CN114268205B - 一种双轴声波马达 - Google Patents

Abstract

一种双轴声波马达，包括转子组、线圈组、传动部和主壳体，所述转子组、所述线圈组和所述传动部设于所述主壳体内，所述转子组包括第一转子和第二转子，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述传动部用于同步所述第一转子和所述第二转子的转速和变换旋转方向的时点，所述第一转子和所述第二转子的重心分别位于第一马达轴的轴线和所述第二马达轴的轴线上，所述第一转子和所述第二转子能够在所述第一线圈和所述第二线圈的驱动下分别以所述第一马达轴和所述第二马达轴为轴以相反的方向转动。本发明的双轴声波马达通过重心位于马达轴上的两个同步旋转的转子输出动力，抵消了单个转子在工作时因反复变化旋转方向而产生的反冲力矩，大大提升了用户体验。

Description

一种双轴声波马达

技术领域

本发明涉及声波马达技术领域，尤其涉及一种双轴声波马达。

背景技术

声波马达，也称为声波电机或压电电机，是一种基于压电陶瓷在超声波频率下的振动实现驱动的新型驱动器，具有无噪音、力矩大和起停控制性好等特点，应用前景广泛。在工作时，转子(通常以压电陶瓷为主材料)转动时会产生超声频段的微观机械振动，可以根据实际需要放大变化成旋转或直线运动。

在声波马达实际应用于手持型小家电，如电动牙刷时，由于声波马达的转子在来回转动时会因为转子的转动方向改变而产生反冲力矩，进而产生强烈的震动，在产生能量浪费的同时，还会大大影响用户体验，导致用户反馈不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种通过消除反冲力矩以减轻振动的双轴声波马达。

本发明的双轴声波马达包括转子组、线圈组、传动部和主壳体，所述转子组、所述线圈组和所述传动部设于所述主壳体内，所述转子组包括第一转子和第二转子，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述传动部用于同步所述第一转子和所述第二转子的转速和变换旋转方向的时点，所述第一转子和所述第二转子的重心分别位于第一马达轴的轴线和所述第二马达轴的轴线上，所述第一转子和所述第二转子能够在所述第一线圈和所述第二线圈的驱动下分别以所述第一马达轴和所述第二马达轴为轴以相反的方向转动。

进一步地，所述第一转子与所述第一马达轴固定连接，且能够带动所述第一马达轴转动，所述双轴声波马达通过所述第一马达轴输出动力。

进一步地，所述第二转子空套于所述第二马达轴上，且所述第二转子和所述第一转子通过所述传动部传动连接。

进一步地，所述双轴声波马达还包括第一磁铁组，所述第一磁铁组固定于所述第一转子上，所述线圈组能够通过通电吸引所述第一磁铁组，带动所述第一转子绕所述第一马达轴往复转动。

进一步地，所述双轴声波马达还包括第二磁铁组，所述第二磁铁组固定于所述第二转子上，所述线圈组能够通过通电吸引所述第二磁铁组，带动所述第二转子绕所述第二马达轴往复转动。

进一步地，所述第一磁铁组包括第一上磁铁和第一下磁铁，所述第一上磁铁和所述第一下磁铁以所述第一马达轴和所述第二马达轴的连线为轴，轴对称设置于所述第一马达轴的上下两侧。

进一步地，所述第二磁铁组包括第二上磁铁和第二下磁铁，所述第二上磁铁和所述第二下磁铁以所述第一马达轴和所述第二马达轴的连线为轴，轴对称设置于所述第二马达轴的上下两侧。

进一步地，所述第一线圈用于交替吸引所述第一上磁铁和所述第一下磁铁，所述第二线圈用于交替吸引所述第二上磁铁和所述第二下磁铁。

进一步地，所述第一线圈和所述第二线圈能够在通电时产生相同的磁极，同时吸引所述第一上磁铁和所述第二上磁铁，或同时吸引所述第一下磁铁和所述第二下磁铁。

进一步地，所述转子组还包括配重块，所述配重块分别设置于所述第一转子和所述第二转子上，所述配重块用于将所述第一转子的重心和所述第二转子的重心分别固定于所述第一马达轴和所述第二马达轴的轴线上。

本发明的双轴声波马达通过重心位于马达轴上的两个同步旋转的转子输出动力，抵消了单个转子在工作时因反复变化旋转方向而产生的反冲力矩，大大提升了用户体验，另外，本发明的双轴声波马达结构简单，无需在声波马达内设置额外的复杂结构，轻量化程度高且开发成本较低

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明提供的双轴声波马达的示意图。

图2为本发明提供的双轴声波马达的第一实施例的示意图。

图3为本发明提供的双轴声波马达的第二实施例的示意图。

图4为本发明提供的双轴声波马达的第三实施例的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

请参阅图1，本发明的双轴声波马达包括转子组1、线圈组2和主壳体4，转子组1和线圈组2设于主壳体4内，线圈组2能够在通电时驱动转子组1转动做功。

进一步地，转子组1包括对称设置的第一转子11、第二转子12以及分别设于第一转子11内的第一马达轴13和设于第二转子12内的第二马达轴14，第一马达轴13固定于第一转子11内并伸出主壳体4，作为双轴声波马达的输出轴，第二转子12空套于第二马达轴14上，第一转子11和第二转子12的重心分别位于第一马达轴13的轴线和第二马达轴14的轴线上。在本实施例中，第二马达轴14与主壳体4固连为一体，第一转子11和第二转子12都能够在线圈组2的驱动下绕各自的马达轴旋转，但第二转子12在转动时不通过第二马达轴14输出动力。

