CN117412227A - 圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用 - Google Patents

Abstract

圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，包括动圈式振子本体，所述动圈式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，线圈组合结构的线圈在内，磁铁组合结构的永磁铁在外，所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

Description

圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用

技术领域

本发明涉及振子技术领域，具体是非线性项抵消的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用。

背景技术

骨传导耳机的振子和或者触觉反馈的致动器设计，动圈方式的设计具备有诸多优点，比如因为是一般喇叭采用动圈方式的多，因此技术相对成熟。另外，动子的移动质量比较低，因此对于信号变化的响应比较快，时延比较小。还有，因为移动质量比较低，因此可以频宽可以做到高带宽。

现有的动圈方式的振子和致动器设计，因为磁铁和线圈组合方式的设计存在的不足，往往会出现比较高的非线性项，即动圈组件的所受力或者加速度值，在低频或者高频段会出现比较高的失真，也就是总谐波失真THD(total harmonic distortion)，请参照附图16，图中显示的是现有设计的动圈式振子的总谐波失真THD测试图，可以看出，在35hz附近，失真达到55％，在5k-6khz左右，失真达到65％。这么大的失真说明，在低频附近，音频信号或者触觉反馈信号的失真导致音质和触觉反馈的实际感知已经和实际的出入很大。一般来说，当失真大于10％时，从音频的标准是不能接受的。

而且目前还没有人对动圈方式的振子进行系统的研究，揭示出传振片的劲度系数，与目标谐振频率、磁铁组件和线圈组件的关系，从而从原理上指导，要达到某个目标谐振频率，传振片，磁铁组件和线圈组件要如何设计和改善。

发明内容

本发明的目的在于，提供圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用。

本发明的技术方案是：圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，包括动圈式振子本体，所述动圈式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，线圈组合结构的线圈在内，磁铁组合结构的永磁铁在外，所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

本发明通过改进在此提供圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

1.本发明提出一种可以将动圈组件所受驱动力，或者动子组件加速度中对振子线圈电流的非线性项通过一种对称或者非对称的设计，使得该非线性项在最后的合力中能够全部或者部分抵消，从而大大减小振子的失真，从而大大减小振子的失真，改善振子对于原始音频信号或者触觉反馈信号的保真度。

2.本发明的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，在低频段的总谐波失真从原来的峰值55％降低到峰值15％以下，高频的总谐波失真从原来的峰值65％降低到5％以下；失真曲线的降低，从另外一个方面等效换算成振子系统谐振频率的降低，从而音质中低频更好；另外，也可以等效换算成振子系统灵敏度的提高和功耗的降低。

3.本发明的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，获得的振子受力均匀平衡，实现了振子产生整体平移振动，振动效果最好。

4.由于揭示了劲度系数k₂与目标谐振频率ω_t以及m₁和m₂的关系，通过目标谐振频率，反向来设计传振片的劲度系数的值，即假定为ω_t，而通过修改传振片的材质，厚度，以及修改传振片的传振肢的长度，以及传振肢的宽度，使得最终的劲度系数值接近计算的出来的k₂。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明实施例1的剖视图；

图2是本发明实施例1的线圈和永磁铁的磁力线闭合曲线；

图3是本发明实施例1的磁域分析图；

图4是本发明实施例1的磁域和定子组件的关系图；

图5是本发明实施例1的动子组件的受力分析图；

图6是本发明实施例2的剖视图；

图7是本发明实施例2的线圈和永磁铁的磁力线闭合曲线；

图8是本发明实施例2的磁域分析图；

图9是本发明实施例2的磁域和定子组件的关系图；

图10是本发明实施例2的动子组件的受力分析图；

图11是本发明实施例3的剖视图；

图12是本发明实施例3的线圈和永磁铁的磁力线闭合曲线；

图13是本发明实施例3的磁域分析图；

图14是本发明实施例3的磁域和定子组件的关系图；

图15是本发明实施例3的动子组件的受力分析图；

图16是现有技术的现有动圈式振子的总谐波失真THD测试图；

图17是实施例1的非线性项抵消的动圈式振子的总谐波失真THD测试图；

图18为单面(单传振片)振子的模型示意图；

图19为单面(单传振片)振子的模型受力分析示意图；

图19a为双面(单传振片)振子的模型示意图；

图19b为双面(单传振片)振子的模型受力分析示意图；

图20为双面(单传振片)振子的频响曲线；

图20a为传振片的劲度系数k₂和m₁；

图20b为传振片的劲度系数k₂和m₂；

图21-图37a为本发明中磁铁件的示意图；

图38-图50为本发明中线圈件的示意图；

图51-图56为本发明中磁域的示意图。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

圈磁并联：沿着振子的振动方向看，永磁铁和线圈的排列方向和振子的振动方向呈平行关系，且从中心往外看，线圈在内，永磁铁在外，即为圈磁并联型。

对于非线性项抵消的设计，振子内部存在2N组磁域，磁域成对组合，定义为磁域D_1,i和D_2,i。其中i＝1,2,3,…,N。线圈的主磁力线闭合曲线和永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁力作用域D_1,i和D_2,i，且在磁域D_1,i中，线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域D_2,i中，线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相反。或者在磁域D_1,i中，线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D_2,i中，线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

当穿过某磁域的线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同时，总磁通量等于线圈产生磁通量和永磁铁产生磁通量的和。当穿过某磁域的线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同时，总磁通量等于线圈产生磁通量和永磁铁产生磁通量的差。

磁域：磁域是充满电磁力能量的空间区域，一般由空气或者磁导率较小(比如相对磁导率<1000)的介质组成，包括磁铁材料所在区域；本发明的非线性项抵消的动圈式振子内部包括至少一个磁力作用域。磁力作用域是指某片空间区域，该区域之内存在某种电磁场或者多种电磁场，使得围绕磁力作用域的各部件之间发生相互作用力，我们将这种区域定义为磁力作用域，简称磁域。磁域即是磁力发生相互作用的空间区域，一般由永磁体和永磁体之间的空间区域(产生吸引或者排斥的相互作用)，或者由永磁体和导磁体之间围成的空间区域(产生吸引相互作用)，或者由被永磁体磁化的导磁体(轭铁)之间所围成的空间区域，或者由永磁体(构成永磁体的硬磁材料的磁导率接近于空气)内部发生磁力相互作用的空间区域组；

磁域的几种类型：

1)永磁铁与永磁铁之间的空间，里面填满介质(空气，相对磁导率略大于1)

如果上面介质换成顺磁性材料或者反磁性材料或者相对磁导率小于1000的铁磁性材料，均可。比如：

a.顺磁性物质：相对磁导率略大于1，如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度B略有增加。

b.反磁性物质：相对磁导率略小于1，如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁性物质，又叫做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性物质，磁感应强度B略有减小。

c.铁磁性物质：相对磁导率远大于1但是小于1000。比如如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。相对磁导率小于1000的有比如钴，未经退火的铸铁，已经退火的铸铁等。或者磁流液，相对磁导率在10以下。

如图51所示，永磁铁1和永磁铁2，围绕永磁铁的是空气。永磁铁之间相互吸引。

磁域D1:永磁铁1和永磁铁2之间的空气介质围成的空间区域。

磁域D2:部分永磁铁2和部分永磁铁2周围的空气介质围成的空间区域。

磁域D3:全部永磁铁1和围绕永磁铁1近处的空气介质围成的空间区域。

磁域D4:全部永磁铁1和永磁铁2，以及围绕永磁铁1和永磁铁2近处的空气介质围成的空间区域。

磁域D5:永磁铁2远离永磁铁1的一侧空气介质围成的空间区域。

磁域D6:包围部分永磁铁1的永磁材料介质围成的空间区域。

如图52所示，永磁铁1和永磁铁2，围绕永磁铁的是空气。永磁铁之间相互吸引。同样可以定义D1-D6。

2)永磁铁与导磁体之间的空间，里面填满介质(空气，相对磁导率接近于1)

