CN111463990B - 一种高寿命线性马达及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高寿命线性马达，包括机壳，机壳的底部连接有底板，机壳的内壁上连接有第二磁钢组，第二磁钢组的内部设有第一磁钢组，机壳的内部设有第一驱动线圈和第二驱动线圈，第一驱动线圈和第二驱动线圈分别位于第二磁钢组的上方和下方；本发明还公开了一种高寿命线性马达的实现方法。本发明采用独特的磁路设计，使第一磁钢组充当振子，并能够悬浮在空间中，形成装配间隙、运动间隙及运动空间，主要是通过磁钢组间的相互作用以及导磁结构的对称设置实现的，当第一磁钢组偏离平衡位置，则在磁力的作用下会将其拉回平衡位置，从而产生磁弹簧的作用。
Description
技术领域
本发明属于马达技术领域，具体涉及一种高寿命线性马达及其实现方法。
背景技术
伴随着振动反馈应用的不断拓展，已经在手机、家电、游戏机、VR&AR、车载、电子日用品等多个领域得到了很好的应用。线性振动电机多采用弹性执行机构(“机械弹簧”)作为周期性振动的回复力，材料的选择可以为金属钣金件、弹性硅胶等，但无论选择何种都存在同样的问题。例如，
(1)、长期使用情况下，弹性执行机构存在疲劳失效风险；
(2)、组装工艺过程需使用焊接等组装工艺，可能导致弹性执行机构的损伤，引起寿命的急剧降低；
(3)、不论是金属还是非金属弹性执行机构，内部必然或多或少存在缺陷，当缺陷位于某些关键位置时，必定大大降低寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高寿命线性马达，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种高寿命线性马达，具有不存在弹性执行机构却能够实现线性往复运动，具有很高的寿命的特点。
本发明另一目的在于提供一种高寿命线性马达的实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高寿命线性马达，包括机壳，机壳的底部连接有底板，机壳的内壁上连接有第二磁钢组，第二磁钢组的内部设有第一磁钢组，机壳的内部设有第一驱动线圈和第二驱动线圈，第一驱动线圈和第二驱动线圈分别位于第二磁钢组的上方和下方。
在本发明中进一步地，第一磁钢组和第二磁钢组分别由三个永磁体叠加连接而成。
在本发明中进一步地，永磁体为环形结构。
在本发明中进一步地，机壳的内部设有铁芯，铁芯贯穿第一磁钢组的内部，且铁芯的上下两端分别位于第一驱动线圈和第二驱动线圈的内部。
在本发明中进一步地，机壳的内部设有两个铁芯，两个铁芯分别位于第一驱动线圈和第二驱动线圈的内部。
在本发明中进一步地，第一磁钢组的内部连接有配重块。
在本发明中进一步地，机壳、底板和铁芯均为导磁构件。
在本发明中进一步地，所述的高寿命线性马达的实现方法，包括以下步骤：
(一)、机壳和底板构成封闭的容腔，容纳内部的第一驱动线圈、第一磁钢组、第二磁钢组、铁芯和第二驱动线圈；
(二)、第二磁钢组为马达提供驱动磁场；
(三)、第一驱动线圈和第二驱动线圈构成电路，通电时形成电场，电场与磁场相互作用，驱动第一磁钢组运动，产生振动效果；
(四)、第一驱动线圈和第二驱动线圈未通电时，第一磁钢组受到的轴向、径向合力均为零，悬浮在平衡位置，第一驱动线圈和第二驱动线圈通电后，产生的电场干扰原磁场的平衡，使得第一磁钢组受力运动，周期性的信号供电产生周期性的运动。
在本发明中进一步地，所述的高寿命线性马达的实现方法，第一磁钢组和第二磁钢组分别由三个永磁体叠加连接而成，永磁体为环形结构，机壳的内部设有铁芯，铁芯贯穿第一磁钢组的内部，且铁芯的上下两端分别位于第一驱动线圈和第二驱动线圈的内部，机壳的内部设有两个铁芯，两个铁芯分别位于第一驱动线圈和第二驱动线圈的内部，第一磁钢组的内部连接有配重块，机壳、底板和铁芯均为导磁构件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用独特的磁路设计，使第一磁钢组充当振子，并能够悬浮在空间中，形成装配间隙、运动间隙及运动空间，主要是通过磁钢组间的相互作用以及导磁结构的对称设置实现的，当第一磁钢组偏离平衡位置，则在磁力的作用下会将其拉回平衡位置，从而产生磁弹簧的作用；
2、本发明无机械弹簧结构，不存在应力应变疲劳的情况，从而增加了马达的使用寿命；
3、本发明设置了铁芯，第一磁钢组运动，磁感线就会切割铁芯，产生电动势及涡流，增大损耗，降低断电后的停止时间；
4、本发明在第一磁钢组的内部连接有配重块，通过配重块增加第一磁钢组的重量，从而可以增加马达的振感。
附图说明
图1为本发明的结构爆炸示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明的磁钢组充磁方向示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图中：1、机壳；2、第一驱动线圈；3、第一磁钢组；4、第二磁钢组；5、铁芯；6、第二驱动线圈；7、底板；8、配重块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种高寿命线性马达，包括机壳1，机壳1的底部连接有底板7，机壳1的内壁上连接有第二磁钢组4，第二磁钢组4的内部设有第一磁钢组3，机壳1的内部设有第一驱动线圈2和第二驱动线圈6，第一驱动线圈2和第二驱动线圈6分别位于第二磁钢组4的上方和下方。
进一步地，第一磁钢组3和第二磁钢组4分别由三个永磁体叠加连接而成，永磁体为环形结构。
