁铁31对应数量的永久磁铁4。

可动组件2的两端还设置有弹性元件(图中未示出)，可动组件2通过弹性元件悬置在固定支架1上。在本实施例中，弹性元件是弹片。

需要说明的是，当电磁铁断电后，永久磁铁将会与铁芯之间产生吸力，

弹片的刚度较大，弹片对可动组件2的弹力大于该吸力，可以消除永久磁铁对铁芯之间吸力而造成可动组件2偏离中心位置的距离较大。可动组件2的边缘与固定支架1之间保持稍大的间隙，即使可动组件2稍微偏离中心位置，也不对影响到振动。

本发明通过设置永久磁铁和电磁铁，使永久磁铁和电磁铁并排设置，并在线圈中施加交变电流，使电磁铁的两端磁极随着电流方向的变化而变化，使永久磁铁和电磁铁的相互间作用力方向随交变电流的方向而变化，最终驱动可动组件沿线性方向回来振动。另外，与常规的线性振动马达的结构相比，本申请用永久磁铁和电磁铁作为动力驱动结构，启止振时间少，可以实现比较大的振动量，结构比较简单。

实施例二

如图4~图8所示为本发明实施例提供的一种线性振动模组。

作为实施例一的改进方案，与实施例一不同的是，在本实施例中，如图4~图6所示，电磁铁包括第一电磁铁31和第二电磁铁32，所述永久磁铁4设置在第一电磁铁31和第二电磁铁32的中间。线性振动模组的振动方向为水平方向，第一电磁铁31、永久磁铁4、和第二电磁铁32三者的磁化方向均为水平方向。

第一电磁铁31包括第一铁芯311和缠绕在所述第一铁芯311上的第一线圈312，第二电磁铁32包括第二铁芯321和缠绕在第二铁芯321上的第二线圈322。通电后同一时间内，第一电磁铁31和第二电磁铁32的磁极相对设置。

在不通电的状态下，优选的是，第一电磁铁31、永久磁铁4、第二电磁铁32三者相互间保持有间隙且间隙相同。

例如，如图7所示，从左到右，第一电磁铁31的磁极排布为S-N，位于中间的永久磁铁4的磁极排布可以为S-N，第二电磁铁32的磁极排布为N-S。这时，第一电磁铁31与永久磁铁4之间异极相吸，永久磁铁4给到第一电磁铁31一个力F2的方向是向右的；永久磁铁4跟第二电磁铁32之间同极相排斥，永久磁铁4给到第二电磁铁32另一个力F3的方向也是向右的。这时可动组件2整体上受到一个向右的力，会向右运动。

线性振动模组还包括控制器，所述控制器控制通过第一线圈312和第二线圈322中的交变电流的方向，使在同一时间所述第一电磁铁31和第二电磁铁32上相互靠近的两个磁极的磁极相对。

当第一线圈312和第二线圈322中的交变电流的方向同时发生变化后，如图8所示，第一电磁铁31和第二电磁铁32的磁极方向同时发生变化，变为：从左到右，第一电磁铁31的磁极排布为N-S，位于中间的永久磁铁4的磁极排布可以为S-N，第二电磁铁32的磁极排布为S-N。这时，第一电磁铁31与永久磁铁4之间同极相排斥，永久磁铁4给到第一电磁铁31的力F2方向是向左的；永久磁铁4跟第二电磁铁32之间异极相吸，永久磁铁4给到第二电磁铁32的力F3方向也是向左的。这时可动组件2整体上受到一个向左的力，会向左运动。

因此，随着线圈中交变电流方向的变化，电磁铁跟永久磁铁4相互间的作用力的方向也随之变化。最终驱动可动组件2沿线性方向回来振动。

在本实施例中，所述可动组件2包括显示模组。优选地，所述显示模组包括显示屏以及触摸屏。更进一步的，具有显示模组的线性振动模组，应用于车载，所述固定支架1为汽车中控台。

可动组件2的两端还设置有弹性元件5，所述可动组件2通过弹性元件5悬置在固定支架1上。在本实施例中，弹性元件5是弹片。

需要说明的是，当电磁铁断电后，永久磁铁将会与铁芯之间产生吸力，

弹片的刚度较大，弹片对可动组件2的弹力大于该吸力，可以消除永久磁铁对铁芯之间吸力而造成可动组件2偏离中心位置的距离较大。可动组件2的边缘与固定支架1之间保持稍大的间隙，即使可动组件2稍微偏离中心位置，也不对影响到振动。