3)如图53-54所示，导磁体与导磁体之间的空间，里面填满介质(空气，相对磁导率接近于1)

磁域D1:导磁体1和导磁体2之间的空气介质围成的空间区域。

磁域D2:部分永磁铁和部分导磁体2，以及周边的空气介质围成的空间区域。

磁域D3:全部导磁铁1，部分永磁铁，以及围绕导磁铁1近处的空气介质围成的空间区域。

磁域D4:全部导磁体1和导磁体2，永磁铁以及围绕它们的近处的空气介质围成的空间区域。

磁域D5:导体体2远离导磁体1一侧的空气介质围成的空间区域。

磁域D6:包围部分永磁铁的永磁材料介质围成的空间区域。

4)如图55所示，导磁铁与导磁体之间的空间，里面填满介质(磁流变液，相对磁导率5-9之间)

5)永磁铁内部的空间区域，里面填满介质(永磁材料，相对磁导率<1000)

如图56所示，前面例子中磁域D6。内部为永磁材料作为介质，比如烧结铁氧体、钐钴和钕铁硼的磁导率约为1.05，粘结铁氧体也是大约1.05，粘结钕磁体磁导率的范围约为1.1至1.7。

有两类磁力作用域，第一类磁域是由动子组件内部或者定子组件内部围成的磁力作用域，第二类是动子组件和定子组件之间围成的磁力作用域，我们对于第二类磁力作用域更感兴趣。因此通过第二类磁力作用域的分析，可以得到动子组件的受力分析，从而得到振子系统动子组件的合力，并可进一步给出其振动方程。

实施例1

请参照附图1-5，圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，包括动圈式振子本体11，所述动圈式振子本体11包括外筒1，传振片8，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述磁铁组合结构包括永磁铁6和第一导磁体或者第一非导磁体2，所述线圈组合结构包括线圈3和第二导磁体或者第二非导磁体7，所述定子组件固定在外筒1内，所述传振片8固定在外筒1上，所述动子组件与所述传振片8通过至少一个位点固定连接，其中，动子组件运动，而定子组件不动，动子组件称为运动件；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

磁铁组合结构中采用第一导磁体2时，磁阻小，振动效果更佳；而采用第一非导磁体2时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。同样的，所述线圈组合结构采用第二导磁体7时，磁阻小，振动效果更佳，而采用第二非导磁体7时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。

其中，传振片8根据应用场景不同，可以是矩形、圆形、跑道型或者三维的结构，根据不用的应用场景，进行搭配使用；传振片8通常固定在外筒1的顶面上、底面上或者中间。

定子组件固定在外筒1内，可以是在外筒1的内侧壁、顶面或者底面；

所述动子组件与所述传振片8通过至少一个位点固定连接，位点包括了点接触和面接触，可以是一个位点，也可以是两个位点，也可以是多个位点。

限定永磁铁6和线圈3的数量，永磁铁6的数量为2，线圈的数量为1；

所述动圈式振子本体11内部设有2个两两对称设计的磁域D₁和D₂；所述线圈3的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁6的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D₁和D₂，且在磁域D₁中，所述线圈3的磁力线方向和永磁铁6的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈3的磁力线方向和所述永磁铁6的磁力线方向相同；

所述运动件受到2个力；每个分力包含两部分，一部分是激励电流i的线性项，一部分是激励电流i的非线性项：

F_动圈,n(i)＝F_{动圈,n,linear}(i)+F_{动圈,n,nonlinear}(i)，其中，n＝1,2,3,…,2N-1,2N；

那么运动件受到的合力，也包含两部分，一部分是电流i的线性项，另外一部分是电流i的非线性项，

F_{动圈,合力}(i)＝F_{动圈,合力,linear}(i)+F_{动圈,合力,nonlinear}(i)

其中：

F_{动圈,合力,nonlinear}(i)≡0，即各分力中的非线性项相互抵消为零，那么，F_{动圈,合力}(i)＝F_{动圈,合力,linear}(i)，即合力和激励电流恒为线性关系，获得所述的非线性项抵消的动圈式振子。

所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈3的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁6的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件：

所述线圈3靠近的外壳处使用导磁体，使得线圈3形成电磁铁6的磁路的磁阻尽量小；磁铁组件中永磁铁6之间用导磁体隔离；线圈3和永磁铁6周围使用轭铁，或者针对线圈组件，和线圈3靠近的外壳使用导磁外筒。

所述磁铁组合结构还包括第一导磁环2，所述线圈组合结构还包括第二导磁环5，从中心往外看，所述线圈3在内，所述永磁铁6在外，所述线圈3为一个，所述永磁铁6两个，邻近所述永磁铁6相对的两个端面的极性相同，所述传振片8设有两个，两个所述传振片8分别固定在所述外筒1的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体7的两端分别固定在传振片8上，所述线圈3环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体7上，所述第二导磁体或者第二非导磁体7上还设有所述第二导磁环5，所述第一导磁体或第一非导磁体4固定在所述外筒1的内侧壁上，所述第一导磁体或第一非导磁体4外侧固设有两个所述永磁铁6，所述永磁铁6的外侧都设有所述第一导磁环2，所述永磁铁6固定在所述外筒1的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈3的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁6的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体内部设有2个两两对称设计的磁域D₁和D₂，所述线圈3的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D₁、D₂，在磁域D₁中，所述线圈3的磁力线方向和所述永磁铁6的磁力线方向相反，而在磁域D₂中，所述线圈3的磁力线方向和永磁铁6的磁力线方向相同；而且针对每对磁域D_i＝(D_1,i,D_2,i)，对动子的电磁作用力F_1,i和F_2,i沿着振动方向上的作用力方向相反，因而其各自合力∑_iF_1,i和合力∑_iF_2,i，沿着振动方向上的作用力方向也相反，这种一推一拉的力的组合，形成推挽式的设计，并且在最后的总合力∑_i(F_1,i+F_2,i)中，总合力针对电流的非线性项部分或者全部抵消而减小，所述传振片8的劲度系数k₂是m₁,m₂,ω_t的函数，即k＝f(m1,m2,ω_t)，其中，m₁＝m_shell+m_磁铁组件，m₂＝m_线圈组件，ω_t为目标谐振频率。

请参阅附图18，19，19a,19b以及20，

1)单面(单簧弹片)振子

单面(单簧弹片)的振子，就是振子Z轴方向只有一个面有一个单簧弹片。假定弹簧连接的为动子组件。弹簧+动子组件，构成了了一个振动子系统。动子组件通过弹簧传振片连接到振子的外筒上。

假定动子组件(rotator)质量m_r，定子组件的(stator)的质量是m_s。动子组件连接的弹簧的劲度系数为k_s。另外，假定振子外壳体shell的质量m_shell＝m_外筒sleeve+m_{弹簧片spring}。为公式推导简单起见，定义m₂＝m_r＝m_线圈组件。另外，因为定子固定在外筒上，因此定义m₁＝m_shell+m_r＝m_shell+m_磁铁组件。

为简化考虑，假定弹片的阻尼很小，接近为零。假定动子组件(线圈)和定子组件(磁铁)之间电磁力合力产生相互作用，动子组件，定子组件受力分别为F_r和F_s，根据牛顿第三定律有F_r＝-F_s

2)双面(单簧弹片)振子

双面(单簧弹片)的振子，就是振子Z轴方向的两个面分别有一个单簧弹片。假定弹簧连接的为动子组件。弹簧+动子组件，构成了了一个振动子系统，动子组件通过弹簧传振片连接到振子的外筒上。

假定动子组件(rotator)质量m_r，定子组件的(stator)的质量是m_s。动子组件同时连接两个面上两个弹片，假定其劲度系数分别为k_s1和k_s2，那么动子组件连接弹簧的总的劲度系数为k_r＝k_s1+k_s2。另外，假定振子外壳体shell的质量m_shell＝m_外筒sleeve+m_{弹簧片spring}。为公式推导简单起见，定义m₂＝m_r＝m_线圈组件。另外，因为定子固定在外筒上，因此定义m₁＝m_shell+m_r＝m_shell+m_磁铁组件。

