CN207801716U - 摆动马达及电动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摆动马达及电动装置，该摆动马达包括机座；至少一个可动件，所述可动件为电磁装置中可往复移动的可动部件；与所述可动件一一对应的弹性支撑件，所述可动件通过所述弹性支撑件安装于所述机座，所述可动件受到所述弹性支撑件的弹力和所述电磁装置产生的电磁推力合成产生的转动力矩；还包括扭转弹性件，所述扭转弹性件的一端与所述可动件连接，另一端与执行件连接。本实用新型所述摆动马达可在不增加坠块的情况下利用扭转弹性件减少转动力矩向机座的传递，使马达小型化；该电动装置可减少振动，同时可减轻重量。

Description

摆动马达及电动装置

技术领域

本实用新型涉及驱动器技术领域，尤其是涉及一种摆动马达及电动装置。

背景技术

目前电动牙刷、电动剃须刀等家用电器的使用，极大地方便了人们的生活，与此同时，其马达的性能决定了产品的使用体验。

传统的电动装置(如电动牙刷、电动剃须刀等)一般使用旋转电机驱动，其中大都包含有曲柄等转换装置，结构复杂，传动效率较低，振动噪音大。已有一些技术利用线性马达取代旋转电机。其中一种有关线性马达的技术是两个可动件通过耦合弹簧连接，且分别利用安装弹簧支撑，在基本的线性路径上彼此反相移动，可以抵消部分向外壳传递的反向力，其安装弹簧提供线性路径上的弹簧回复力，同时提供与路径方向垂直的至少一个方向上的刚性支撑。这种技术中，两个可动件仅在基本线性路径上移动，限制了马达对外的动力输出模式，使得电动装置未能达到更好的效果。

另外一种技术是具有并列设置的多个可动件的直线致动器，利用可动件互为相反相位的移动抵消部分振动的传递；其输出轴设置在一个可动件的端部，在另一个可动件上安装坠块，使可动件的重心位置彼此一致，能够减少振动。坠块较大地增加了电机的体积和重量，另外较重的配带坠块的可动件在往复运动中产生的振动力也大，不利于减振降噪，产品舒适感较差。

发明内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种摆动马达及电动装置，该摆动马达既可驱动执行件直线往复移动，又可驱动执行件往复摆动，其可在不增加坠块的情况下利用扭转弹性件减少转动力矩向机座的传递，使马达小型化；该电动装置可减少振动，同时可减轻重量。

其技术方案如下：

一种摆动马达，包括：机座；至少一个可动件，所述可动件为电磁装置中可往复移动的可动部件；与所述可动件一一对应的弹性支撑件，所述可动件通过所述弹性支撑件安装于所述机座，所述可动件受到所述弹性支撑件的弹力和所述电磁装置产生的电磁推力合成产生的转动力矩；还包括扭转弹性件，所述扭转弹性件的一端与所述可动件连接，另一端与执行件连接。

本实用新型所述的摆动马达，在供给电磁装置的电流进行周期性地反转时，可动件可进行线性往复移动。同时，由于可动件受到转动力矩，因此可动件相对于机座摆动。由上可知，所述可动件同时获得直线往复移动和绕矩心往复摆动的复合运动。当扭转弹性件连接于其中一个可动件时，则设于扭转弹性件上的执行件(如刷头或刀头等)有直线往复与摆动往复的运动输出，能够达到有效的清洁效果。

同时，由于弹性支撑件的变形特性，可动件获得安装所需的机械稳定性，具有一个轴向移动自由度和一个转动自由度，即不需要使用滑动轴承或滚动轴承，可动件就可以稳定可靠地运动，避免了机械摩擦和噪音。由弹性支撑件提供可动件线性移动和转动所需的弹性回复力，可不再需要耦合弹簧，减少了摆动马达的组件数量，简化了结构。

此外，通过扭转弹性件提供的弹性力，使执行件对可动件提供一个平衡转矩，无需添加坠块，即可减少向机座传递的转动力矩，减少振动，可以使马达小型化；或者也可配备一个体积较小的垫块，用以减轻整个马达的重量。