进一步地，请一并参阅图2，转子组1还包括传动部3和配重块7，传动部3用于同步第一转子11和第二转子12的转速和变换旋转方向的时点，第一转子11能够通过传动部3带动第二转子12转动，第二转子12也能够通过传动部3带动第一转子11转动，且第一转子11和第二转子12的传动比为1：1，配重块7分别设置于第一转子11和第二转子12上，配重块7用于将第一转子11的重心和第二转子12的重心分别固定于第一马达轴13和第二马达轴14的轴线上。具体地，传动部3设于第一转子11和第二转子12的表面周缘，其可以为齿轮等多种形式。在常规的声波马达工作时，转子通过在高频转动时变换转动方向进行作动，在转子变换旋转方向时，转子则会产生反冲力矩，由于传动部3同步了本发明中的双轴声波马达的第一转子11和第二转子12的转速和变换旋转方向的时点，且二者的重心都在各自的马达轴上，二者产生的反冲力矩相互抵消。

进一步地，双轴声波马达还包括第一磁铁组，第一磁铁组固定于第一转子11上，线圈组2能够通过通电吸引第一磁铁组，带动第一转子11绕第一马达轴13往复转动，第一磁铁组包括第一上磁铁51和第一下磁铁52，第一上磁铁51和第一下磁铁52以第一马达轴13和第二马达轴14的连线为轴，轴对称设置于第一马达轴13的上下两侧。

类似地，双轴声波马达还包括第二磁铁组，第二磁铁组固定于第二转子12上，线圈组2能够通过通电吸引第二磁铁组，带动第二转子12绕第二马达轴14往复转动，第二磁铁组包括第二上磁铁61和第二下磁铁62，第二上磁铁61和第二下磁铁62以第一马达轴13和第二马达轴14的连线为轴，轴对称设置于第二马达轴14的上下两侧。在第一实施例、第二实施例和第三实施例中，第二转子12均为和第一转子11相同且对称的结构。

进一步地，线圈组2包括第一线圈21和第二线圈22，第一线圈21用于交替吸引第一上磁铁51和第一下磁铁52，第二线圈22用于交替吸引第二上磁铁61和第二下磁铁62，第一线圈21和第二线圈22能够在通电时产生相同的磁极，同时吸引第一上磁铁51和第二上磁铁61，或同时吸引第一下磁铁52和第二下磁铁62。在本发明的双轴声波马达工作时，第一线圈21和第二线圈22总是以相同的方向通电，且同时产生相同的磁极，即当第一线圈21吸引第一上磁铁51时，第二线圈22一定同时吸引第二上磁铁61，当第一线圈21吸引第一下磁铁52时，第二线圈22一定同时吸引第二下磁铁62。

具体地，请一并参阅图2，在第一实施例中，第一上磁铁51和第一下磁铁52嵌设于第一转子11内，上下对称地设置于第一转子11上远离第二转子12的一侧，第一线圈21设置于第一转子11和主壳体4之间，并位于第一转子11远离第二转子12的一侧，也即第一线圈21和第一磁铁组设置于第一转子11的同侧，当第一线圈21通电吸引第一上磁铁51时，第一转子11逆时针旋转，当第一线圈21通电吸引第一下磁铁52时，第一转子11顺时针旋转。第二转子12、第二磁铁组和第二线圈22在主壳体4内与第一转子11、第一磁铁组和第一线圈21轴对称设置，当第二线圈22通电吸引第二上磁铁61时，第二转子12顺时针旋转，当第二线圈22通电吸引第二下磁铁62时，第二转子12则逆时针旋转，传动部3为凸设于第一转子11和第二转子12表面的齿轮，由于传动部3同步了第一转子11和第二转子12的转速和变换旋转方向的时点，且二者的重心都在各自的马达轴上，二者产生的反冲力矩相互抵消。

请一并参阅图3，在第二实施例中，第一上磁铁51和第一下磁铁52设于第一转子11外，分别上下对称地设置于第一转子11的远离第二转子12的一侧，第一线圈21设置于第一转子11的远离第二转子12的一侧(图未示)，当第一线圈21通电吸引第一上磁铁51时，第一转子11逆时针旋转，当第一线圈21通电吸引第一下磁铁52时，第一转子11顺时针旋转。第二转子12、第二磁铁组和第二线圈22与第一转子11、第一磁铁组和第一线圈21对称设置，当第二线圈22通电吸引第二上磁铁61时，第二转子12顺时针旋转，当第二线圈22通电吸引第二下磁铁62时，第二转子12逆时针旋转，传动部3为齿轮结构(图未示)，由于传动部3同步了第一转子11和第二转子12的转速和变换旋转方向的时点，且二者的重心都在各自的马达轴上，二者产生的反冲力矩相互抵消。