为简化考虑，假定弹片的阻尼很小，接近为零。假定动子组件(线圈)和定子组件(磁铁)之间电磁力合力产生相互作用，动子组件，定子组件受力分别为F_r和F_s，根据牛顿第三定律有F_r＝-F_s。

单动子振子->单振动子系统，系统只有一个谐振频率点。

f_resonant简称f_r，是频响曲线的谐振频率。频率f_low是频响曲线的低频截止频率，f_high是频响曲线的高频截止频率。由频响曲线的图示可知，谐振频率f_resonant和f_low相对更接近。所以实际系统中，通过设计调优谐振频率f_resonant来调整f_low。

单动振子的振动系统建模以及求解：

根据上面系统建模，可得到单动振子本身的动力学方程如下：

其中：

令/>

其中f_r是动定子之间的电磁相互作用力。

根据单动振子的的振动方程，求解其谐振频率方程为：

m₁m₂ω⁴-((m₁+m₂)k₂)ω²＝(m₁m₂ω²-(m₁+m₂)k₂)ω²＝0

求解得

问题：目标谐振频率为ω_t＝2πf_t，那么要选择劲度系数k₂为多少的弹片？

上面公式可以用来通过目标谐振频率，反向来设计弹片的劲度系数的值，即假定目标谐振频率为ω_t，则弹片的劲度系数可求得为：

如何设计双簧弹片，满足上面k₂？

我们可以通过修改弹片的材质，厚度，以及修改弹簧的传振肢的长度，以及传振肢的宽度，使得最终的劲度系数值接近计算的出来的k₂，以此来指导设计传振片8。

传振片8的劲度系数k₂和成单调正相关关系。其中，ω_t是该振子的目标谐振频率。

传振片8的劲度系数k₂和成线性正相关关系。

传振片8的劲度系数k₂和m₁以及m₂分别成单调正相关关系。

传振片8的劲度系数k₂和m₁(g，克)以及m₂(g，克)分别成单调正相关关系,别类似图20a,20b的曲线形态。

为了进一步说明非线性项抵消的动圈式振子的设计方法，请参照附图1-5,气隙D₁构成磁力作用域D₁，气隙D₂构成磁力作用域D₂，形成磁域对D＝(D₁，D₂)。在磁力作用域内，永磁铁产生的磁场和线圈电磁铁产生的磁场之间相互叠加所产生总的磁通量/磁感应强度，使得磁域周边的部件产生相互作用力。

考察磁域对D＝(D₁，D₂)。假定通过线圈的电流为i，线圈对应的磁通量为Φ_i。永磁铁M₁对应的磁通量为Φ_m1，永磁铁M₂对应的磁通量为Φ_m2。在磁域D₁(磁力作用域D₁)中，线圈C对应的磁力线方向和永磁铁M₁对应的磁力线方向相反，因此在磁域D₁中，总的磁通量为Φ_i和Φ_m1的差值。在磁域D₂(磁力作用域D₂)中，线圈对应的磁力线方向和永磁铁M₂对应的磁力线方向相反，因此在磁域D₂中，总的磁通量为Φ_i和Φ_m2的加值。因为永磁铁形成的磁场是静态的，因此假定永磁铁的磁力线方向为正，磁通量也为正，则有：

Φ_D1＝Φ_m1-Φ_i

Φ_D2＝Φ_m2+Φ_i

假定上面线圈电流i产生的电磁场形成的磁路的磁阻为Z_i，N是线圈的匝数，i是电流强度，则有：

假定电流产生的电磁场形成的磁路的磁导为G_i，则有：

永磁铁对应的磁通量，也可以换成磁感应强度的公式来表示。假定永磁铁M₁和永磁铁M₂磁极端面的磁感应强度分别为B_m1和B_m2，且B_m1＝B_m2＝B_m。另外，假定永磁铁1和永磁铁2磁极端面的面积分别为S_m1和S_m2，且S_m1＝S_m2＝S_m。可以得到，

从而有

请参照图2，将线圈和永磁铁M₁和永磁铁M₂的磁力线闭合曲线单独画出。图中，磁铁M₁产生的闭合磁力线穿过磁域D₁，磁铁M₂产生的闭合磁力线穿过磁域D₂，而线圈产生的闭合磁力线依次穿过磁域D₁和磁域D₂。

图4是动子组件，磁域D₁，D₂和定子组件的关系图。在磁域D₁中动子组件受到来自于定子组件的向右的吸力F₁，在磁域D₂中动子组件受到来自于定子组件的向左的吸力F₂。以向右为正方向，则动子组件受到的定子组件的合力为F₁-F₂。

图5是动子组件隔离出来的受力分析图，动子组件受到来自于定子组件的力，分别为向右的吸力F₁和向左的吸力F₂，其合力为F₁-F₂。

F_动圈＝F₁-F₂

从受力分析图也可以看出，针对每个磁域对D＝(D₁,D₂)，动子组件受到的两个力，F₁和F₂具备有如下特点：

1)F₁和F₂力的方向都沿着Z轴方向，即振动方向。

2)F₁和F₂作为矢量，力的方向相反。F₁力的方向往正向时(比如设定右边为正)，F₂力的方向刚好为负。反之亦成立，即F₁力的方向往负向时，F₂力的方向刚好为正。

F₁和F₂成对出现，力的方向相关的特征，使得被作用的动子组件，同时受到一个推力，以及一个拉力。这种受力的情况，我们叫做推挽式的受力结构，相应的设计，我们叫做推挽式的设计。

进一步推导各磁域产生的电磁力的公式。作用在被磁化了的铁磁物体上的电磁吸力，其大小与磁力线穿过磁极的总面积及磁感应强度的平方成正比。如果磁感应强度B沿磁极表面是均匀分布的，而且计算气隙长度较小时，则计算电磁吸力的公式由麦克斯韦公式计算，其表达式为：

F:电磁吸力

B:磁通密度(Magnetic flux density)或者磁感应强度

穿越介质的磁通量

S：磁力线穿越磁极面积

μ₀：空气磁导率

C：磁极端面组合类型和形状相关系数，针对不同的场景，具有不同的值。如果是永磁铁和永磁铁之间产生的作用力，则设为C_m2m，通常取值为1，在实际设计过程中通过实测获得准确的值；如果永磁铁和导磁铁(轭铁)之间的作用力，则C_m2y，通常取值为1/2，在实际设计过程中通过实测获得准确的值；如果是导磁铁(轭铁)和导磁铁(轭铁)之间的作用力，则记为则C_y2y，通常取值为1/4，在实际设计过程中通过实测获得准确的值。

将上面公式用于计算上面磁域D_1，1和磁域D₂中的电磁吸力有：

其中，S_D1，S_D2分别为磁域1和2对应的环形端面的面积，而且S_D1＝S_D1＝S_D。从而有：

其中有：

因为

F_动圈＝F₁-F₂

则有

F_动圈＝F_{动圈，linear}+F_{动圈，nonlinear}

将F_1,linear，F_2,linear，F_1,nonlinear，F_1,nonlinear分别代入F_{动圈，linear}和F_{动圈，nonlinear}，计算有：

因为

从而有：

同样计算F_{动圈，nonlinear}，

从而作为动件的动圈所受合力为：

从上面推导过程中，可以看出下面特征：

1)在合力线性项F_{动圈，linear}中，分力F_1，liner和F_2，linear各自的线性项分别进行叠加，从而合力线性项F_{动圈，linear}和线圈电流的系数更大。

2)在合力非线性项F_{动圈，nonlinear}中，分力F_{1，nonlinear}和F_{2，nonlinear}各自的非线性项相互抵消，从而合力非线性项F_{动圈，nonlinear}为零。

我们将上面的结构，称为圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子。这种结构不仅仅可以用于振子，同样适用于制动器，而采用上述结构的动圈式振子或者制动器，也被称为圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子或者制动器。