下面对上述技术方案作进一步的说明：在其中一个实施例中，所述扭转弹性件的转动变形方向和与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的转动变形方向相同或相反；所述扭转弹性件的线性移动方向和与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的线性变形方向相同。也即，当所述扭转弹性件与第一可动件连接时，所述扭转弹性件的转动变形方向和第一弹性支撑件的转动变形方向相同或相反，且所述扭转弹性件的线性移动方向和第一弹性支撑件的线性变形方向相同；当所述扭转弹性件与第二可动件连接时，所述扭转弹性件的转动方向和第二弹性支撑件的转动方向相同或相反，且所述扭转弹性件的线性移动方向和第二弹性支撑件的线性变形方向相同。上述设计使得所述扭转弹性件与对应的所述弹性支撑件具有相同的运动平面，才可达到有效的抵消振动的效果。

在其中一个实施例中，所述电磁装置的电流频率ω、所述扭转弹性件的转动刚度系数k₂以及所述执行件的转动惯量J₂之间满足以下关系：

当所述执行件需要获得一个放大的摆动输出或摆幅要求一定，需要减小向机座传递的振动力时，当需控制与所述执行件相连接的可动件的转动振幅为零时，

当需控制所述执行件和与之相连接的可动件的转动反相位时，

因此，在马达不变的情况下，可通过连接不同转动惯量的执行件配合电流频率控制方法，获得不同的产品功能。为使摆动马达获得足够频次的往复运动，又不使驱动电路及机械结构件过于庞大，将马达驱动电流频率及执行件固有频率控制在50HZ至500HZ之间。

在其中一个实施例中，所述扭转弹性件的转动刚度系数小于与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的转动刚度系数。也即，当所述扭转弹性件与所述第一可动件连接时，所述扭转弹性件的转动刚度系数小于所述第一弹性支撑件的转动刚度系数；当所述扭转弹性件与所述第二可动件连接时，所述扭转弹性件的转动刚度系数小于所述第二弹性支撑件的转动刚度系数。这样可动件相对于扭转弹性件和执行件的转动角度要小些，也即当执行件要求的振幅一定时，可动件的振幅就相对较小，传递至机座上的振动也减小。

在其中一个实施例中，至少一个所述可动件中包括相隔空隙布置的第一可动件和第二可动件，所述第一可动件和所述第二可动件受到相反的电磁推力，所述第一可动件和所述第二可动件互为反相往复运动，所述扭转弹性件一端与所述第一可动件或所述第二可动件连接。第一可动件和第二可动件互为反相运动，在线性移动方向上，两个可动件的约束力可抵消部分甚至全部，可减少传递至机座上的振动。

在其中一个实施例中，所述弹性支撑件中包括第一弹性支撑件和第二弹性支撑件，所述第一可动件通过所述第一弹性支撑件安装于所述机座，所述第二可动件通过所述第二弹性支撑件安装于所述机座，所述第一弹性支撑件包括至少两个第一弹片，至少两个所述第一弹片分别设于所述第一可动件的两侧，且所述第一弹片的一端均固定于所述机座上，另一端均与所述第一可动件连接，所述第二弹性支撑件包括至少两个第二弹片，至少两个所述第二弹片分别设于所述第二可动件的两侧，且所述第二弹片的一端均固定于所述机座上，另一端均与所述第二可动件连接。第一弹性支撑件和第二弹性支撑件均分别在两侧对第一可动件和第二可动件进行弹性支撑，使得第一可动件和第二可动件受力均衡，进一步达到减振的效果。在其中一个实施例中，所述第一可动件包括永磁体，所述第二可动件包括电磁体；或还包括固定件，所述固定件包括电磁体，所述第一可动件和所述第二可动件均包括永磁体；或还包括固定件，所述固定件包括永磁体，所述第一可动件和所述第二可动件均包括电磁体。

在其中一个实施例中，所述第一可动件包括永磁体，所述第二可动件包括两个所述电磁体，两个所述电磁体的电流大小和方向相同，两个所述电磁体对称布置于所述永磁体的两侧；或所述第一可动件包括电磁体，所述第二可动件包括两组所述永磁体，两组所述永磁体的磁场方向相同，两组所述永磁体对称布置于所述电磁体的两侧。这种布置方式使得电磁推力位于摆动马达的一个结构对称面上，可以减少马达受到其他额外方向的振动力及力矩影响。此外，中间的永磁体对两侧电磁体的芯体的吸引力或中间的电磁体对两侧永磁体的吸引力可以大部分抵消，减少了第一支撑弹性件和第二支撑弹性件受到的负荷，有利于结构稳定性。