在其它实施例中，弹性元件5还可以是弹簧、气缸等。

弹性元件5的一端通过焊接或者螺丝固定在显示模组的两端或者四个角，弹性元件5的另一端固定在汽车中控台。

相比较于实施例一，在本实施例中，通过在永久磁铁4两边分别设置第一电磁铁31和第二电磁铁32，使可动组件2受到的驱动力更大，因此线性振动模组具有更强的震感。同时，第一电磁铁31和第二电磁铁32对称地设置在永久磁铁4两边后，可动组件2分别受到的左右方向的驱动力的平均值均衡，因此线形振动也更均衡。

实施例三

与实施例一不同的是，在本实施例中，所述永久磁铁4固定在可动组件2上，所述电磁铁设置在固定支架1上。

实施例四

作为实施例三的改进方案，在本实施例中，所述永久磁铁4包括第一永久磁铁4和第二永久磁铁4，所述电磁铁设置在第一永久磁铁4和第二永久磁铁4的中间，且第一永久磁铁4、电磁铁、第二永久磁铁4三者相互间保持有间隙；所述第一永久磁铁4和第二永久磁铁4的磁极相对设置。

实施例五

与实施例一不同的是，在本实施例中，所述线性振动模组为线性振动马达，所述可动组件2为振子，所述固定支架1为线性振动马达的外壳。线性振动马达通过永久磁铁4和电磁铁的相互作用来驱动振子来回线形运动。

本线性振动马达可以应用于笔记本电脑、平板、家电、工业产品的领域的屏幕触觉反馈。

本发明相对于现有技术，有益效果如下：

本发明通过设置永久磁铁和电磁铁，使永久磁铁和电磁铁并排设置，并在线圈中施加交变电流，使电磁铁的两端磁极随着电流方向的变化而变化，使永久磁铁和电磁铁的相互间作用力方向随交变电流的方向而变化，最终驱动可动组件沿线性方向回来振动。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种线性振动模组，其特征在于，包括可动组件，固定支架，永久磁铁，和电磁铁；所述永久磁铁和电磁铁中的其中一种设置在可动组件上，而另一种设置在固定支架上；所述电磁铁包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈，所述永久磁铁和电磁铁并排设置；所述线性振动模组的振动方向为水平方向，所述永久磁铁和电磁铁的磁化方向均平行于线性振动模组的振动方向；所述线圈中施加有电流方向呈周期性变化的交变电流。

2.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述电磁铁固定在可动组件上，所述永久磁铁设置在固定支架上。

3.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述永久磁铁固定在可动组件上，所述电磁铁设置在固定支架上。

4.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述永久磁铁固定在可动组件上，所述电磁铁设置在固定支架上；所述永久磁铁包括第一永久磁铁和第二永久磁铁，所述电磁铁设置在第一永久磁铁和第二永久磁铁的中间；所述第一永久磁铁和第二永久磁铁的磁极相对设置。

5.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述电磁铁固定在可动组件上，所述永久磁铁设置在固定支架上；所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，所述永久磁铁设置在第一电磁铁和第二电磁铁的中间；所述第一电磁铁包括第一铁芯和缠绕在所述第一铁芯上的第一线圈，所述第二电磁铁包括第二铁芯和缠绕在所述第二铁芯上的第二线圈；通电后同一时间内，所述第一电磁铁和第二电磁铁的磁极相对设置。

6.如权利要求5所述的线性振动模组，其特征在于，所述线性振动模组还包括控制器，所述控制器控制通过第一线圈和第二线圈中的交变电流的方向，使在同一时间所述第一电磁铁和第二电磁铁上相互靠近的两个磁极的磁极相对。

7.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述可动组件包括显示模组。

8.如权利要求7所述的线性振动模组，其特征在于，所述线性振动模组应用于车载，所述显示模组包括显示屏以及触摸屏，所述固定支架为汽车中控台。

9.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述线性振动模组为线性振动马达，所述可动组件为振子，所述固定支架为线性振动马达的外壳。

10.如权利要求1所述的线性振动模组，其特征在于，所述可动组件的两端还设置有弹性元件，所述可动组件通过弹性元件悬置在固定支架上。