实施例2

请参照图6-10，圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，包括动圈式振子本体11，所述动圈式振子本体11包括外筒1，传振片8，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述磁铁组合结构包括永磁铁3和第一导磁体或者第一非导磁体2，所述线圈组合结构包括线圈6和第二导磁体或者第二非导磁体7，所述定子组件固定在外筒1内，所述传振片8固定在外筒1上，所述动子组件与所述传振片8通过至少一个位点固定连接，其中，动子组件运动，而定子组件不动，动子组件称为运动件；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

磁铁组合结构中采用第一导磁体2时，磁阻小，振动效果更佳；而采用第一非导磁体2时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。同样的，所述线圈组合结构采用第二导磁体7时，磁阻小，振动效果更佳，而采用第二非导磁体7时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。

其中，传振片8根据应用场景不同，可以是矩形、圆形、跑道型或者三维的结构，根据不用的应用场景，进行搭配使用；传振片8通常固定在外筒1的顶面上、底面上或者中间。

定子组件固定在外筒1内，可以是在外筒1的内侧壁、顶面或者底面；

所述动子组件与所述传振片8通过至少一个位点固定连接，位点包括了点接触和面接触，可以是一个位点，也可以是两个位点，也可以是多个位点。

限定永磁铁3和线圈6的数量，永磁铁的数量为1，线圈的数量为2；

所述动圈式振子本体11内部设有4个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2，其中，磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称；所述线圈6的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1和D_2,1，且在磁域D_1,1中，所述线圈6的磁力线方向和永磁铁3的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈6的磁力线方向和所述永磁铁3的磁力线方向相同；而且针对每对磁域D_i＝(D_1,i,D_2,i)，对动子的电磁作用力F_1,i和F_2,i沿着振动方向上的作用力方向相反，因而其各自合力∑_iF_1，i和合力∑_iF_2，i，沿着振动方向上的作用力方向也相反，这种一推一拉的力的组合，形成推挽式的设计，并且在最后的总合力∑_i(F_1，i+F_2,i)中，总合力针对电流的非线性项部分或者全部抵消而减小，所述传振片8的劲度系数k₂是m₁,m₂,ω_t的函数，即k＝f(m1,m2,ω_t)，其中，m₁＝m_shell+m_磁铁组件，m₂＝m_线圈组件，ω_t为目标谐振频率，

所述运动件受到4个力；每个分力包含两部分，一部分是激励电流i的线性项，一部分是激励电流i的非线性项：

F_动圈，n(i)＝F_{动圈，n，linear}(i)+F_{动圈，n，nonlinear}(i)，其中，n＝1,2,3,…，2N-1，2N；

那么运动件受到的合力，也包含两部分，一部分是电流i的线性项，另外一部分是电流i的非线性项，

F_{动圈，合力}(i)＝F_{动圈，合力，linear}(i)+F_{动圈，合力，nonlinear}(i)

其中：

/>

F_{动圈,合力,nonlinear}(i)≡0，即各分力中的非线性项相互抵消为零，那么，F_{动圈,合力}(i)＝F_{动圈,合力,linear}(i)，即合力和激励电流恒为线性关系，获得所述的非线性项抵消的动圈式振子。

所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈6的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件：

从中心往外看，所述永磁铁3在外，所述线圈6在内；N_圈＝2；n＝1；当N_圈>1时，邻近线圈6中电流的方向相反，相邻两个线圈3，临近的两个端面的电磁场的极性相同。

所述线圈6靠近的外壳处使用导磁体，使得线圈6形成电磁铁3的磁路的磁阻尽量小；磁铁组件中永磁铁3之间用导磁体隔离；线圈6和永磁铁3周围使用轭铁，或者针对线圈组件，和线圈6靠近的外壳使用导磁外筒。

所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，

所述线圈组合结构还包括第一导磁环4和第二导磁环5，从中心往外看，所述线圈6在内，所述永磁铁3在外，所述线圈6为两个，邻近线圈6中电流的方向相反，相邻两个线圈6，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述传振片8设有两个，两个所述传振片8分别固定在所述外筒1的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体7的两端分别固定在所述传振片8上，两个所述线圈环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体7上，两个所述线圈6之间固设有所述第二导磁环5，所述第二导磁体或者第二非导磁体7上还设有第一导磁环4，所述永磁铁3固定在所述外筒1的内侧壁中部，所述永磁铁3的两侧固设有所述第一导磁体或者第一非导磁体2，所述第一导磁体或者第一非导磁体2固定在所述外筒1的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈6的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体11内部设有4个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2，其中，磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称，所述线圈6的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2，且在磁域D_1,1中，所述线圈6的磁力线方向和所述永磁铁3的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈6的磁力线方向和永磁铁3的磁力线方向相同。

请参照附图8，有4个气隙分别构成的磁力作用域D_1,1，D_2,1，D_1,2，D_2,2。在磁力作用域内，永磁铁产生的磁场和线圈电磁铁产生的磁场之间相互叠加所产生总的磁通量/磁感应强度，使得磁域周边的部件产生相互作用力。上面磁域D_1,1，D_2,1，D_1,2，D_2,2都是由定子组件和动子组件围成，因此，在这些磁域，定子组件和动子组件之间都会产生相互作用的分力。

附图8中，通过线圈C₁的电流为i₁，线圈C₂的电流为i₂,线圈对应的磁通量分别为Φ_i1和Φ_i2。永磁铁M₁对应的磁通量为Φ_m。

磁域D_1,1，D_2,1，D_1,2，D_2,2可以按照对称情况两两配对的磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，j＝1,2；包括磁域对D₁＝(D_1,1,D_2,1)，以及磁域对D₂＝(D_1,2,D_2,2)。

1)磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，j＝1时，即磁域对D₁＝(D_1,1,D_2,1)的磁通量

在磁域D_1,1中，线圈C₁对应的磁力线方向和永磁铁M₁对应的磁力线方向相反，因此在磁域D_1,1中，总的磁通量为Φ_i1和Φ_M1＝Φ_m的差值。在磁域D_2,1中，线圈C₂对应的磁力线方向和永磁铁M₁对应的磁力线方向相同，因此在磁域D_2,1中，总的磁通量为Φ_i2和Φ_M1＝Φ_m的加值。

假定i₁＝i₂＝i，Φ_i1＝Φ_i2＝Φ_i，磁铁M₁的磁力线方向为正向，磁通量也为正，则有

Φ_D1,1＝Φ_M1-Φ_i1＝Φ_m-Φ_i

Φ_D2,1＝Φ_M1+Φ_i2＝Φ_m+Φ_i

2)磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，i＝2时，即磁域对(D_1,2,D_2,2)的磁通量

在磁域D_1,2中，只有线圈C₁对应的磁力线穿过，因此总的磁通量为只有Φ_i1＝Φ_i。在磁域D_2,2中，只有线圈C₂对应的磁力线穿过，因此总的磁通量为只有Φ_i2＝Φ_i。

假定上面线圈C₁和C₂中电流i产生的电磁场形成的磁路的磁阻均为Z_i，N是线圈C₁和C₂中线圈匝数，i是电流强度，则有：

假定电流产生的电磁场形成的磁路的磁导为G_i，则有：

永磁铁对应的磁通量，也可以换成磁感应强度的公式来表示。假定永磁铁M₁磁极端面的磁感应强度分别为B_m，磁极端面的面积为S_m。可以得到，

从而有

附图7是线圈C₁和线圈C₂的磁力线闭合曲线，以及磁铁M₁的磁力线闭合曲线画出的示意图。图中，线圈C₁产生的闭合磁力线穿过磁隙D_1,1，D_1,2，线圈C₂产生的闭合磁力线穿过磁隙D_2,1，D_2,2，而磁铁M₁产生的闭合磁力线依次穿过磁隙D_1,1，D_2,1。