在其中一个实施例中，所述第一可动件还包括固定框，两个所述永磁体并列固定于所述固定框内，所述第二可动件还包括上压板和下压板，两个所述电磁体并排设于所述上压板和所述下压板之间，所述上压板上设有滑槽和与所述滑槽连通的开口，所述第一可动件穿过所述开口进入两个所述电磁体之间且相对活动式地架设于所述滑槽内。上述设计使得两个并列永磁体被保持于两个并排相隔的电磁体的正中间，且第一可动件和第二可动件均可相对移动或摆动。本实用新型结构设计合理，其结构简单，组成数量较少，制作成本较低。

本技术方案还提供了一种电动装置，包括执行件和上述的摆动马达，所述执行件与所述扭转弹性件连接。该电动装置由于采用上述的摆动马达，可减少振动，同时可减轻重量，其可通过调节电流频率，就可使执行件获得不同的摆动输出，适用性更强。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的电动装置的结构示意图；

图2为图1中的摆动马达与执行件之间的装配示意图；

图3为图2所示结构的分解视图；

图4为本实用新型另一实施例所述的摆动马达与执行件之间的装配示意图；

图5为图1至图4中的第一可动件、第二可动件以及弹性支撑件的分解视图；

图6为图1至图4中的第一可动件和第二可动件之间的装配示意图；

图7为图1至图4所示结构所对应的振动系统图。

附图标记说明：

10、摆动马达，11、机座，12、第一可动件，121、固定框，122、永磁体，13、第二可动件，131、上压板，1311、开口，1312、滑槽，132、下压板，133、电磁体，1331、芯体，1332、绕组，14、第一弹性支撑件，141、第一弹片，15、第二弹性支撑件，151、第二弹片，16、扭转弹性件，20、执行件，30、外壳。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件时，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1至图4所示，本实用新型实施例所述的电动装置，包括执行件20、外壳30和设于所述外壳30中的摆动马达10，所述执行件20与所述摆动马达10的扭转弹性件16连接。所述执行件20为刷头(图1至图3所示)或刀头(图4所示)，当所述执行件20为刷头时，所述电动装置为电动牙刷；当所述执行件20为刀头时，所述电动装置为电动剃须刀。需要说明的是，所述电动装置的执行件20还可根据实际需要设置为其他的执行结构。

图2和图4分别为本实用新型实施例所述摆动马达10的两个应用实施例，由于两个应用实施例中摆动马达10的结构相同，因此仅在图2中对摆动马达10的结构进行详细标注。请参阅图2，所述摆动马达10包括机座11、至少一个可动件(如图2所示的第一可动件12或第二可动件13)、与所述可动件一一对应的弹性支撑件(如图2所示的第一弹性支撑件14或第二弹性支撑件15)和扭转弹性件16。该机座11为安装底板，用于将摆动马达10固定于电动装置的外壳30内。所述可动件为电磁装置的可动部件，所述可动件包括电磁体或永磁体，其可在供给电磁装置的电流进行周期性地反转时，进行往复移动。所述可动件通过所对应的所述弹性支撑件安装于所述机座11上。所述可动件受到所述弹性支撑件的弹力和所述电磁装置产生的电磁推力合成产生的转动力矩，从而使可动件相对于机座11往复摆动。所述扭转弹性件16为Z型弹性扭杆或扭簧，其一端固定连接可动件，另一端与执行件20内的孔过盈连接。

下面对本实用新型实施例所述的摆动马达10的工作原理和效果进行说明：在供给电磁装置的电流进行周期性地反转时，可动件可进行线性往复移动(图2中双向箭头F为线性往复移动的路径方向)。同时，由于可动件受到转动力矩，从而使可动件相对于机座11往复摆动(图2中双向箭头G为往复摆动的路径方向)。因此，所述可动件同时获得一个轴向的直线往复移动和绕矩心往复摆动的复合运动。当扭转弹性件16连接于可动件12时，则设于扭转弹性件16上的执行件20有直线往复与摆动往复的运动输出，能够达到有效的清洁效果。

