CN115430032A - 一种电机及应用该电机的纹身笔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电机,包括:线圈组件,配置为通过电流时产生轴线方向的磁场;串动轴,轴向穿设于所述线圈组件,且所述串动轴的至少一端延伸超出所述线圈组件的外部;以及永磁体,设置于所述串动轴延伸超出所述线圈组件的外部的一端;其中,当所述线圈组件通以极性交替变换的电流时,其在轴线方向所产生的磁场极性也交替变换,从而对所述永磁体产生交替的吸引力和排斥力。
Description
本申请要求2021年9月30日提交的申请号分别为CN202111156942.5和CN202111156911.X的两件中国专利申请的优先权,该两件申请的全部内容在此引作参考。
技术领域
本发明属于消费电子技术领域,具体地涉及一种电机以及运用该电机的纹身笔。
背景技术
传统的电动机都是旋转电机,即包括一个定子和一个转子。转子在磁场的作用下旋转,从而带动轴旋转,并通过轴将动能输出。
电动纹身笔等电子产品通常是用旋转电机作为动力,带动针头上下运动来完成纹身作业的。其中为了把电机轴的旋转运动转换为针头的直线往复运动,需要通过复杂的齿轮传动机构,例如专利申请CN202111156942.5中就描述了一种这样的齿轮传动机构。
图1示出一种安装了旋转电机的纹身笔的分解结构,该纹身笔包含壳体a1和壳体a3,以及分别容纳在壳体a1和壳体a3中的电池盒a7、电池a2、控制电路板a8、动力舱a6,和针头组件a4,以及照明组件a5。
图2示出动力舱a6中的具体结构,其中电机通过旋转轴输出动能,通过垂直齿轮组以及偏心曲轴,将电机轴的旋转运动转换为曲轴的往复运动,由曲轴带动针头组件a4运动,完成纹身操作。
这样的齿轮传动机构结构复杂,造价高,且容易出现故障,而且在传动过程中会大量损耗能量,从而降低整个产品的能效。
因此,需要一种技术,避免上述复杂的传动机构,从而简化产品结构,降低造价,降低故障率,同时提高产品的能效。
发明内容
为了解决上述问题,根据本发明的一方面,提供了一种电机,包括:
线圈组件,配置为通过电流时产生轴线方向的磁场;
串动轴,轴向穿设于所述线圈组件,且所述串动轴的至少一端延伸超出所述线圈组件的外部;以及
永磁体,设置于所述串动轴延伸超出所述线圈组件的外部的一端;其中,
当所述线圈组件通以极性交替变换的电流时,其在轴线方向所产生的磁场极性也交替变换,从而对所述永磁体产生交替的吸引力和排斥力。
在一个实施例中,上述电机的所述线圈组件包括线圈支架和线圈,所述线圈支架包括中心轴和位于中心轴两端的凸缘,所述线圈绕制在所述中心轴上,并被限制在所述凸缘之间,其中
所述中心轴为中空形,中空部分形成通孔,用于容纳所述串动轴。
在一个实施例中,上述电机的所述线圈支架为铝合金材料,且其中所述串动轴为不锈钢材料。
根据本发明的另一方面,提供了一种纹身笔,包括:
针头组件,用于对皮肤进行针刺操作;
电机,用于驱动所述针头组件运动;其中,
所述电机为以上所述的电机中的任一种。
在一个实施例中,上述纹身笔中的所述针头组件还包括笔尖部件和笔芯部件,其中所述笔芯部件用于将所述笔尖部件耦合到所述电机的轴。
在一个实施例中,上述纹身笔中的所述笔芯部件可以控制所述笔尖运动的幅度。
在一个实施例中,上述纹身笔还包括照明灯,该照明灯设置在所述笔尖部位,使得当所述笔尖进行纹身操作时,所述照明灯照亮所操作的皮肤。
在一个实施例中,上述纹身笔还包括壳体,所述针头组件和所述电机容纳在所述壳体内。
通过本发明的电机和纹身笔,避免了传统的纹身笔类电子产品中复杂的传动机构,不仅可以简化产品的结构,简化生产制造工艺,还可以减少故障,延长产品的使用寿命,并且能够提高产品的能效。
