CN207743803U - 新型微型往复转动电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型微型往复转动电机，包括机壳、定子和转子，转子包括转轴，转轴上沿其周向安装有N个具有磁性的转子齿，相邻转子齿的极性相反，定子包括圆筒状的定子铁芯，转轴套设在定子铁芯内，定子铁芯上设有N个定子齿，定子齿上缠绕有线圈绕组，相邻线圈绕组产生的磁极相反，转子齿的齿顶面分别朝向相邻的定子齿之间的间隙，本实用新型与传统的通过偏心块来获得往复转动的电机相比，结构更紧凑，工作摆幅大，噪音低，寿命长，稳定性好，且具有更小的转动惯量、更大的扭力，断电后电机可精准回复初始的定位原点，本装置可广泛用于脸部按摩器、清洁用品等产品上。

Description

新型微型往复转动电机

技术领域

本实用新型涉及微型电机技术领域，具体涉及一种新型微型往复转动电机。

背景技术

传统的铁芯直流振动微电机在脸部按摩器、保健器材、个人护理等振动产品上有广泛的应用。传统的铁芯直流振动电机，通过自身整体的振动来带动产品振动，振动幅度有限，且寿命不长，在一些按摩器材的应用上有被一种往复式转动装置代替趋势，往复式转动装置具有摆幅大，转动节拍稳定的，可靠性高的，寿命长等优点。随着往复式转动装置应用的推广，人们对往复式转动装置相应提出了更高的要求，如带动更大的刷头，同样节拍下更大的往复转动幅度。

为此有必要研制一种往复式转动的、结构更紧凑、扭力更大、转动节拍更高、往复转动幅度更大的新型微型往复转动电机。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种新型微型往复转动电机。

技术方案如下：一种新型微型往复转动电机，包括机壳、设于该机壳内的定子和转子，其关键在于：

所述定子包括圆筒状的定子铁芯，所述定子铁芯的内壁上均匀设置有N个定子齿，所述定子齿上缠绕有线圈绕组，相邻定子齿上线圈绕组产生的磁极相反；

所述定子铁芯的轴心处插装有所述转子的转轴，所述转轴上沿其周向均匀安装有N个具有磁性的转子齿，相邻所述转子齿的磁极相反，所述转子齿的齿顶面分别朝向相邻的所述定子齿之间的间隙；

还包括转动限位机构，该转动限位机构限制所述转子齿在相邻的所述定子齿之间的转动距离。

采用上述技术方案给线圈绕组通电后，相邻线圈绕组产生的磁场的磁极相反，即相邻定子齿上的磁极相反，而转子齿上的磁极必然会与相邻的两个定子齿中一个磁场的极性相同、一个相反，由于同性相斥、异性相吸，必然会导致转子齿向与其相吸引的那个定子齿一方转动，当改变电流方向后，定子齿上产生的磁场方向改变，转子齿反向转动，如此反复改变电流方向，从而实现了转轴的往复转动，另外通过转动限位机构限制了定子和转子之间的相对转动角度，从而能有效防止未通电时外力将转子扭转。

作为进一步的优选：

上述转动限位机构包括限位挡块和限位卡块，每个所述定子齿上分别设有两个所述限位挡块，所述转轴上对应每个所述定子齿分别设有一个限位卡块，所述限位卡块随所述转轴的转动在对应的所述定子齿上的两个限位挡块之间转动。采用此方案当限位卡块随转轴转动到其中一个限位挡块处时，受该限位挡块的阻挡而不能继续转动，改换电流方向后，限位卡块转动到另一个限位挡块处时其转动再次被限定，由此实现了转轴转动角度的控制。

上述定子齿由齿根部和齿顶部组成，其中齿根部固定所述定子铁芯的内壁上，齿顶部为由两个凸极组成的“C”状结构，两个所述凸极上分别设有所述限位挡块，所述转子齿的齿顶面朝向相邻的所述定子齿的相邻凸极之间的间隙。采用此结构转子齿转动过程中始终不会脱离对应的两个定子齿，在未通电时，若有外力的将其扭转一定角度后，转子齿上的磁场始终会与对应的两个定子齿之间存在吸引力，从而确保转子齿不会发生过渡扭转。