同时，由于弹性支撑件的变形特性，可动件获得安装所需的机械稳定性，具有一个轴向移动自由度和一个转动自由度，即不需要使用滑动轴承或滚动轴承，可动件就可以稳定可靠地运动，避免了机械摩擦和噪音。由弹性支撑件提供可动件线性移动和转动所需的全部的弹性回复力，可不再需要耦合弹簧，减少了摆动马达10的组件数量，简化了结构。在其他实施例中，弹性支撑件也可提供可动件线性移动和转动所需的弹性回复力的80％以上，大大降低了耦合弹簧的弹力，可以使耦合弹簧小型化和轻型化。

此外，通过扭转弹性件16提供的弹性力，使执行件20对可动件提供一个平衡转矩，无需添加坠块，即可减少向机座11传递的转动力矩，减少振动，可以使马达10进一步小型化；或者也可配备一个体积较小的垫块，用以减轻整个马达10的重量。

在本实施例中，至少一个可动件中包括相隔空隙布置的第一可动件12和第二可动件13，所述第一可动件12和所述第二可动件13相互电磁耦合作用，使得两者受到相反的电磁推力，进而使得所述第一可动件12和所述第二可动件13互为反相往复运动，在线性移动方向上，也即F方向上，两个可动件向机座11传递的弹性力相抵消，可减少机座11上的振动。所述弹性支撑件中包括第一弹性支撑件14和第二弹性支撑件15。所述第一可动件12通过所述第一弹性支撑件14安装于所述机座11；所述第二可动件13通过所述第二弹性支撑件15安装于所述机座11。所述第一可动件12受到所述第一弹性支撑件14的弹力和所述电磁推力合成产生的第一转动力矩；所述第二可动件13受到所述第二弹性支撑件15的弹力和所述电磁推力合成产生的第二转动力矩。因此，所述第一可动件12和所述第二可动件13均同时获得一个轴向的直线往复移动和绕矩心往复摆动的复合运动。当扭转弹性件16连接于第一可动件12时，则设于扭转弹性件16上的执行件20有直线往复与摆动往复的运动输出。需要说明的是，在其他实施例中，所述执行件20也可通过所述扭转弹性件16与第二可动件13连接。

值得注意的是，在图2至图6所示的实施例中，均包括两个可动件，分别为第一可动件12和第二可动件13，而本领域技术人员可以理解的是，可动件的数量可为一个，例如可包括第一可动件12，然后再另外设置一个固定件来代替第二可动件13，固定件与第一可动件12之间相互作用产生电磁推力；或可动件包括第二可动件13，再另外设置一个固定件来代替第一可动件12，固定件与第二可动件13之间相互作用产生电磁推力。同理，可动件的数量还可为三个或三个以上，本领域技术人员可根据实际需要设置可动件以及固定件的数量。并且，执行件20的数量不唯一，每个可动件均可通过一个扭转弹性件16与一个执行件20连接。

在本实施例中，所述扭转弹性件16的转动变形方向和与之相连接的第一可动件12所对应的第一弹性支撑件14的转动变形方向相同或相反；所述扭转弹性件16的线性移动方向和与之相连接的第一可动件12所对应的第一弹性支撑件14的线性变形方向相同，即所述扭转弹性件16与所述弹性支撑件具有相同的运动平面，才可达到有效的抵消振动的效果。

本实用新型实施例中，为了能够减少或完全消除从第一可动件12和第二可动件13向机座传递的直线往复振动力，选择如下配置：

其中，k_l1为第一弹性支撑件14在直线路径上的弹性系数，m_l1为第一可动件12、执行件20的质量(扭转弹性件16为轻质弹簧，其实际质量计入第一可动件12和执行件20当中)，k_l2为第二弹性支撑件15在直线路径上的弹性系数，m_l2为第二可动件13的质量。

