CN111953169B - 一种直流往复电机 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及电机技术领域，特别是一种接通直流电就能实现往复振动或通过往复运动对外输出动力的电机。本直流往复电机包括：机壳、电磁铁对、导线、转换机构、永久磁铁(30)、缓冲机构、输出机构，所述电磁铁对在通电后产生磁场，使所述永磁铁(30)在所述电磁铁对之间滑动，永磁铁(30)滑动一定距离后推动所述转换机构一起在所述电磁铁对之间滑动，而转换机构的滑动可以改变所述电磁铁对的电流的方向，使所述电磁铁对磁极变化，从而使所述永磁铁(30)受力方向变化，实现所述永磁铁(30)往复运动。本直流往复电机结构简单，成本低廉，可应用于诸多领域,如电动工具、电动玩具、振动元件等。

Description

一种直流往复电机

技术领域

本发明专利涉及电机技术领域，特别是一种接通直流电就能实现往复振动或通过直线往复运动对外输出动力的电机

背景技术

目前所用的直流电机都是由其中安装的转子在磁感线的作用下旋转，传统的直流电机使用范围非常广泛、效率高、可靠性好，但还存在一些问题需要解决。

其一：目前所用的直流电机的转子绕组制造较为困难，生产成本较高。

其二：目前的直流电机都是通过带动偏心块转动产振动，这种振动是不规则的，震感也不强，同时由于偏心块的惯性大，使得振动的启动和停止都很慢，不能做很细腻的振动反馈。因此当今手机行业的线性马达应运而生，但线性马达驱动电流需要很强的交流特性，一般需要一个专门的驱动芯片进行驱动，因此造价比较昂贵。

其三：目前的直流电机都需要安装额外的零件实现将旋转运动转换为直线往复运动，如常见的曲柄连杆机构，因此在特定装置中增加了整个装置的体积和能量损耗。

因此，有必要提供一种新的电机解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接通直流电就能直接实现往复振动或通过往复运动对外做功的电机，不仅结构简单、而且易于制造、生产成本低廉。

本发明的目的是这样实现的，一种直流往复电机包括：机壳、电磁铁对、导线、转换机构、永久磁铁(30)、缓冲机构、输出机构。

所述机壳包括：上端盖(1)、上盖(15)和下盖(33)，所述上盖(15)和下盖(33)用于固定所述电磁铁，同时约束所述转换机构和所述永磁铁(30)使其只能在机壳内沿直线滑动。

所述电磁铁对包括：第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁分别固定于机壳两端，且所述第一电磁铁的磁极面正对第二电磁铁的磁极面，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁通电后相对磁极面产生同极磁场，所述第一电磁铁包括铁芯(19)、第一线圈(17)、第一接头(18)、和第三接头(16)组成，所述第二电磁铁由铁芯(19)、第二线圈(26)、第二接头(25)、和第四接头(27)组成。