附图9是动子组件，磁域D_1,1，D_2,1，D_1,2，D_2,2和定子组件的关系图。在磁域D_1,1中动子组件受到来自于定子组件的向左的吸力F_1,1，在磁域D_2,1中动子组件受到来自于定子组件的向右的吸力F_2,1，在磁域D_1,2中动子组件受到来自于定子组件的向右的吸力F_1,2，在磁域D_2,2中动子组件受到来自于定子组件的向左的吸力F_2,2。

假定磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)对应的合力为F_j(其正负表示力的不同方向)。以向右为正方向，则动子组件受到的定子组件的合力为

F_动铁＝F₁+F₂＝-F_1，1+F_2，1+F_1，2-F_2，2

F_动铁＝F₁+F_2＝(-F_1,1+F_2,1)+(F_1,2-F_2,2)

其中F_j是对应磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)的合力。

附图10是动子组件隔离出来的受力分析图，动子组件受到来自于定子组件的分力F_1,1，F_2,1，F_1,2，F_2,2，其合力为：

F_动圈＝F₁+F₂＝(-F_1，1+F_2，1)+(F_1，2-F_2，2)

上面也可以表达成，力的方向体现在分力的符号里面，如下：

我们各分力分成两两配对的磁域对，分别对应不同磁域对D_j的分力的合力，比如F₁＝-F_1,1+F_2,1，以及F₂＝F_1,2-F_2,2，然后再计算总的合力。

从图10中，动子组件的受力分析也可看出，从上面也可以看出，针对每个磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，动子组件受到的两个力，F_1,j和F_2,j具备有如下特点：

1)F_1,j和F_2,j力的方向都沿着Z轴方向，即振动方向。

2)F_1,j和F_2,j作为矢量，力的方向相反。F_1,j力的方向往正向时(比如设定右边为正)，F_2,j力的方向刚好为负。反之亦成立，即F_1,j力的方向往负向时，F_2,j力的方向刚好为正。

3)F_1,j和F_2,j成对出现，力的方向相关的特征，使得被作用的动子组件，同时受到一个推力，以及一个拉力。这种受力的情况，我们叫做推挽式的受力结构，相应的设计，我们叫做推挽式的设计。

F_1,j和F_2,j成对出现，各F_1,j和F_2,j分别形成的合力∑F_1，j和∑F_2，j之间，必然也是一个是推力，一个是拉力，合力∑F_1，j和∑F_2，j也是推挽式的受力结构。

进一步推导各磁域产生的电磁力的公式。作用在被磁化了的铁磁物体上的电磁吸力，其大小与磁力线穿过磁极的总面积及磁感应强度的平方成正比。如果磁感应强度B沿磁极表面是均匀分布的，而且计算气隙长度较小时，则计算电磁吸力的公式由麦克斯韦公式计算，其表达式为：

F:电磁吸力

B:磁通密度(Magnetic flux density)或者磁感应强度

穿越介质的磁通量

S：磁力线穿越磁极面积

μ₀：空气磁导率

C：磁极端面组合类型和形状相关系数，针对不同的场景，具有不同的值。如果是永磁铁和永磁铁之间产生的作用力，则记为C_m2m，通常取值为1，在实际设计过程中通过实测获得准确的值；如果永磁铁和导磁铁(轭铁)之间的作用力，则C_m2y，通常取值为1/2，在实际设计过程中通过实测获得准确的值；如果是导磁铁(轭铁)和导磁铁(轭铁)之间的作用力，则记为则C_y2y，通常取值为1/4，在实际设计过程中通过实测获得准确的值。

1)F_j,j＝1的计算，对应磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，j＝1

对应磁域对D₁＝(D_1,1,D_2,1)的分力的合力F₁＝-F_1,1+F_2,1。将上面公式用于计算上面磁域D_1，1和磁域D_2，1中的电磁吸力有：

其中，S_D1,1，S_D2，1分别为磁域D_1,1和D_2,1对应的环形端面的面积，而且S_D1，1＝S_D2，1＝S_D。从而有：

其中有：

因为

F₁＝-F_1，1+F_2，1

则有

F₁＝F_1，linear+F_{1，nonlinear}

将F_{1，1，linear}，F_2，1,linear，F_{1，1，nonlinear}，F_{1，1，nonlinear}分别代入F_1，linear和F_{1，nonlinear}，计算有：

因为

从而有：

同样计算F_{1，nonlinear}，

从而D₁＝(D_1,1,D_2,1)的分力的合力为：

2)F_j,j＝2的计算，对应磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，j＝2

对应磁域对D₂＝(D_1,2,D_2,2)的分力的合力F₂＝F_1,2-F_2,2。计算上面磁域D_1，2和磁域D_1，2中的电磁吸力有：

/>

其中，S_D1,2，S_D2,2分别为磁域D_1,2和D_2,2对应的环形端面的面积，而且S_D1,2＝S_D2,2＝S_D，从而有：

从而有

可以得到

因为动子组件所受合力

F_动圈＝F₁+F₂

F_动圈＝F_{动圈，linear}+F_{动圈，nonlinear}

所有：

F_{动圈，nonlinear}＝F_{1，nonlinear}+F_{2，nonlinear}＝0+0＝0

从上面推导过程中，可以看出下面特征：

1.在合力线性项F_{动圈,linear}中，分力F_1,linear和F_2,linear各自的线性项分别进行叠加，从而合力线性项F_{动圈,linear}和线圈电流仍然成线性关系。

2.在合力非线性项F_{动圈,nonlinear}中，分力F_1,nonlinear和F_2,nonlinear各自的非线性项相互抵消，从而合力非线性项F_{动圈,nonlinear}为零。

我们将上面的结构，称为非线性项抵消的样动圈式振子。这种结构不仅仅可以用于振子，同样适用于制动器，而采用上述结构获得的动圈式振子或者制动器，也被称为非线性项抵消的样动圈式振子或者制动器。

实施例3

请参照附图11-15，圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子及应用，包括动圈式振子本体11，所述动圈式振子本体11包括外筒1，传振片8，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述磁铁组合结构包括永磁铁3和第一导磁体或者第一非导磁体10，所述线圈组合结构包括线圈4和第二导磁体或者第二非导磁体7，所述定子组件固定在外筒1内，所述传振片9固定在外筒1上，所述动子组件与所述传振片9通过至少一个位点固定连接，其中，动子组件运动，而定子组件不动，动子组件称为运动件；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

磁铁组合结构中采用第一导磁体10时，磁阻小，振动效果更佳；而采用第一非导磁体10时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。同样的，所述线圈组合结构采用第二导磁体7时，磁阻小，振动效果更佳，而采用第二非导磁体7时，磁阻大，振动的效果更弱一些，但是也可以应用到一些场景。

其中，传振片9根据应用场景不同，可以是矩形、圆形、跑道型或者三维的结构，根据不用的应用场景，进行搭配使用；传振片9通常固定在外筒1的顶面上、底面上或者中间。

定子组件固定在外筒1内，可以是在外筒1的内侧壁、顶面或者底面；

所述动子组件与所述传振片9通过至少一个位点固定连接，位点包括了点接触和面接触，可以是一个位点，也可以是两个位点，也可以是多个位点。

限定永磁铁3和线圈4的数量，永磁铁的数量为3，线圈的数量为2；

所述动圈式振子本体11内部设有6个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，其中磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称，磁域D_1,3和D_2,3对称，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，且在磁域D_1,1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域D_2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相反；在磁域D_1,2中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同；

所述运动件受到6个力；每个分力包含两部分，一部分是激励电流i的线性项，一部分是激励电流i的非线性项：

F_动圈,n(i)＝F_{动圈,n,linear}(i)+F_{动圈,n,nonlinear}(i)，其中，n＝1,2,3,…,2N-1,2N；

那么运动件受到的合力，也包含两部分，一部分是电流i的线性项，另外一部分是电流i的非线性项，

F_{动圈,合力}(i)＝F_{动圈,合力,linear}(i)+F_{动圈,合力,nonlinear}(i)