下面对扭转弹性件16连接第一可动件12与执行件20而构成的振动系统进行分析，忽略阻尼和误差影响(在实际产品中，扭转弹性件16的连接端还会安装有较小阻尼的橡胶密封圈)，只考虑转动运动时，其原理可用如下简化模型解释。图7所示是一个两自由度无阻尼系统的受迫振动，第一可动件12转动惯量为J₁，以转动刚度系数为k₁的第一弹性支撑件14与机座11连接，执行件20转动惯量为J₂，以转动刚度系数为k₂的扭转弹性件16与第一可动件12连接，在模型简化中，已将扭转弹性件16的转动惯量分别计入其对应连接的第一可动件12与执行件20，第一可动件12上作用有激振力矩M₁＝Msinωt，其中，M为第一可动件12上作用的力矩的振幅，ω为电磁体133的电流频率。用和表示第一可动件12和执行件20相对于平衡位置的角位移，可建立系统的运动微分方程为：

令

可简化为

根据微分方程理论，可设上述方程组的一组特解为

式中A和B为第一可动件12和执行件20的角位移振幅，是待定常数。

可解得

系统的频率方程为：

(b-ω²)(d-ω²)-cd＝0

可解得系统的固有频率ω₁和ω₂。即当电流频率ω＝ω₁或ω＝ω₂，振幅A和B都成为无穷大，系统发生共振往复转动。

其中

由上述公式可知

即第一可动件12与执行件20的振幅之比与电磁体133的电流频率有关。

当时，第一可动件12与执行件20同相位往复转动，且执行件20振幅大于第一可动件12，可以利用该特性，使马达获得一个放大的摆动输出。进一步地，为使摆动或者减振效果突出，符合以下关系式：

当时，第一可动件12的转动振幅A＝0，即第一可动件12只往复移动，利用此特性可以减少力矩对机座11或者外壳30的振动影响。

当时，第一可动件12与执行件20转动反相位，第一可动件12与执行件20彼此抵消大部分转动惯性力，利用此特性可以减少振动力及力矩对机座11或者外壳30的振动影响。进一步地，为使频率控制在马达的谐振输出范围内，符合以下关系式：

由上述原理可知，在摆动马达10结构参数确定的情况下，可以改变电流频率，使执行件20获得不同的输出效果；在电流频率不变的情况下，改变扭转弹性件16的刚度和执行件20的转动惯量，可以减少振动力向机座11的传递，使产品获得舒适的体验；在马达不变的情况下，还可以通过连接不同转动惯量的执行件20配合电流频率控制方法，获得不同的产品功能，例如，配置较重的刷头，使马达直线往复振动固有频率偏离电流频率较远，而靠近转动往复固有频率，则直线运动微弱，而摆动运动强烈，适用于冲刷牙垢牙石功能。

上述电磁体133的电流由驱动电路供给交流电，在往复直线运动为主要输出的情况下，电流频率与上述第一可动件12与第一弹性支撑件14组成的振动系统的直线往复共振频率大致相等。

为使摆动马达获得足够频次的往复运动，又不使驱动电路及机械结构件过于庞大，将马达驱动电流频率及执行件固有频率控制在50HZ至500HZ之间。

此外，扭转弹性件16的转动刚度系数(单位为牛米每弧度)小于与之相连接的第一可动件12所对应的第一弹性支撑件14的转动刚度系数。这样可动件相对于扭转弹性件16和执行件20的转动角度要小些，也即当执行件20要求的振幅一定时，可动件的振幅就相对较小，传递至机座11上的振动也减小。