所述导线用于传导电流，包括：正极接头(4)、负极接头(5)、铜棒(6)、第一上导线(7)、第二上导线(8)、连接导线(10)。

所述转换机构放置在所述机壳内和所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间，由所述永磁铁(30)推动所述转换机构在所述机壳内做间歇直线往复滑动，所述转换机构作用在于通过间歇直线往复运动不断改变流入所述电磁对的电流方向，因此流入所述电磁铁对的电流方向是变化的，进而使所述电磁铁对产生变化磁场，所述转换机构包括：转换架(22)、第一电刷片(2)、第二电刷片(3)、第一转换导线(14)、第二转换导线(29)、刷头(12)、第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)、云母片(11)、弹簧(28)，所述转换架(22)两端都设有通孔(24)，所述刷头(12)有四个，所述通孔(24)两端各放一个刷头(12)，且每个刷头(12)可以沿着所述转换架(22)的通孔(24)内滑动，所述转换架(22)中心设有滑道口(23)，所述第一电刷片(2)安装在所述转换架(22)上，与所述第一转换导线(14)连接，所述第二电刷片(3)安装在所述转换架(22)上，与所述第二转换导线(29)连接，所述第一转换导线(14)和所述第二转换导线(29)内置于所述转换架(22)内，所述第一转换导线(14)两端分别与所述刷头(12)滑动接触，而所述第二转换导线(29)两端分别与另外两个所述刷头(12)滑动接触，所述云母片(11)有四片，分别连接所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)，并一同嵌入所述上盖(15)和所述下盖(33)内表面，使所述通孔(24)上的四个刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)与所述云母片(11)之间滑动，且所述刷头(12)在所述云母片(11)上的最大滑动距离要比所述刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上的最大滑动距离长，因此所述刷头(12)不能同时在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上滑动，但可以同时在所述云母片(11)上滑动，所述弹簧(28)有两个，且所述弹簧(28)两端设有绝缘片，并分别放入所述转换架(22)的两个所述通孔(24)内与所述通孔(24)内的两个刷头(12)之间，同时所述弹簧(28)被压缩，保证所述刷头(12)与所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)或所述云母片(11)接触良好，也保证所述转换机构有一定的摩擦力，来防止回弹。

所述永久磁铁(30)竖直放入所述机壳与所述滑道口(23)内，与所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间，且所述永磁铁(30)的两个磁极面一面正对所述第一电磁铁的磁极面，另一面正对所述第二电磁铁的磁极面，所述永磁铁(30)可以在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间滑动，而所述转换机构可以在所述机壳内通过其内部所述永磁铁(30)推动进行往复滑动，其中应满足所述永磁铁(30)在所述机壳内滑动一定距离后才推动所述转换机构运动，因此本电机永磁铁(30)运动是连续往复滑动，而所述转换器为间歇往复滑动，即在往复运动轨迹的终点停止一段时间后滑动，因此所述转换机构在所述机壳内的滑动距离远小于所述永磁铁(30)在所述机壳内的滑动距离。

所述缓冲机构包括弹性垫片(20)和低回弹垫片(21)，所述弹性垫片(20)共8片，分别放置在所述第一电磁和第二电磁铁铁芯(19)表面的对角上，具有高的回弹能力，用于缓冲并反弹所述永磁铁(30)，所述低回弹垫片(21)共两片，分别放置在所述第一电磁铁与所述转换器之间和所述第二电磁铁与所述转换器之间，用于缓冲转换机构的冲击，提高其使用寿命以及防止所述转换机构回弹而引起电机正常工作。

所述输出机构包括：磁铁架(31)和推杆(32)，所述磁铁架(31)固定在所述永磁铁(30)上，所述磁铁架(31)上设有四个销，所述推杆(32)上设有四个孔，当所述推杆(32)后排两个孔安装在所述磁铁架(31)一排的两个销钉上时，所述推杆(32)可以绕磁铁架(31)前排两个销钉旋转，因此所述推杆(32)通过安装飞轮，可以实现旋转对外做功，当所述推杆(32)四个孔安装在磁铁架(31)的四个销钉上，磁铁架(31)带动推杆(32)做直线往复运动来实现对外做功。

本发明是这样实现的：接入电源，所述电磁铁对产生磁场，使所述永磁铁(30)在所述机壳内滑动，滑动一定距离后推动所述转换机构一起在所述机壳内滑动，而所述转换机构的滑动带动通孔(24)上的四个刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)与云母片之间滑动，使接入所述电磁铁对的电流方向改变，导致所述电磁铁对磁极变化，从而所述永磁铁(30)受力方向变化，实现往复运动。