附图说明
下面结合附图说明本发明的实施例。其中:
图1示出一种传统的采用旋转电机做动力的纹身笔的分解结构;
图2示出传统纹身笔中的传动结构;
图3示出根据本发明一方面的一种电机的示意图;
图4示出图3所示电机的截面图;
图5示出图3所示电机中线圈支架的结构图;
图6示出根据本发明另一方面的纹身笔的拆解结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明的原理进行描述。需要说明的是,此处描述的具体实施例仅仅为了阐述和解释本发明的原理,从任何角度都不能被看作是对本发明保护的限制,本发明的保护范围由权利要求来具体限定,而不限于此处所描述的任何具体特征。
图3示出根据本发明一方面的一种电机的示意图。从图3中可以看出,本发明的电机包括串动轴1和固定连接在串动轴1上的永磁体2以及外壳4和线圈支架3。线圈支架3用于在其上缠绕励磁线圈,以提供电机运行所需要的磁场。
图4示出图3所示的本发明电机沿圆筒形外壳直径所作的截面图。
其中示出了外壳4、线圈5、线圈支架3以及串动轴1以及永磁体2互相之间的结构关系。
由线圈5和线圈支架3组成的线圈组件设置在电机外壳4中,串动轴1穿设于所述线圈组件,且其一端延伸到所述线圈组件的外部。在串动轴1延伸到所述线圈组件外部的这一端,固定设置有永磁体2,使得当永磁体2收到磁场的作用运动时,带动串动轴1一起运动。
图5示出上述本发明电机的线圈支架4的结构的一种实施例的示意图。其中,线圈支架4包括圆柱形线圈轴32,和位于线圈轴32两端的凸缘31。线圈轴32为中空结构,带有通孔33,以容纳串动轴1从中穿过。
其中线圈5在线圈支架4上的绕制方式可以是围绕线圈轴32沿同一个方向绕制,例如顺时针或逆时针,使得当线圈中通入电流时,根据右手螺旋定则,在线圈的中心部位,即线圈支架的通孔33内将产生轴向的磁场。磁场的极性将随着线圈中电流的方向改变而改变。例如,如果通入正向电流时磁通方向是向着永磁体,那么通入反向电流时磁通方向将背离永磁体。不同方向的磁场将对永磁体产生吸引力或排斥力。因此,通过给线圈交替通入相反方向的电流,将产生方向随之交替变化的磁场,从而驱动永磁体带着串动轴做往复运动。
由于在电机运行过程中,通孔33作为线圈磁路的一部分,其磁阻的大小将会影响电机的输出效率。其中,电机的串动轴1位于通孔中,因而也构成磁路的一部分,并且是主要的部分。
为了降低通孔33部分磁路的磁阻,一方面,要尽力缩小串动轴1与通孔33之间的间隙,通过精密加工,可以达到这一目的。在本发明的一个实施例中,电机串动轴1的直径为3毫米,通孔33的直径为3.76毫米,运行效果很好。另一方面,电机串动轴1尽量选用导磁性好的铁磁材料。同时,当考虑电机用于纹身笔等特殊环境时,还要考虑潮湿的环境容易引起材料锈蚀等反应,从而引发串动轴被卡死或者电机寿命缩短等因素。在本发明的一个实施例中,所述串动轴采用不锈钢材料。
采用不锈钢材料不仅可以防止锈蚀等不良反应,还可以提高电机轴的顺滑性,减小摩擦力,从而提高电机运行效率。
线圈支架4也是磁路的一部分。同样,在选择线圈支架4的材料时,也需要尽量考虑降低磁路磁阻、降低涡流损耗等因素,因此,尽量采用导磁性好的铁磁材料,并且尽量阻断涡流回路,例如采用矽钢片或硅钢片叠置而成。同时,当考虑电机用于纹身笔等特殊环境时,还要考虑电机安装空间极其有限,体积限制比较严格的特殊情况。在本发明的一个实施例中,选用了延展性比较好的铝合金作为线圈支架4的材料。由于铝合金的延展性好,在体积比较小、凸缘和线圈轴的厚度比较小的情况下也容易拉伸成型。并且由于铝合金的刚度适中,足以为线圈提供支撑。同时,与铁磁材料相比,铝合金的电阻较大,可以有效抑制涡流效应。因此,采用铝合金作为线圈支架4的材料,取得了良好的效果。