上述转动限位机构还包括两个圆环状的端片，所述定子铁芯的两端筒口处分别设有一个所述端片，所述端片的内圈上均匀设置有N个与所述定子齿形状相同的限位部，所述线圈绕组绕设在所述定子齿的齿根部及其两端的所述限位部的根部上，所述限位部的两个自由端的外侧面上分别设有一个所述限位挡块，任一个所述端片对应处的所述转轴上固定安装有限位挡片，所述限位挡片上对应每个限位部分别设有一个所述限位卡块，所述限位卡块沿转轴的径向伸出，所述限位卡块在对应的所述限位部上的两个限位挡块之间转动。采用此结构转子齿只能在一定角度相对定子齿发生偏转，始终不会转到与其中一个定子齿正对的位置，这样在未通电的情况下，转子齿始终会与相邻的两个定子齿的相邻伸出端之间存在一定的吸引力，从而始终停留在两个定子齿之间。

上述齿顶部的顶面中部开挖有磁阻槽，所述磁阻槽的槽口正对所述转轴的轴心线。采用此设计由于磁阻槽会大大降低转子齿上的磁场强度，导致转子齿与磁阻槽所在位置的定子齿之间的吸引力降低，在未通电状态下，转子齿会在与相邻两个定子齿之间吸引力的平衡下回到二者之间的中间位置，此位置即为初始位置，通过此种设计，在不使用时能使转轴始终定位在初始位置上。

上述转轴上套箍有圆柱状的转子铁芯，该转子铁芯上开设有N个条形的齿槽，所有所述齿槽环绕所述转轴均匀分布，每个所述齿槽内分别安装有一个所述转子齿。采用此设计方便在转轴上安装多个转子齿。

上述转子齿的横截面呈瓦片状，所述转子齿的圆心线、齿顶部的圆心线均与所述转轴的轴心线重合。采用此方案转子齿顶部和定子齿的齿顶部相互配合时，二者之间的间隙非常小，间隙之间的磁阻也很小，转动时有利于增大转动扭力。

相相邻所述定子齿之间的空隙内分别插设有两个有绝缘短套，两个所述绝缘短套的内端对接，所述绝缘短套的外壁与所述定子齿的表面贴合，两个所述绝缘短套的外端分别与对应的所述端片连接。采用此结构绝缘隔离套与定子齿的齿面紧密贴合，与涂刷绝缘层相比，绝缘效果更好，更耐磨损，安全系数更高。

上述机壳为一端具有小开口另一端具有大开口的筒状结构，所述机壳的大开口端扣合有端盖，所述转轴的外端通过第一轴承伸出所述机壳的小开口端，所述转轴的内端通过第二轴承与安装在端盖上；

所述转子铁芯与所述第二轴承之间的转轴上套设有调整弹簧，所述调整弹簧的两端分别抵接在所述第二轴承和所述转子铁芯上，所述限位挡片呈圆环状并套设在所述调整弹簧外，所述限位挡片与所述转子铁芯固定连接。采用该方案通过弹簧可消除轴承本身的游隙，降低使用过程中的噪音。

上述述转子铁芯与所述第一轴承之间的转轴上设有管套，该管套的两端分别抵接在所述转子铁芯和第一轴承上。采用此结构通过管套可调节转轴的轴向位置

有益效果：采用本实用新型的有益效果是与传统的通过偏心块来获得振动的电机相比，本实用新型提供的电机结构更紧凑，工作摆幅大，噪音低，寿命长，稳定性好，且具有更小的转动惯量、更大的扭力，断电后电机可精准回归初始的定位原点，本装置可广泛用于脸部按摩器、清洁用品等产品上。