因此本直流往复电机，具有结构简单、易于制造、生产成本低廉、震感强的优点。

作为本方案的进一步优化，所述铁芯(19)由硅钢片叠加而成。

作为本方案的进一步优化，刷头(12)碳刷。

附图说明

图1是本发明直流往复电机实施例的立体图；

图2是图1所示直流往复电机的分解图；

图3是图1所示直流往复电机的内部装配图，其中部分零部件被省略；

图4中的图A为本发明直流往复电机的线圈旋向示意图，图B为本发明直流往复电机的机壳表面导线布局图；

图5是本发明直流往复电机的转换机构的内部结构示意图；

图6是本发明直流往复电机的永磁铁(30)在右端时的线路连接示意图；

图7是本发明直流往复电机的永磁铁(30)在左端时的线路连接示意图；

图8是本发明直流往复电机的四个刷头(12)都与云母片(11)接触示意图。

注：1上端盖、2第一电刷片、3第二电刷片、4正极接片、5负极接片、6铜棒、7第一上导线、8第二上导线、9第一铜片、10连接导线、11云母片、12刷头、13第二铜片、14第一转换导线、15上盖、16第三接头、17第一线圈、18第一接头、19铁芯、20弹性垫片、21低回弹垫片、22转换架、23滑道口、24通孔、25第二接头、26第二线圈、27第四接头、28弹簧、29第二转换导线、30永磁铁、31磁铁架、32推杆、33下盖、34第三铜片、35第四铜片。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明，以使得本发明的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。

本直流往复电机包括：机壳、电磁铁对、导线、转换机构、永久磁铁(30)、缓冲机构、输出机构。

参考图1至图3,所述机壳包括：上端盖(1)、上盖(15)和下盖(33)，所述上端盖(15)用于固定正极接片(4)、负极接片(5)和铜棒(6)，所述上盖(15)和所述下盖(33)用于固定所述电磁铁对，同时约束所述转换机构，使所述转换机构在机壳内只能做直线往复运动。

参考图1至图3，所述电磁铁对包括第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁分别固定于所述机壳两端，且所述第一电磁铁的磁极面正对所述第二电磁铁的磁极面，所述第一电磁铁由铁芯(19)、第一线圈(17)组成，所述第二电磁铁由铁芯(19)、第二线圈(26)组成，所述第一线圈(17)两端分别设有第一接头(18)和第三接头(16)，所述第二线圈(26)两端分别设有第二接头(25)和第四接头(27)，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁的作用在于提供变化的磁场，使所述永磁铁(30)所受磁力方向不断变化，因而实现往复运动。

参考图1至图4，所述导线包括正极接头(4)、负极接头(5)、铜棒(6)、第一上导线(7)、第二上导线(8)、连接导线(10)，所述导线的连接如下：所述铜棒(6)有两根，一根连接正极接头(4)，另一根连接负极接头(5)，并分别与所述转换机构的第一电刷片(2)和第二电刷片(3)滑动接触，所述第一上导线(7)一端连接所述第一线圈(17)的第一接头(18)，另一端连接所述第二线圈(25)的第四接头(27)，所述第二上导线(8)一端连接所述第二线圈(25)的第二接头(25)，另一端连接所述第一线圈(17)的第三接头(16)，所述连接导线(10)有四根，第一根连接导线(10)一端连接所述第一铜片(9)另一端连接所述第一线圈(17)的第一接头(18)，所述第二根连接导线(10)一端连接所述第二铜片(13)，另一端连接所述第二线圈(25)的第二接头(25)，所述第三根连接导线(10)一端连接所述第三铜片(34)另一端连接所述第一线圈(17)的第三接头(16)，所述第四根连接导线(10)一端连接所述第四铜片(35)另一端连接所述第二线圈(25)的第四接头(27)。