其中：

/>

F_{动圈,合力,nonlinear}(i)≡0，即各分力中的非线性项相互抵消为零，那么，F_{动圈,合力}(i)＝F_{动圈,合力,linear}(i)，即合力和激励电流恒为线性关系，获得所述的非线性项抵消的动圈式振子。

所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈4的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件：

从中心往外看，所述永磁铁3在外，所述线圈4在内；N_圈＝2；n＝1；当N_圈>1时，邻近线圈4中电流的方向相反，相邻两个线圈3，临近的两个端面的电磁场的极性相同。

所述线圈4靠近的外壳处使用导磁体，使得线圈4形成电磁铁的磁路的磁阻尽量小；磁铁组件中永磁铁3之间用导磁体隔离；线圈4和永磁铁3周围使用轭铁，或者针对线圈组件，和线圈4靠近的外壳使用导磁外筒。

所述线圈组合结构还包括第一导磁环5和第二导磁环6，所述磁铁组合结构还包括第三导磁环2，所述线圈4为两个，邻近线圈4中电流的方向相反，相邻两个线圈4，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述永磁铁3为三个，邻近所述永磁铁3相对的两个端面的极性相同，所述传振片9设有两个，两个所述传振片9分别固定在所述外筒1的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体7的两端分别固定在所述传振片9上，两个所述线圈4环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体7上，所述第二导磁体或者第二非导磁体7上设有所述第一导磁环5，两个所述线圈4之间固设有所述第二导磁环6，三个所述永磁铁3依次固定在所述外筒1的内侧壁上，相邻所述永磁铁3的之间固设有所述第一导磁体或者第一非导磁体10，所述第一导磁体或者第一非导磁体10的外侧固设有所述第三导磁环2，所述第一导磁体或者第一非导磁体10和所述第三导磁环2固定在所述外筒1的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈4的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体内部设有6个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，其中磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称，磁域D_1,3和D_2,3对称，所述线圈4的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁3的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，且在磁域D_1,1中，所述线圈4的磁力线方向和所述永磁铁3的磁力线方向相同，而在磁域D_2,1中，所述线圈4的磁力线方向和永磁铁3的磁力线方向相反；在磁域D_1,2中，所述线圈4的磁力线方向和所述永磁铁3的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈4的磁力线方向和永磁铁3的磁力线方向相同；而且针对每对磁域D_i＝(D_1,i,D_2,i)，对动子的电磁作用力F_1,i和F_2,i沿着振动方向上的作用力方向相反，因而其各自合力∑_iF_1,i和合力∑_iF_2,i，沿着振动方向上的作用力方向也相反，这种一推一拉的力的组合，形成推挽式的设计，并且在最后的总合力∑_i(F_1,i+F_2,i)中，总合力针对电流的非线性项部分或者全部抵消而减小，所述传振片8的劲度系数k₂是m₁,m₂,ω_t的函数，即k＝f(m1,m2,ω_t)，其中，m₁＝m_shell+m_磁铁组件，m₂＝m_线圈组件，ω_t为目标谐振频率，

从图14-15中，动子组件的受力分析也可看出，从上面也可以看出，针对每个磁域对D_j＝(D_1,j,D_2,j)，动子组件受到的两个力，F_1,j和F_2,j具备有如下特点：

1)F_1,j和F_2,j力的方向都沿着Z轴方向，即振动方向。

2)F_1,j和F_2,j作为矢量，力的方向相反。F_1,j力的方向往正向时(比如设定右边为正)，F_2,j力的方向刚好为负。反之亦成立，即F_1,j力的方向往负向时，F_2,j力的方向刚好为正。

3)F_1,j和F_2,j成对出现，力的方向相关的特征，使得被作用的动子组件，同时受到一个推力，以及一个拉力。这种受力的情况，我们叫做推挽式的受力结构，相应的设计，我们叫做推挽式的设计。

F_1,j和F_2,j成对出现，各F_1,j和F_2,j分别形成的合力∑F_1,j和∑F_2,j之间，必然也是一个是推力，一个是拉力，合力∑F_1,j和∑F_2,j也是推挽式的受力结构。

实施例3非线性项抵消的推导过程，和实施例1和2相同，不在累述。

实施例4

请参照图21-50，采用实施例1-3的结构的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子中所描述的永磁铁，或磁铁可以换成是磁铁件，线圈可以换成是线圈件，也均属于本专利的保护范围。

磁铁件：单一磁铁或者多个磁铁(n磁>1)的组合件形成的整体磁场等效于某个单一磁铁。该组合件中的磁铁所形成磁场和某一主导磁场方向相同/(如果组成的多个磁铁的磁场强度相差比较大时，这些磁铁相互的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的磁铁件产生。通常磁铁之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在磁铁之间，或者在磁铁边缘，或者磁铁周围)，或者即使没有结构件，通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将磁铁连接起来。

线圈件：单一线圈或者多个线圈(n圈>1)的组合件产生的整体磁场等效于某个单一线圈产生的磁场；该组合件中的线圈所产生的磁场和某一主导线圈产生磁场方向相同/(如果组成的多个线圈产生的磁场强度相差比较大时，这些线圈产生的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导线圈产生磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的线圈件中的电流产生。通常线圈之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在线圈之间，或者在线圈边缘，或者线圈周围)，或者即使没有结构件，也通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将线圈连接起来。

为了详细描述磁铁件和线圈件，先才有如下实施例进行具体描述。

磁铁件201在进行使用时包括如下实施例；

磁铁件201的实施例一：

参照图21所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例二：

参照图22所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n磁＝3；

永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例三：

参照图23所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2中间间隔一块导磁体，永磁铁1和导磁体之间，以及永磁铁2和导磁体之间通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁体也可以换成不导磁体，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例四：

参照图24所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2，永磁铁1大，永磁铁2小，它们通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例五：

参照图25所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2，永磁铁1大，永磁铁2小，它们通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例六：

参照图26所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例七：

参照图27所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n磁＝3；

永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例八：

参照图28所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串并行混合结合，中间无结构件，n磁＝3；

永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，导磁板1和导磁板2，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，导磁板1和导磁板2被磁化后的磁场方向也是朝向Y+轴方向，故全部方向相同。因此永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，导磁板1和导磁板2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，导磁板1和导磁板2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁板也可以换成不导磁板，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例九：

参照图29所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2中间间隔一块导磁体，永磁铁1和导磁体之间，以及永磁铁2和导磁体之间通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁板也可以换成不导磁体，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例十：

参照图30所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例十一：

参照图31所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1和永磁铁2中间间隔一块导磁体，永磁铁1和导磁体之间，以及永磁铁2和导磁体之间通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁板也可以换成不导磁体，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例十二：

参照图32所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n磁＝2；

永磁铁1(环形，圆环，方环，长方环等)和永磁铁2(柱形，圆柱，方柱，长方柱等)，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例十三：

参照图33所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1(环形，圆环，方环，长方环等)和永磁铁2(柱形，圆柱，方柱，长方柱等)中间间隔一块导磁环104，永磁铁1和导磁体之间，以及永磁铁2和导磁体之间通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁环也可以换成不导磁环，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁环，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例十四：

参照图34所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间有无结构件，n磁＝2；

永磁铁1(环形，圆环，方环，长方环等)和永磁铁2(环形，圆柱，方柱，长方柱等)，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，方向相同。因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。图中的芯件可以是空气，不导磁体或者弱导磁体，比如弱导磁的插销。

磁铁件201的实施例十五：

参照图35所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上并行结合，中间有结构件，n磁＝2；

永磁铁1(环形，圆环，方环，长方环等)和永磁铁2(柱形，圆柱，方柱，长方柱等)中间间隔一块导磁环104，永磁铁1和导磁体之间，以及永磁铁2和导磁体之间通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们连接起来，永磁铁1和永磁铁2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1，导磁体和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