请一并参阅图4，在第三实施例中，第一上磁铁51和第一下磁铁52设于第一转子11外，上下对称地设置于第一转子11的上方和下方，线圈组2沿第一转子11和第二转子12的上下两侧绕设于第一转子11和第二转子12之间、第一上磁铁51的上方和第一下磁铁52的下方，当第一线圈21通电吸引第一上磁铁51时，第一转子11顺时针旋转，当第一线圈21通电吸引第一下磁铁52时，第一转子11逆时针旋转。第二转子12、第二磁铁组和第二线圈22与第一转子11、第一磁铁组和第一线圈21轴对称设置，当第二线圈22通电吸引第二上磁铁61时，第二转子12逆时针旋转，当第二线圈22通电吸引第二下磁铁62时，第二转子12顺时针旋转，传动部3为齿轮结构(图未示)，由于传动部3同步了第一转子11和第二转子12的转速和变换旋转方向的时点，且二者的重心都在各自的马达轴上，二者产生的反冲力矩相互抵消。

综上，本发明的双轴声波马达通过重心位于马达轴上的两个同步旋转的转子输出动力，抵消了单个转子在工作时因反复变化旋转方向而产生的反冲力矩，大大提升了用户体验，另外，本发明的双轴声波马达结构简单，无需在声波马达内设置额外的复杂结构，轻量化程度高且开发成本较低。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种双轴声波马达，其特征在于：所述双轴声波马达包括转子组（1）、线圈组（2）、传动部（3）和主壳体（4），所述转子组（1）、所述线圈组（2）和所述传动部（3）设于所述主壳体（4）内，所述转子组（1）包括第一转子（11）和第二转子（12），所述线圈组（2）包括第一线圈（21）和第二线圈（22），所述传动部（3）用于同步所述第一转子（11）和所述第二转子（12）的转速和变换旋转方向的时点，所述第一转子（11）和所述第二转子（12）的重心分别位于第一马达轴（13）的轴线和第二马达轴（14）的轴线上，所述第一转子（11）和所述第二转子（12）能够在所述第一线圈（21）和所述第二线圈（22）的驱动下分别以所述第一马达轴（13）和所述第二马达轴（14）为轴以相反的方向转动，所述第一转子（11）与所述第一马达轴（13）固定连接，且能够带动所述第一马达轴（13）转动，所述双轴声波马达通过所述第一马达轴（13）输出动力，所述第二转子（12）空套于所述第二马达轴（14）上，所述第二转子（12）在转动时不通过所述第二马达轴（14）输出动力，且所述第二转子（12）和所述第一转子（11）通过所述传动部（3）传动连接，所述转子组（1）还包括配重块（7），所述配重块（7）分别设置于所述第一转子（11）和所述第二转子（12）上，所述配重块（7）用于将所述第一转子（11）的重心和所述第二转子（12）的重心分别固定于所述第一马达轴（13）和所述第二马达轴（14）的轴线上。

2.根据权利要求1所述的双轴声波马达，其特征在于：所述双轴声波马达还包括第一磁铁组，所述第一磁铁组固定于所述第一转子（11）上，所述线圈组（2）能够通过通电吸引所述第一磁铁组，带动所述第一转子（11）绕所述第一马达轴（13）往复转动。

3.根据权利要求2所述的双轴声波马达，其特征在于：所述双轴声波马达还包括第二磁铁组，所述第二磁铁组固定于所述第二转子（12）上，所述线圈组（2）能够通过通电吸引所述第二磁铁组，带动所述第二转子（12）绕所述第二马达轴（14）往复转动。

4.根据权利要求3所述的双轴声波马达，其特征在于：所述第一磁铁组包括第一上磁铁（51）和第一下磁铁（52），所述第一上磁铁（51）和所述第一下磁铁（52）以所述第一马达轴（13）和所述第二马达轴（14）的连线为轴，轴对称设置于所述第一马达轴（13）的上下两侧。

5.根据权利要求4所述的双轴声波马达，其特征在于：所述第二磁铁组包括第二上磁铁（61）和第二下磁铁（62），所述第二上磁铁（61）和所述第二下磁铁（62）以所述第一马达轴（13）和所述第二马达轴（14）的连线为轴，轴对称设置于所述第二马达轴（14）的上下两侧。

6.根据权利要求5所述的双轴声波马达，其特征在于：所述第一线圈（21）用于交替吸引所述第一上磁铁（51）和所述第一下磁铁（52），所述第二线圈（22）用于交替吸引所述第二上磁铁（61）和所述第二下磁铁（62）。

7.根据权利要求6所述的双轴声波马达，其特征在于：所述第一线圈（21）和所述第二线圈（22）能够在通电时产生相同的磁极，同时吸引所述第一上磁铁（51）和所述第二上磁铁（61），或同时吸引所述第一下磁铁（52）和所述第二下磁铁（62）。