参考图5，所述转换机构包括：转换架(22)、第一电刷片(2)、第二电刷片(3)、第一转换导线(14)、第二转换导线(29)、刷头(12)、第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)、云母片(11)、弹簧(28)，所述转换架(22)两端都设有通孔(24)，所述刷头(12)有四个，所述通孔(24)两端各放一个刷头(12)，且每个刷头(12)可以沿着所述转换架(22)的通孔(24)内滑动，所述转换架(22)中心设有滑道口(23)，所述第一电刷片(2)安装在所述转换架(22)上，与所述第一转换导线(14)连接，所述第二电刷片(3)安装在所述转换架(22)上，与所述第二转换导线(29)连接，所述第一转换导线(14)和所述第二转换导线(29)内置于所述转换架(22)内，其中所述第一转换导线(14)两端分别与所述刷头(12)滑动接触，而所述第二转换导线(29)两端分别与另外两个所述刷头(12)滑动接触，所述云母片(11)有四片，分别连接所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)，并一同嵌入所述上盖(15)和所述下盖(33)内表面，使所述通孔(24)上的四个刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)与所述云母片(11)之间滑动，且所述刷头(12)在所述云母片(11)上的最大滑动距离要比所述刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上的最大滑动距离长，因此所述刷头(12)不能同时在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上滑动，但可以同时在所述云母片(11)上滑动，所述弹簧(28)有两个，且两端设有绝缘片，并分别放入所述转换架(22)的两个所述通孔(24)内与所述通孔(24)内的两个所述刷头(12)之间，同时所述弹簧(28)被压缩，保证所述刷头(12)与所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)或所述云母片(11)接触良好，也保证所述转换机构有一定的摩擦力，来防止回弹。

参考图4，所述刷头(12)与所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)和所述云母片(11)的接触关系满足：当所述转换机构带动四个刷头(12)从右向左运动的过程中，由两个刷头(12)分别与第一铜片(9)接触和第三铜片(34)接触、另外两个刷头(12)与云母片(11)接触，到四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触，再到两个刷头(12)与云母片(11)接触、另外两个刷头(12)分别与第二铜片(13)和第四铜片(35)接触。

参考图1至图4，所述永久磁铁(30)竖直放入所述机壳内的转换机构的滑道口(23)内，与所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间，且所述永磁铁(30)的两个磁极面一面正对所述第一电磁铁的磁极面，另一面正对所述第二电磁铁的磁极面，本实施例中，所述永磁铁(30)左端为S极右端为N极，所述永磁铁(30)可以在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间滑动，而所述转换机构可以在所述机壳内通过所述永磁铁(30)推动进行往复滑动，其中应满足所述永磁铁(30)在所述机壳内滑动一定距离后才推动所述转换机构运动，因此本电机永磁铁(30)运动是连续往复滑动，而所述转换器是间歇往复滑动，即在往复运动轨迹的终点停止一段时间后滑动，因此所述转换机构在所述机壳内的滑动距离远小于所述永磁铁(30)在所述机壳内的滑动距离。

参考图2至图3，所述缓冲机构包括：弹性垫片(20)和低回弹垫片(21)，所述弹性垫片(20)共8片，分别放置在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁铁芯(19)表面的对角上，具有高的回弹能力，用于缓冲并反弹所述永磁铁(30)，所述低回弹垫片(21)共两片，分别放置在所述第一电磁铁与所述转换器之间和第二电磁铁与所述转换器之间，用于缓冲转换机构的冲击，提高所述转换机构的使用寿命以及防止所述转换机构回弹而引起电机正常工作。

参考图1至图3，所述输出机构包括：磁铁架(31)和推杆(32)，所述磁铁架(31)固定在所述永磁铁(30)上，所述磁铁架(31)上设有四个销，所述推杆(32)上设有四个孔，本实施例中，当所述推杆(32)左边两个孔安装在所述磁铁架(31)右边的两个销钉上时，所述推杆(32)可以绕磁铁架(31)前排两个销钉旋转，因此所述推杆(32)通过安装飞轮，从而带动飞轮旋转，当所述推杆(32)四个孔都安装在磁铁架(31)的四个销上时，磁铁架(31)带动推杆(32)做直线往复运动，因此本电机通过输出机构可以实现往复运动对外做功，也可以实现旋转对外做功。