附图说明

图1为本实用新型的第一视角平面结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的左视图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为图3的C-C剖视图；

图6为本实用新型的第二视角平面结构示意图；

图7为图6的D-D剖视图；

图8为本实用新型的爆炸图；

图9为第一工作状态示意图；

图10为第二工作状态示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-8所示，一种新型微型往复转动电机，包括机壳4、设于该机壳4内的定子和转子，所述定子包括圆筒状的定子铁芯9，该定子铁芯9的外壁与所述机壳4的内壁固定连接，所述定子铁芯9的内壁上均匀设置有N个定子齿9a，所述定子齿9a上缠绕有线圈绕组10，相邻定子齿9a上线圈绕组10产生的磁极相反；

所述定子铁芯9的轴心处插装有所述转子的转轴1，所述转轴1上沿其周向均匀安装有N个具有磁性的转子齿7，相邻所述转子齿7的磁极相反，所述转子齿7的齿顶面分别朝向相邻的所述定子齿9a之间的间隙；

还包括转动限位机构，该转动限位机构限制所述转子齿7在相邻的所述定子齿9a之间的转动距离。

所述定子齿9a由齿根部和齿顶部组成，其中齿根部固定所述定子铁芯9的内壁上，齿顶部为由两个凸极组成的“C”状结构，所述转子齿7的齿顶面朝向相邻的所述定子齿9a的相邻凸极之间的间隙。

所述转动限位机构包括限位挡块8b和限位卡块12a，每个所述定子齿9a上分别设有两个所述限位挡块8b，具体地，两个所述限位挡块8b分别设置在所述定子齿9a的两个凸极上，所述转轴1上对应每个所述定子齿9a分别设有一个限位卡块12a，所述限位卡块12a随所述转轴1的转动在对应的所述定子齿9a上的两个限位挡块8b之间转动。优选地，所述转动限位机构还包括两个圆环状的端片8，所述定子铁芯9的两端筒口处分别设有一个所述端片8，所述端片8的内圈上均匀设置有N个与所述定子齿9a形状相同的限位部8a，所述线圈绕组10绕设在所述定子齿9a的齿根部及其两端的所述限位部8a的根部上，所述限位部8a的两个自由端的外侧面上分别设有一个所述限位挡块8b，任一个所述端片8对应处的所述转轴1上固定安装有限位挡片12，所述限位挡片12上对应每个限位部8a分别设有一个所述限位卡块12a，所述限位卡块12a沿转轴1的径向伸出，所述限位卡块12a在对应的所述限位部8a上的两个限位挡块8b之间转动。

在未使用状态下，为使转子齿7始终定位在相邻的定子齿9a的相邻两个凸极之间，所述定子齿9a的齿顶部的顶面中部开挖有磁阻槽9c，所述磁阻槽9c的槽口正对所述转轴1的轴心线，所述磁阻槽9c优选为月牙槽，但磁阻槽9c还可以是其他任何形状的槽。

为方便安装转子齿7，所述转轴1上套箍有圆柱状的转子铁芯5，该转子铁芯5上开设有N个条形的齿槽，所有所述齿槽环绕所述转轴1均匀分布，每个所述齿槽内分别安装有一个所述转子齿7，所述转子齿7的顶面高于所述齿槽的槽口，所述转子齿7的横截面呈瓦片状，所述转子齿7的圆心线、所述定子齿9a的齿顶部的圆心线均与所述转轴1的轴心线重合，这样转子齿7面向定子齿9a的面积更大，二者之间产生的磁力线更多，产生的扭力更大，所述转子齿7由磁性材料制成，所述N为偶数，N或为四、或为六、或为八。

为更好地实现绝缘隔离，相邻所述定子齿9a之间的空隙内分别插设有两个有绝缘短套8c，两个所述绝缘短套8c的内端对接，所述绝缘短套8c的外壁与所述定子齿9a的表面贴合，两个所述绝缘短套8c的外端分别与对应的所述端片8上的限位部8a固定连接。