通过采用上述技术方案，三个永磁体相互之间通过胶水粘接，第一磁钢组3充当振子，运动为外部提供振动效果；第二磁钢组4为马达驱动提供磁场；
永磁体的充磁方向如图3所示，一旦第一磁钢组3偏离平衡位置，则在磁力的作用下会将其拉回平衡位置，从而产生磁弹簧的作用。
进一步地，机壳1的内部设有铁芯5，铁芯5贯穿第一磁钢组3的内部，且铁芯5的上下两端分别位于第一驱动线圈2和第二驱动线圈6的内部。
通过采用上述技术方案，第一磁钢组3运动磁感线就会切割铁芯5，产生电动势及涡流，增大损耗，降低断电后的停止时间。
进一步地，机壳1、底板7和铁芯5均为导磁构件。
通过采用上述技术方案，机壳1、底板7和铁芯5为铁素体不锈钢、低碳钢、工业纯铁等材料，本实施例优选为铁素体不锈钢材料，导磁结构相互对称设置。
实施例2
请参阅图4，本实施例与实施例1不同之处在于：进一步地，机壳1的内部设有两个铁芯5，两个铁芯5分别位于第一驱动线圈2和第二驱动线圈6的内部，且两个铁芯5分别与机壳1以及底板7通过胶水粘接，第一磁钢组3的内部连接有配重块8。
通过采用上述技术方案，配重块8与第一磁钢组3通过胶水粘接，通过配重块8增加第一磁钢组3的重量，从而可以增加马达的振感。
进一步地，本发明所述的高寿命线性马达的实现方法，包括以下步骤：
(一)、机壳1和底板7构成封闭的容腔，容纳内部的第一驱动线圈2、第一磁钢组3、第二磁钢组4、铁芯5和第二驱动线圈6；
(二)、第二磁钢组4为马达提供驱动磁场；
(三)、第一驱动线圈2和第二驱动线圈6构成电路，通电时形成电场，电场与磁场相互作用，驱动第一磁钢组3运动，产生振动效果；
(四)、第一驱动线圈2和第二驱动线圈6未通电时，第一磁钢组3受到的轴向、径向合力均为零，悬浮在平衡位置，第一驱动线圈2和第二驱动线圈6通电后，产生的电场干扰原磁场的平衡，使得第一磁钢组3受力运动，周期性的信号供电产生周期性的运动。
综上所述，本发明采用独特的磁路设计，使第一磁钢组充当振子，并能够悬浮在空间中，形成装配间隙、运动间隙及运动空间，主要是通过磁钢组间的相互作用以及导磁结构的对称设置实现的，当第一磁钢组偏离平衡位置，则在磁力的作用下会将其拉回平衡位置，从而产生磁弹簧的作用；本发明无机械弹簧结构，不存在应力应变疲劳的情况，从而增加了马达的使用寿命；本发明设置了铁芯，第一磁钢组运动，磁感线就会切割铁芯，产生电动势及涡流，增大损耗，降低断电后的停止时间；本发明在第一磁钢组的内部连接有配重块，通过配重块增加第一磁钢组的重量，从而可以增加马达的振感。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种高寿命线性马达，包括机壳(1)，其特征在于：机壳(1)的底部连接有底板(7)，机壳(1)的内壁上连接有第二磁钢组(4)，第二磁钢组(4)的内部设有第一磁钢组(3)，机壳(1)的内部设有第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)，第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)分别位于第二磁钢组(4)的上方和下方；
机壳(1)的内部设有铁芯(5)，铁芯(5)贯穿第一磁钢组(3)的内部，且铁芯(5)的上下两端分别位于第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)的内部，铁芯(5)的上端与机壳(1)连接，铁芯(5)的下端与底板(7)连接。
2.一种高寿命线性马达，包括机壳(1)，其特征在于：机壳(1)的底部连接有底板(7)，机壳(1)的内壁上连接有第二磁钢组(4)，第二磁钢组(4)的内部设有第一磁钢组(3)，机壳(1)的内部设有第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)，第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)分别位于第二磁钢组(4)的上方和下方；
机壳(1)的内部设有两个铁芯(5)，两个铁芯(5)分别位于第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)的内部，且两个铁芯(5)分别与机壳(1)以及底板(7)通过胶水粘接，第一磁钢组(3)沿其轴向振动。
3.根据权利要求1或2所述的一种高寿命线性马达，其特征在于：机壳(1)、底板(7)和铁芯(5)均为导磁构件。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高寿命线性马达的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)、机壳(1)和底板(7)构成封闭的容腔，容纳内部的第一驱动线圈(2)、第一磁钢组(3)、第二磁钢组(4)、铁芯(5)和第二驱动线圈(6)；
(二)、第二磁钢组(4)为马达提供驱动磁场；
(三)、第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)构成电路，通电时形成电场，电场与磁场相互作用，驱动第一磁钢组(3)运动，产生振动效果；
(四)、第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)未通电时，第一磁钢组(3)受到的轴向、径向合力均为零，悬浮在平衡位置，第一驱动线圈(2)和第二驱动线圈(6)通电后，产生的电场干扰原磁场的平衡，使得第一磁钢组(3)受力运动，周期性的信号供电产生周期性的运动。
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