上述主要说明了导线的连接关系以及各零件的装配关系，本直流往复电机电路的具体工作原理如下。

参考图6，当电源正极电流进入正极接片(4)时，电流从正极接片(4)进入铜棒(6)，从铜棒(6)进入第一电刷片(2)，从第一电刷片(2)进入所述第一转换导线(14)，所述第一转换导线(14)两端分别滑动连接一个刷头(12)，其中一个刷头(12)与云母片(11)接触，所以电流只能从另一端的刷头(12)进入第一铜片(9)，流进第一铜片(9)后，电流分路分别进入第一接头(18)和第一上导线(7)，从第一接头(18)的电流进入第一线圈(17)，通过第一线圈(17)后电流进入第三接头(16)，而流进第一上导线(7)的部分电流进入第四接头(27)，第四接头(27)连接了第二线圈(26)，又通过连接导线(10)与第四铜片(35)连接，因为第四铜片(35)没有与刷头(12)接触，因此电流只能流进第二线圈(26)，再从第二线圈(26)流进第二接头(25)，再从第二接头(25)流进第二上导线(8)，再从第二上导线(8)进入第三接头(25)，因此第一线圈(17)与第二线圈(26)的电流都进入第三接头(16)，一同流进第三铜片(34)，第三铜片(34)是与刷头(12)相接触的，因而一同流进第二转换导线(29)，之后进入第二电刷片(3)，再进入与第二电刷片(3)滑动接触的铜棒(6)再进入负极接片(5)，最后进入电源负极完成一个回路。通过上述的电流流经路线可以判断，第一线圈(17)和第二线圈(26)为并联关系，通过上述电流流经第一线圈(17)和第二线圈(26)的方向，并结合本实施例中第一线圈(17)和第二线圈(26)的绕向，可以得出第一线圈(17)正对永磁铁(30)的那一面为N极，第二线圈(26)正对永磁铁(30)的那一面也为N极，因此第一电磁铁和第二电磁铁通电后相对磁极面产生的磁场同极。

参考图6和图8，通过上述线圈磁极的分析继而对永磁铁(30)的受力分析，本实施例中，永磁铁(30)左端为S极，右端为N极，可以判断永磁铁(30)左边被吸引右边被排斥，因而永磁铁(30)向左运动，在运动一定距离后，与转换机构接触，同时推动转换机构向左运动，而转换机构带动通孔(24)上的四个刷头(12)向左运动，四个刷头(12)的运动情况如下：由两个刷头(12)分别与第一铜片(9)和第三铜片(34)接触，其余两个刷头(12)与云母片(11)接触，因为刷头(12)在云母片(11)上的最大滑动距离比在第一铜片(9)和第三铜片(34)上的最大滑动距离长，所以会有四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触，再到两个刷头(12)与云母片(11)接触，其余两个刷头(12)分别与第二铜片(13)和第四云铜片(35)接触。

上述具体说明了本直流往复电机中永磁铁(30)从右端运动到左端的工作原理，以及刷头(12)与第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)、云母片(11)的接触变化。