所述机壳1为一端具有小开口另一端具有大开口的筒状结构，所述机壳1的大开口端扣合有端盖13，所述机壳1的小开口端内固定安装有第一轴承2，所述端盖13的中部向外凸起形成轴承安装槽，该轴承安装槽内安装有第二轴承11，所述转轴1的外端通过第一轴承2伸出所述机壳1的小开口端，所述转轴1的内端通过第二轴承11安装在所述端盖13上。

所述转子铁芯5与所述第一轴承2之间的转轴1上设有管套3，该管套3的两端分别抵接在所述转子铁芯5和第一轴承2上，所述转子铁芯5与所述第二轴承11之间的转轴1上套设有调整弹簧6，所述调整弹簧6的两端分别抵接在所述第二轴承11和所述转子铁芯5上，所述限位挡片12呈圆环状，所述限位挡片12套设在所述调整弹簧6外，所述限位挡片12的内侧面与所述转子铁芯5固定粘接，为使限位挡片12安装更牢固，所述限位挡片12的内侧面上对应每个所述转子齿7分别设有一个卡紧柱12b，所述转子齿7的长度小于所述转子铁芯5的长度，所述卡紧柱12b沿径向延伸伸入对应的所述齿槽内并卡紧。

定子铁芯9上的定子齿9a与定子铁芯为同一材质，一体成型，所有所述定子齿9a上的线圈绕组10串联且相邻线圈绕组10的绕向相反，而转子齿7的齿顶和齿根分别为磁场的两极，相邻转子齿7齿顶处的磁极相反，当给线圈绕组10通入一定节拍的正、反交替电流时，定子齿9a上产生交变的磁场，与转子齿7的磁场相互作用，使得转子依照输入的节拍往复转动，从而形成固定节拍的往复转动。

如图9所示，当给予电机正向通电时，定子齿9a形成一个磁场，在与转子齿7上的磁场相互作用下，转子顺时针转动一固定的角度。如图10所示，当给予电机反向通电时，定子齿9a形成了一个与图9所示刚好相反的磁场，在与转子齿7上的磁场相互作用下，转子逆时针往回转动了一固定角度。当给予电机一定节拍的正、反向交替通电时，转子就会按照这个频率做一个往复的来回的转动；而在未通电状态下，转子齿7与对应的两个定子齿9a之间不存在磁场之间的相互排斥或吸引，但转子齿7的磁场对定子齿9a还是具有吸引力(如磁铁吸铁般)，若有外力将转轴1扭转一定角度，由于磁阻槽9c的存在，转子齿7在与对应的两个定子齿9a之间吸引力的平衡下，会最终回到二者的中间位置处即初始位置。由于传统的铁芯直流振动电机，其转子是进行持续的旋转运动，通过在转轴上增加一个偏心块来获得振动，其缺点是：产品寿命不长，振动方式通过自身整体振动提供振动，并不能输出明显的摆幅度，在一些需要较大幅度按摩及清洁的用途上效果不佳。相比之下本新型微型往复转动电机，结构更紧凑，工作摆幅大，噪音低，寿命长，稳定性好，可实现初始位置的准确定位，可广泛用于脸部按摩器、清洁用品等产品上。

另外线圈绕组10也可采用并联方式，或利用单片机分别控制的方式，只要相邻线圈绕组10上通入的电流相反，其产生的磁场磁极相反即可。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型微型往复转动电机，包括机壳(4)、设于该机壳(4)内的定子和转子，其特征在于：所述定子包括圆筒状的定子铁芯(9)，所述定子铁芯(9)的内壁上均匀设置有N个定子齿(9a)，所述定子齿(9a)上缠绕有线圈绕组(10)，相邻定子齿(9a)上线圈绕组(10)产生的磁极相反；

所述定子铁芯(9)的轴心处插装有所述转子的转轴(1)，所述转轴(1)上沿其周向均匀安装有N个具有磁性的转子齿(7)，相邻所述转子齿(7)的磁极相反，所述转子齿(7)的齿顶面分别朝向相邻的所述定子齿(9a)之间的间隙；