上面的导磁连接环也可以换成不导磁环，或者一块磁场强度小很多的反向的磁铁环，不影响整体仍然可以等效为一个单独的永磁铁，因此这种情况也包括这个类型下。

磁铁件201的实施例十六：

参照图36所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串并行混合结合，中间无结构件，n磁＝5；

永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们并行连接起来，形成一个等效磁铁(磁铁1|磁铁2|磁铁3)，该等效磁铁(磁铁1|磁铁2|磁铁3)再和永磁铁4和永磁铁5串联，形成一个等效磁铁(磁铁4-(磁铁1|磁铁2|磁铁3)-磁铁5)。然后等效磁铁(磁铁1|磁铁2|磁铁3)，永磁铁4和永磁铁5的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此磁铁组合(磁铁4-(磁铁1|磁铁2|磁铁3)-磁铁5)，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。磁铁组合(磁铁4-(磁铁1|磁铁2|磁铁3)-磁铁5)可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例十七：

参照图37所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串并行混合结合，中间无结构件，n磁＝5；

永磁铁1，永磁铁2和永磁铁3，通过粘接，焊接，铆合，插销，夹爪，支架，套筒或者其它方式将它们串联起来，形成一个等效磁铁(磁铁1-磁铁2-磁铁3)，该等效磁铁(磁铁1-磁铁2-磁铁3)再和永磁铁4和永磁铁5并联，形成一个等效磁铁(磁铁4|(磁铁1-磁铁2-磁铁3)|磁铁5)。然后等效磁铁(磁铁1-磁铁2-磁铁3)，永磁铁4和永磁铁5的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此磁铁组合(磁铁4|(磁铁1-磁铁2-磁铁3)|磁铁5)，从外部整体磁场的方向，可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。磁铁组合(磁铁4|(磁铁1-磁铁2-磁铁3)|磁铁5)可以认为是一个磁铁件201。

磁铁件201的实施例十八：

参照图37a所示；永磁铁和永磁铁，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n磁＝2

永磁铁1和永磁铁2，永磁铁1大，永磁铁2小，它们通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式连接起来，永磁铁1的的磁场方向朝向Y+轴方向，永磁铁2的的磁场方向朝向Y-轴方向。但因为永磁铁2的磁场强度小于永磁铁1的磁场强度，因此永磁铁1和永磁铁2的组合，从外部整体磁场的方向，仍然可以看成类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一磁铁。永磁铁1和永磁铁2的组合可以认为是一个磁铁件201。

线圈件102在进行使用时包括如下实施例；

线圈件102的实施例一：

参照图38所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n圈＝2；

线圈1和线圈2，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

上面实施例中，线圈中间无论是否有铁芯还是没有铁芯，对于线圈电流产生的磁场方向没有影响，因此不影响上面两个线圈串行结合成为一个线圈件102的结论。

下面图中，按照通常线圈电流标识方法，圈叉图标表示电流流向垂直屏幕朝里，圈点图标⊙表示电流流向垂直屏幕朝外。

线圈件102的实施例二：

参照图39所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，周边有套筒，n圈＝2；

线圈1和线圈2，通过套筒(优选导磁材料，也可以是弱导磁材料，不导磁材料等构成)方式将它们连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例三：

参照图40所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n圈＝3；

线圈1，线圈2和线圈3，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1，线圈2和线圈3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1，线圈2和线圈3的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，线圈2和线圈3的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例四：

参照图41所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，中间有结构件，n圈＝2；

线圈1和线圈2中间间隔一块导磁体，线圈1和导磁环104之间，以及线圈2和导磁环104之间通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1和线圈2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此线圈1，导磁环104和线圈2的组合，从外部看其产生的整体磁场的方向，可以看成等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，导磁环104和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

上面的导磁环也可以换成不导磁环，或者一个感应磁场强度小很多的反向的线圈，不影响整体仍然可以等效为一个单独的线圈，因此这种情况也包括这个类型下。

线圈件102的实施例五：

参照图42所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，中间无结构件，n圈＝2；

线圈1和线圈2，线圈1大，线圈2小，它们通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例六：

参照图43所示；线圈和线圈，在磁场方向上串行结合，中间有结构件，n圈＝2；

线圈1和线圈2，线圈1大，线圈2小，它们通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

上面的导磁环也可以换成不导磁环，或者一个感应磁场强度小很多的反向的线圈，不影响整体仍然可以等效为一个单独的线圈，因此这种情况也包括这个类型下。

线圈件102的实施例七：

参照图44所示；线圈和线圈，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n圈＝2；

线圈1(外圈)和线圈2(内圈)，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例八：

参照图45所示；线圈和线圈，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n圈＝2；

线圈1(外圈)和线圈2(内圈)和铁芯通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1和线圈2的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1，线圈2和铁芯的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，线圈2和铁芯的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例九：

参照图46所示；线圈和线圈，在磁场方向上并行结合，中间无结构件，n圈＝3；

线圈1，线圈2和线圈3，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1，线圈2和线圈3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈1，线圈2和线圈3的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，线圈2和线圈3的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例十：

参照图47所示；线圈和线圈，在磁场方向上并行混合结合，中间无结构件，n圈＝3；

线圈1，线圈2和线圈3，导磁板1和导磁板2，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1，线圈2和线圈3的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，导磁板1和导磁板2被磁化后的磁场方向也是朝向Y+轴方向，故全部方向相同。因此线圈1，线圈2和线圈3，导磁板1和导磁板2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，线圈2和线圈3，导磁板1和导磁板2的组合可以认为是一个线圈件102。

上面的导磁板也可以换成不导磁板，或者一个磁场强度小很多的反向的磁铁，不影响整体仍然可以等效为一个单独的线圈，因此这种情况也包括这个类型下。

线圈件102的实施例十一：

参照图48所示；线圈和线圈，在磁场方向上并行结合，中间有结构件，n圈＝2；

线圈1和线圈2中间间隔一块隔离环(优选导磁材料，也可以是弱导磁材料，或不导磁材料构成)，线圈1和隔离环之间，以及线圈2和隔离环之间通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们连接起来，线圈1和线圈2分别产生的磁场方向都是朝向Y轴+方向，故方向相同。因此线圈1，隔离环和线圈2的组合，其产生的整体磁场的方向，从外部看可等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈1，导磁体和线圈2的组合可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例十二：

参照图49所示；线圈和线圈，在磁场方向上串并行混合结合，中间无结构件，n圈＝4；

线圈1和线圈2，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们并行连接起来，形成一个等效线圈(线圈1|线圈2)，该等效线圈(线圈1|线圈2)再和线圈3和线圈4串联，形成一个等效线圈(线圈3-(线圈1|线圈2)-线圈4)。然后等效线圈(线圈1|线圈2)，线圈3和线圈4的分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈组合(线圈3-(线圈1|线圈2)-线圈4)，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈组合(线圈3-(线圈1|线圈2)-线圈4)可以认为是一个线圈件102。

线圈件102的实施例十三：

参照图50所示；线圈和线圈，在磁场方向上串并行混合结合，中间无结构件，n圈＝4；

线圈1，线圈2和线圈3，通过粘接，支架，套筒，铆合，夹爪，焊接或者其它方式将它们串联起来，形成一个等效线圈(线圈1-线圈2-线圈3)，该等效线圈(线圈1-线圈2-线圈3)再和线圈4并联，形成一个等效线圈((线圈1-线圈2-线圈3)|线圈4)。然后等效线圈(线圈1-线圈2-线圈3)和线圈4分别产生的磁场方向都是朝向Y+轴方向，故方向相同。因此线圈组合((线圈1-线圈2-线圈3)|线圈4)，其产生的整体磁场的方向，从外部看可类似等效(图中的”＝”号表示)于右边的单一线圈。线圈组合((线圈1-线圈2-线圈3)|线圈4)可以认为是一个线圈件102。