参考图7，接着具体说明本直流往复电机中永磁铁(30)从左端运动到右端端的工作原理，以及电刷头(12)与第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)和云母片(11)的接触变化，通过上述说明了两个刷头(12)与云母片(11)接触，两个刷头(12)分别与第二铜片(13)和第四铜片(35)接触。同样的电流从正极接片(4)进入，从正极接片(4)进入连接铜棒(6)，从铜棒(6)进入第一电刷片(2)，从第一电刷片(2)进入第一转换导线(14)，第一转换导线(14)两端滑动连接两个刷头(12)，一个刷头(12)与第二铜片(13)接触，另一个刷头(12)与云母片(11)接触，所以电流只能从第一转换导线(14)进入第二铜片(13)，流进第二铜片(13)后，电流分路分别进入第二接头(25)和第二上导线(8)，进入第二接头(25)的电流进入第二线圈(26)，再从第二线圈(26)进入第四接头(27)，一部分进入第二上导线(8)的电流，从第二上导线(8)进入第三接头(16)，由于第三接头(16)分别连接第一线圈(17)和第三铜片(34)，而刷头(12)没有与第三铜片(34)接触，因此电流只能流进第一线圈(17)，再从第一线圈(17)流进第一接头(18)，再从第一接头(18)流进第一上导线(7)，再从第一上导线(7)进入第四接头(27)，因此第一线圈(17)与第二线圈(26)的电流都进入第四接头(27)，因为第四铜片(35)是与刷头(12)相接触的，从而一同流进第四铜片(35)，因而一同流入第二转换导线(29)再进入第二电刷片(3)再进入与负极接片(5)连接的铜棒(6)，最后通负极接片(5)进入电源负极，通过上述的电流流经路线可以判断，第一线圈(17)和第二线圈(26)为并联关系，通过上述电流在第一线圈(17)和第二线圈(26)的方向，并结合本实施例中第一线圈(17)和第二线圈(26)的绕向，可以判断第一线圈(17)正对永磁铁(30)的那一面为S极，第二线圈(26)正对永磁铁(30)的那一面为S极。

参考图7和图8，通过上述线圈磁极的分析继而对永磁铁(30)的受力分析，本实施例中，永磁铁(30)左端为S极，右端为N极，可以判断永磁铁(30)左边被排斥，而右边被吸引，因而永磁铁(30)向右运动，在运动一定距离后，与转换机构接触，接触后推动转换机构向右运动，而转换机构带动通孔(24)上的四个刷头(12)向右运动，四个刷头(12)的运动情况如下：由两个刷头(12)与云母片接触(11)，另外两个刷头(12)分别与第二铜片(13)和第四铜片(35)接触，因为刷头(12)在云母片(11)上的最大滑动距离比在第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)上的最大滑动距离长，所以会有四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触，再到两个刷头(12)与第一铜片(9)和第三铜片(34)接触，另外两个刷头(12)与云母片(11)接触。

参考图8，对上述四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触这一设计进行说明，也就是说为什么四个刷头(12)在四个云母片(11)上的最大滑动距离要比在第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上的最大滑动距离长，因为当四个刷头(12)在四个云母片(11)上的滑动距离小于或等于在第一铜片(19)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上的滑动距离时，那么四个刷头(12)向左或者向右滑动时，会出现四个刷头(12)同时与第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)接触的情况，这种情况会引起短路现象，比如电流从正极接片(4)进入铜棒(6)，通过第一电刷片(2)进入第一转换导线(14)，再进入刷头(12)，再进入第一铜片(9)，再进入第一上导线(7)，再进入第四接头(27)，再进入第四铜片(35)，再进入刷头(12)，再进入第二转换导线(29)，再进入第电二刷片(3)，再进入铜棒(6)，最后进入负极接头(5)流进电源负极，完成一个回路，可以看出此回路中电阻很小，会引起电流短路，因此为了避免电流短路，那么四个刷头(12)在云母片上(11)的最大滑动距离要比在第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)上的最大滑动距离长，这段多出来的距离也决定着本电机的最大工作电压，因为电压越大能击穿空气的距离就越长，从而会引起上述四个刷头(12)同时与第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)接通的情况，因此在云母片(11)上多出来的距离的设计还需考虑实际电压情况。