还包括转动限位机构，该转动限位机构限制所述转子齿(7)在相邻的所述定子齿(9a)之间的转动距离。

2.根据权利要求1所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述转动限位机构包括限位挡块(8b)和限位卡块(12a)，每个所述定子齿(9a)上分别设有两个所述限位挡块(8b)，所述转轴(1)上对应每个所述定子齿(9a)分别设有一个限位卡块(12a)，所述限位卡块(12a)随所述转轴(1)的转动在对应的所述定子齿(9a)上的两个限位挡块(8b)之间转动。

3.根据权利要求1所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述定子齿(9a)由齿根部和齿顶部组成，其中齿根部固定所述定子铁芯(9)的内壁上，齿顶部为由两个凸极组成的“C”状结构，两个所述凸极上分别设有所述限位挡块(8b)，所述转子齿(7)的齿顶面朝向相邻的所述定子齿(9a)的相邻凸极之间的间隙。

4.根据权利要求2或3所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述转动限位机构还包括两个圆环状的端片(8)，所述定子铁芯(9)的两端筒口处分别设有一个所述端片(8)，所述端片(8)的内圈上均匀设置有N个与所述定子齿(9a)形状相同的限位部(8a)，所述线圈绕组(10)绕设在所述定子齿(9a)的齿根部及其两端的所述限位部(8a)的根部上，所述限位部(8a)的两个自由端的外侧面上分别设有一个所述限位挡块(8b)，任一个所述端片(8)对应处的所述转轴(1)上固定安装有限位挡片(12)，所述限位挡片(12)上对应每个限位部(8a)分别设有一个所述限位卡块(12a)，所述限位卡块(12a)沿转轴(1)的径向伸出，所述限位卡块(12a)在对应的所述限位部(8a)上的两个限位挡块(8b)之间转动。

5.根据权利要求4所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述齿顶部的顶面中部开挖有磁阻槽(9c)，所述磁阻槽(9c)的槽口正对所述转轴(1)的轴心线。

6.根据权利要求4所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述转轴(1)上套箍有圆柱状的转子铁芯(5)，该转子铁芯(5)上开设有N个条形的齿槽，所有所述齿槽环绕所述转轴(1)均匀分布，每个所述齿槽内分别安装有一个所述转子齿(7)。

7.根据权利要求4所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述转子齿(7)的横截面呈瓦片状，所述转子齿(7)的圆心线、齿顶部的圆心线均与所述转轴(1)的轴心线重合。

8.根据权利要求4所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：相邻所述定子齿(9a)之间的空隙内分别插设有两个有绝缘短套(8c)，两个所述绝缘短套(8c)的内端对接，所述绝缘短套(8c)的外壁与所述定子齿(9a)的表面贴合，两个所述绝缘短套(8c)的外端分别与对应的所述端片(8)连接。

9.根据权利要求6所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述机壳(4)为一端具有小开口另一端具有大开口的筒状结构，所述机壳(4)的大开口端扣合有端盖(13)，所述转轴(1)的外端通过第一轴承(2)伸出所述机壳(4)的小开口端，所述转轴(1)的内端通过第二轴承(11)安装在所述端盖(13)上；

所述转子铁芯(5)与所述第二轴承(11)之间的转轴(1)上套设有调整弹簧(6)，所述调整弹簧(6)的两端分别抵接在所述第二轴承(11)和所述转子铁芯(5)上，所述限位挡片(12)呈圆环状并套设在所述调整弹簧(6)外，所述限位挡片(12)与所述转子铁芯(5)固定连接。

10.根据权利要求9所述的新型微型往复转动电机，其特征在于：所述转子铁芯(5)与所述第一轴承(2)之间的转轴(1)上设有管套(3)，该管套(3)的两端分别抵接在所述转子铁芯(5)和第一轴承(2)上。