实施例5

请参照图1-56，采用实施例1-4的结构的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，应用于骨传导耳机，骨传导眼镜，有线耳机，无线耳机，AR眼镜，VR眼镜，智能手表，智能手环，头戴设备，可穿戴设备，智能手机，游戏手柄，游戏耳机，游戏方向盘，游戏脚踏，鼠标，键盘，触摸屏，电器控制面板，触控装置，屏幕发声装置，车载触觉反馈装置，智能座舱，游戏椅，按摩椅，按摩器，触觉反馈背心，触觉反馈手套，触觉反馈腰带，触觉反馈腿部装置，辅听助听设备，助眠设备或者触觉反馈网络互联装置。当上述圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子用于上述产品时，能够将电能转化成机械能，比如振动或者机械运动。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (21)

1.圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：包括动圈式振子本体，所述动圈式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括磁铁组合结构，所述动子组件包括线圈组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，线圈组合结构的线圈在内，磁铁组合结构的永磁铁在外，所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

2.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：限定永磁铁和线圈的数量，永磁铁的数量为N磁，线圈的数量为N圈，使得N磁>N圈或者N_磁＜N_圈；N_磁为1,2,3,…,100；N_圈为1,2,3,…,100。

3.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述动圈式振子本体内部设有2N个两两对称设计的磁域D_1,i和D_2,i，N为1,2,3,…,100，i＝1,2,3,…；磁域是充满电磁力能量的空间区域，一般由空气或者磁导率较小(比如相对磁导率<1000)的介质组成，包括磁铁材料所在区域；所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,i和D_2,i，且在磁域D_1,i中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域D_2,i中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反；或者在磁域D_1,i中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D_2,i中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

4.根据权利要求3所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：而且针对每对磁域D_i＝(D_1,i,D_2,i)，对动子的电磁作用力F_1,i和F_2,i沿着振动方向上的作用力方向相反，因而其各自合力∑_iF_1,i和合力∑_iF_2,i，沿着振动方向上的作用力方向也相反，这种一推一拉的力的组合，形成推挽式的设计，并且在最后的总合力∑_i(F_1,i+F_2,i)中，总合力针对电流的非线性项部分或者全部抵消而减小。

5.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述传振片的劲度系数k₂是m₁,m₂,ω_t的函数，即k₂＝f(m₁,m₂,ω_t)，其中，m₁＝m_shell+m_磁铁组件，m₂＝m_线圈组件，ω_t为目标谐振频率。

6.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述磁铁组合结构包括永磁铁和第一导磁体或者第一非导磁体；所述线圈组合结构包括线圈和第二导磁体或者第二非导磁体。

8.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述磁铁组合结构包括磁铁件和第二导磁体，所述磁铁件为单一磁铁或者多个磁铁(n磁>1)的组合件形成的整体磁场等效于某个单一磁铁，该组合件中的磁铁所形成磁场和某一主导磁场方向相同/(如果组成的多个磁铁的磁场强度相差比较大时，这些磁铁相互的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的磁铁件产生，通常磁铁之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在磁铁之间，或者在磁铁边缘，或者磁铁周围)，或者即使没有结构件，通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将磁铁连接起来。

9.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述线圈组合结构包括线圈件和第一导磁体，所述线圈件为单一线圈或者多个线圈(n圈>1)的组合件产生的整体磁场等效于某个单一线圈产生的磁场，该组合件中的线圈所产生的磁场和某一主导线圈产生磁场方向相同/(如果组成的多个线圈产生的磁场强度相差比较大时，这些线圈产生的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导线圈产生磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的线圈件中的电流产生，通常线圈之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在线圈之间，或者在线圈边缘，或者线圈周围)，或者即使没有结构件，也通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将线圈连接起来。

10.根据权利要求3所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件。

11.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：N_磁＝(N_圈+1)*n；n是自然数，n＝1,2,3…；当N_磁>1时，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同；当N_圈>1时，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同。

12.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：N_磁＝(N_圈-1)*n；n是自然数，n＝1,2,3…；当N_磁>1时，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同；当N_圈>1时，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同。

13.根据权利要求4所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述线圈靠近的外筒处使用导磁体，使得线圈形成电磁铁的磁路的磁阻尽量小；磁铁组件中永磁铁之间用导磁体隔离；线圈和永磁铁周围使用轭铁，或者针对线圈组件，和线圈靠近的外筒使用导磁外筒。

14.根据权利要求11所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述磁铁组合结构还包括第一导磁环，所述线圈组合结构还包括第二导磁环，所述线圈为一个，所述永磁铁两个，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同，所述传振片设有两个，两个所述传振片分别固定在所述外筒的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体的两端分别固定在传振片上，所述线圈环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体上，所述第二导磁体或者第二非导磁体上还设有所述第二导磁环，所述第一导磁体或者第一非导磁体固定在所述外筒的内侧壁上，所述第一导磁体或者第一非导磁体外侧固设有两个所述永磁铁，所述永磁铁的外侧都设有所述第一导磁环，所述永磁铁固定在所述外筒的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体内部设有2个两两对称设计的磁域D₁,和D₂，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D₁、D₂，在磁域D₁中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D₂中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

15.根据权利要求12所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述线圈组合结构还包括第一导磁环和第二导磁环，所述线圈为两个，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述永磁铁为一个，所述传振片设有两个，两个所述传振片分别固定在所述外筒的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体的两端分别固定在所述传振片上，两个所述线圈环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体上，所述第二导磁体或者第二非导磁体上设有所述第一导磁环，两个所述线圈之间固设有所述第二导磁环，所述永磁铁固定在所述外筒的内侧壁中部，所述永磁铁的两侧固设有所述第一导磁体或者第一非导磁体，所述第一导磁体或者第一非导磁体固定在所述外筒的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体内部设有4个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2，其中，磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2，且在磁域D_1,1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

16.根据权利要求11所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：所述线圈组合结构还包括第一导磁环和第二导磁环，所述磁铁组合结构还包括第三导磁环，所述线圈为两个，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述永磁铁为三个，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同，所述传振片设有两个，两个所述传振片分别固定在所述外筒的顶面和底面上，所述第二导磁体或者第二非导磁体的两端分别固定在所述传振片上，两个所述线圈环绕式固定在所述第二导磁体或者第二非导磁体上，所述第二导磁体或者第二非导磁体上设有所述第一导磁环，两个所述线圈之间固设有所述第二导磁环，三个所述永磁铁依次固定在所述外筒的内侧壁上，相邻所述永磁铁的之间固设有所述第一导磁体或者第一非导磁体，所述第一导磁体或者第一非导磁体的外侧固设有所述第三导磁环，所述第一导磁体或者第一非导磁体和所述第三导磁环固定在所述外筒的内侧壁上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动圈式振子本体内部设有6个两两对称设计的磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，其中磁域D_1,1与D_2,1对称，磁域D_1,2和D_2,2对称，磁域D_1,3和D_2,3对称，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域D_1,1、D_2,1、D_1,2、D_2,2、D_1,3、D_2,3，且在磁域D_1,1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域D_2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相反；在磁域D_1,2中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域D_2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

17.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：传振片的劲度系数k₂和成单调正相关关系。其中，ω_t是该振的目标谐振频率。

18.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：传振片的劲度系数k₂和成线性正相关关系。

19.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：传振片的劲度系数k₂和m₁以及m₂分别成单调正相关关系。

20.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，其特征在于：传振片的劲度系数k₂和m₁(g，克)以及m₂(g，克)分别成单调正相关关系。

21.根据权利要求1-20任一项所述的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子的应用，其特征在于：采用上述结构的圈磁并联型推挽式非线性抵消的动圈振子，应用于骨传导耳机，骨传导眼镜，有线耳机，无线耳机，AR眼镜，VR眼镜，智能手表，智能手环，头戴设备，可穿戴设备，智能手机，游戏手柄，游戏耳机，游戏方向盘，游戏脚踏，鼠标，键盘，触摸屏，电器控制面板，触控装置，屏幕发声装置，车载触觉反馈装置，智能座舱，游戏椅，按摩椅，按摩器，触觉反馈背心，触觉反馈手套，触觉反馈腰带，触觉反馈腿部装置，辅听助听设备，助眠设备或者触觉反馈网络互联装置。