参考图8，其次说明四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触时会影响本电机的正常工作，以永磁铁(30)从右向左运动为例，当直流往复电机高速振动时，四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触时，因为转换机构在机壳内的滑动距离远小于所述永磁铁(30)在机壳内的滑动距离，永磁铁(30)就有足够的距离储存动能，继续推动转换机构运动，直到转换机构与左边的低回弹垫片(21)接触，同时当直流往复电机高速振动时，永磁铁(30)推动转换机构的四个刷头(12)都与云母片(11)接触时，通电中的电磁铁对断电后的磁性不会瞬间消失，因此永磁铁(30)会继续推动转换机构向左滑动，直到左边两个刷头(12)与云母片(11)接触，右边两个刷头(12)分别分别与第二铜片(13)和第四铜片(35)接触，当本直流往复电机外负载比较大，永磁铁(30)以较慢的速度推动转换架(22)上的刷头(12)向左运动，直到四个刷头(12)都同时与云母片(11)接触后，因为此时永磁铁(30)惯性小，电磁铁对断电后，磁性也会瞬间消失，没有足够的惯性和磁力使永磁铁(30)继续推动转换机构向左滑动，但永磁铁(30)会与断电后的电磁铁对的铁芯(19)相互吸引，当永磁铁(30)推动转换机构的四个刷头(12)都与云母片(11)接触时，永磁铁(30)距离左端铁芯(19)非常近，右端较远，所以左端的铁芯(19)对永磁铁(30)的吸引力较大，继而使永磁铁(30)推动转换架(22)继续向左运动，直到左边两个刷头(12)与云母片(11)接触，右边两个刷头(12)分别分别与第二铜片(13)和第四铜片(35)接触，所以四个刷头(12)同时与云母片(11)接触不会影响直流往复电机的正常工作。

参考图8，上述铁芯(30)还有如下作用：即当本电机断开电源时，由于永磁铁(30)会和铁芯(19)相互吸引，使得永磁铁(30)和转换机构始终在第一电磁铁的一端或第二电磁铁的一端，保证本直流往复电机不工作时或突然断开电源时始终有一端的两个刷头(12)在铜片上，使本电机在二次或多次的启动是正常接通的，同时因为铁芯(19)和永磁铁(30)的相互吸引使得在本电机断电后会立刻停止到一端的铁芯(19)上，使得振动启动停止都很快，可以做很细腻的振动反馈。

本实施例中，只有正极接片(4)接正向电流，负极接片(5)接入负向电流才会正常工作，参考图6，当永磁铁(30)在右边时，正极接片(4)接入负向电流，负极接片(5)接入正向电流，则第一线圈(17)正对永磁铁(30)的那一面为S极，第二线圈(26)正对永磁铁(30)的那一面也为S极，因此永磁铁(30)不会动，同样参考图7，永磁铁(30)在左边，两个刷头(12)分别与第一铜片(9)和第三铜片(34)接触时，结果也一样。

通过上述分析本发明的直流往复电机可以通过输出机构可以实现往复运动对外做功，也通过安装飞轮可以实现旋转对外做功，在取下输出机构时可用于高速振动，可以做很细腻的振动反馈。

参考图2、图3和图5，作为本电直流往复电机的进一步优化，电磁铁对磁极表面的对角上设有弹性垫片(20)，具有高的回弹能力，用于缓冲并反弹往复运动的永磁铁(30)，起到提高电机寿命和降低能耗的作用，所述低回弹垫片(21)有两片，分别放置在所述第一电磁铁与所述转换机构之间和所述第二电磁铁与所述转换器之间，低回弹垫片(21)用与缓冲转换机构的冲击防止转换机构带动刷头(12)过度回弹，如：两刷头(12)分别从第一铜片(9)和第三铜片(34)回弹至云母片(11)上，引起电机正常工作，同时通孔(24)内的两刷头(12)之间设有弹簧(28)，弹簧两端设有绝缘片，同时弹簧(28)被压缩，保证各所述刷头(12)与所述第一铜片(11)、第二铜片(13)、第三铜片(34)第四铜片(35)或所述云母片(11)接触良好的同时，也保证所述转换机构有一定的摩擦力，来防止转换机构回弹。