图6示出根据本发明另一方面的一电动纹身笔的拆解结构图。如图6所示,本发明的电动纹身笔包括外壳和外壳内部的功能部件。在一个实施例中,外壳分为彼此配合的三部分,即前部b1,中部b2,和后部b3。当纹身笔装配好时,前部b1对应笔尖部分,后部b3对应笔尾部分,中部b2位于前部和后部之间。
在一个实施例中,内部功能部件包括驱动电机b6、笔尖b4、笔芯b5,以及连接件b8。笔尖b4用于在用户的皮肤上进行针刺操作,驱动电机b6用于给笔芯提供操作动力。在笔尖b4与驱动电机b6之间,通过连接件b8连接有笔芯b5。笔芯b5一方面将驱动电机b6的动力传递到笔尖b4,另一方面,也可以调节挡位,从而调节笔尖上下运动的幅度,从而控制笔尖刺入皮肤的深度,从而实现深浅不同的纹身操作。
在笔芯上还可以设置其它部件,例如电源开关,用于控制笔尖电机的启停等操作。
在一个实施例中,在笔尖部分还设置有用于照明纹身部位的照明灯,如图1中的a5所示。在这种情况下,在笔芯上还可以设置照明开关,用于开启或关闭照明灯。
b7表示电源接口,用于给纹身笔接入电源。在一个实施例中,纹身笔所用电源为12伏50赫兹的交流电。当然,在其它实施例中,纹身笔也可采用直流电,例如5伏或12伏直流电。在这种情况下,纹身笔还可包含用于将直流电变成极性交替变换的电流的装置,使得电机的线圈5通以方向交替变换的电流,从而产生极性交替变换的磁场,产生轴向往复运动。
此外,在有的实施例中,纹身笔也可以直接用电池供电。在这种情况下,还需要容纳电池的电池仓,以及用于将直流电变成极性交替变换的电流的装置,使得电机的线圈5通以方向交替变换的电流,从而产生极性交替变换的磁场,产生轴向往复运动。
在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种电机,包括:
线圈组件,配置为通过电流时产生轴线方向的磁场;
串动轴,轴向穿设于所述线圈组件,且所述串动轴的至少一端延伸超出所述线圈组件的外部;以及
永磁体,设置于所述串动轴延伸超出所述线圈组件的外部的一端;其中,
当所述线圈组件通以极性交替变换的电流时,其在轴线方向所产生的磁场极性也交替变换,从而对所述永磁体产生交替的吸引力和排斥力。
2.如权利要求1所述的电机,其中所述线圈组件包括线圈支架和线圈,所述线圈支架包括中心轴和位于中心轴两端的凸缘,所述线圈绕制在所述中心轴上,并被限制在所述凸缘之间,其中
所述中心轴为中空形,中空部分形成通孔,用于容纳所述串动轴。
3.如权利要求2所述的电机,其中所述线圈支架为铝合金材料,且其中所述串动轴为不锈钢材料。
4.一种纹身笔,包括:
针头组件,用于对皮肤进行针刺操作;
电机,用于驱动所述针头组件运动;其中,
所述电机为权利要求1-3任一项所述的电机。
5.如权利要求4所述的纹身笔,其中所述针头组件包括笔尖部件和笔芯部件,其中所述笔芯部件用于将所述笔尖部件耦合到所述电机的轴。
6.如权利要求5所述的纹身笔,其中所述笔芯部件可以控制所述笔尖运动的幅度。
7.如权利要求4-6任一项所述的纹身笔,还包括照明灯,设置在所述笔尖部位,使得当所述笔尖进行纹身操作时,所述照明灯照亮所操作的皮肤。
8.如权利要求4-7任一项所述的纹身笔,还包括壳体,所述针头组件和所述电机容纳在所述壳体内。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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