铁芯(19)材料采用硅钢片，目的在于防止铁芯(19)产生涡流，从而减小本直流往复电机的发热，提高其工作效率。

刷头(12)的材料为碳刷，提高刷头的抗磨损能力，从而提高本直流往复电机的使用寿命。

本发明实施例提供的直流往复电机可应用于诸多领域,如电动工具、电动玩具、振动元件等。

本发明的描述中,需要理解的是,术语“左”、“右”、“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位置,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。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于以上列举的实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，如：简单的改变导线连接，或将永磁铁(30)换为电磁铁，而电磁铁对用永磁代替，均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种直流往复电机，其特征在于，包括：机壳、电磁铁对、导线、转换机构、永磁铁(30)、缓冲机构、输出机构；

所述机壳包括：上端盖(1)、上盖(15)和下盖(33)，所述上盖(15)和下盖(33)用于固定所述电磁铁，同时约束所述转换机构和所述永磁铁(30)使其只能在机壳内沿直线滑动；

所述电磁铁对包括：第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁分别固定于所述机壳两端，且所述第一电磁铁磁极面正对第二电磁铁的磁极面，其中所述第一电磁铁由铁芯(19)、第一线圈(17)组成，所述第二电磁铁由铁芯(19)、第二线圈(26)组成；

所述导线用于传导电流，包括；正极接头(4)、负极接头(5)、铜棒(6)、第一上导线(7)、第二上导线(8)、连接导线(10)；

所述转换机构包括：转换架(22)、第一电刷片(2)、第二电刷片(3)、第一转换导线(14)、第二转换导线(29)、刷头(12)、第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)、云母片(11)、弹簧(28)，所述转换架(22)两端都设有通孔(24)，所述刷头(12)有四个，分别放置在所述通孔(24)两端，所述通孔(24)内的两个刷头(12)之间设有所述弹簧(28)，且所述弹簧(28)两端设有绝缘片，所述第一电刷片(2)安装在所述转换架(22)上，与所述第一转换导线(14)连接，所述第二电刷片(3)安装在所述转换架(22)上，与所述第二转换导线(29)连接，所述第一转换导线(14)两端分别与所述刷头(12)滑动接触，所述第二转换导线(29)两端分别与其余两个所述刷头(12)滑动接触，所述云母片(11)有四片，分别连接所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)，并一同嵌入所述上盖(15)和下盖(33)内表面；

所述缓冲机构包括：弹性垫片(20)和低回弹垫片(21)；

所述输出机构包括：磁铁架(31)和推杆(32)，所述推杆(32)安装在磁铁架(31)上，所述磁铁架(31)安装在所述永磁铁(30)上。

2.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：且所述第一电磁铁和所述第二电磁铁通电后相对磁极面产生的磁场同极。

3.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述转换机构放置在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间，由所述永磁铁(30)推动所述转换机构在所述机壳内做间歇直线往复滑动，同时所述转换机构在所述机壳内的滑动距离远小于所述永磁铁(30)在所述机壳内的滑动距离。

4.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述转换机构的第一电刷片(2)和第二电刷片(3)与所述导线的铜棒(6)滑动接触。

5.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述永磁铁(30)竖直放置在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间，可在所述第一电磁铁和所述第二电磁铁之间往复滑动，且所述永磁铁(30)的两个磁极面，一面正对所述第一电磁铁的磁极面，另一面正对所述第二电磁铁的磁极面。

6.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述低回弹垫片(21)有两片，分别放置在所述第一电磁铁与所述转换机构之间和所述第二电磁铁与所述转换机构之间。

7.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述磁铁架(31)上设有四个销，所述推杆(32)上设有四个孔。

8.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述通孔(24)上的四个刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)与所述云母片(11)之间滑动。

9.根据权利要求1所述的直流往复电机，其特征在于：所述刷头(12)在所述云母片(11)上的最大滑动距离要比所述刷头(12)分别在所述第一铜片(9)、第二铜片(13)、第三铜片(34)、第四铜片(35)上的最大滑动距离长。