下面对本实施例所述摆动马达的具体结构进行介绍：

具体地，在本实施例中，请结合图3，所述第一可动件12包括永磁体122(可为一个以上)。所述第二可动件13包括电磁体133(可为一个以上)。电磁体133包括线圈绕组1332和芯体1331，芯体1331为E型硅钢片叠压结构，线圈绕组1332为漆包铜线圈。进一步地，在本实施例中，所述第一可动件12包括并列布置的两个永磁体122，两个所述永磁体122的磁场方向相反。其中一个永磁体122的磁场方向正对相隔的电磁体133，另一个永磁体122的磁场方向与之方向相反。所述第二可动件13包括两个所述电磁体133，两个所述电磁体133对称布置于所述第一可动件12的两侧。两个电磁体133中绕组1332线圈内电流大小方向一致。这种布置方式使得两个并列永磁体122位于两个并排相隔的电磁体133的正中间，其电磁推力(洛伦兹力)位于摆动马达10的一个结构对称面上，可以减少马达受到其他额外方向的振动力及力矩影响，该额外方向是指与执行件20的预期动作方向不一致的方向。此外，两个电磁体133相隔对称布置，使得中间永磁体122对两侧电磁体133的芯体1331的吸引力可以大部分抵消，减少了第一支撑弹性件和第二支撑弹性件受到的负荷，有利于结构稳定性。需要说明的是，在其他实施例中，也可将电磁体133和永磁体122的位置进行对调，也即所述第一可动件12包括电磁体133，所述第二可动件13包括永磁体122，且两组所述永磁体122的磁场方向相同，两组所述永磁体122对称布置于所述电磁体133的两侧。

进一步地，在本实施例中，如图3、图5和图6所示，所述第一可动件12还包括固定框121，两个所述永磁体122并列嵌固于所述固定框121内。所述第二可动件13还包括上压板131和下压板132，两个所述电磁体133并排设于所述上压板131和所述下压板132之间，且上压板131、下压板132以及电磁体133的芯体1331三者通过螺钉连接。所述上压板131上设有滑槽1312，所述上压板131还设有与所述滑槽1312连通的开口1311，所述第一可动件12穿过所述开口1311进入两个所述电磁体133之间且相对活动式地架设于所述滑槽1312内，也即所述第一可动件12可在所述开口1311内线性往复移动，也可在所述开口1311内往复摆动。上述设计使得两个并列永磁体122被保持于两个并排相隔的电磁体133的正中间，且第一可动件12和第二可动件13均可相对移动或摆动。本实用新型结构设计合理，其结构简单，组成数量较少，制作成本较低。

在本实施例中，所述第一弹性支撑件14在所述第一可动件12上的作用点与所述第一可动件12和执行件20两者组成结构的质心(m1)偏置，第一可动件12受到的电磁推力或轴向惯性力与第一弹性支撑件14的作用力可构成上述的第一转动力矩，从而使第一可动件12和执行件20相对于机座11摆动。同理，所述第二弹性支撑件15在所述第二可动件13上的作用点与所述第二可动件13的质心(m2)偏置，第二可动件13受到的电磁推力或轴向惯性力与第二弹性支撑件15的作用力可构成上述的第二转动力矩，从而使第二可动件13相对于机座11摆动。

具体地，请继续参阅图3和图5，所述第一弹性支撑件14包括间隔设置的两个第一弹片141，两个所述第一弹片141设于所述第一可动件12的两侧，且两个所述第一弹片141的一端均通过螺钉固定于所述机座11上，另一端均通过螺钉与所述第一可动件12的固定框121的顶端连接。所述第一弹片141均为Z型片状结构。所述相隔的两个第一弹片141与第一可动件12以及机座11构成四边形结构件，两个第一弹片141的作用点(A1)所在平面与第一可动件12和执行件20两者组成结构的质心(m1)所在平面在垂直于机座11的竖直方向上偏离，在马达运动过程中，第一可动件12和执行件20受到的电磁推力或轴向惯性力与第一弹片141的作用力可构成所述第一转动力矩，从而使第一可动件12和执行件20相对于机座11获得摆动。

所述第二弹性支撑件15包括四个第二弹片151，两个所述第二弹片151和另外两个所述第二弹片151分别设于所述第二可动件13的两侧，且每个电磁体133对应两个第二弹片151。所述第二弹片151的一端均通过螺钉固定于所述机座11上，另一端均通过螺钉与所述上压板131连接。所述第二弹片151均为Z型片状结构。对于每个电磁体133来说，所述相隔的两个第二弹片151与电磁体133以及机座11构成四边形结构件，两个第二弹片151的作用点(A2)所在平面与第二可动件13质心(m2)所在平面在垂直于机座11的竖直方向上偏离，在马达运动过程中，第二可动件13受到的电磁推力或轴向惯性力与第二弹片151的作用力可构成所述第二转动力矩，从而使第二可动件13相对于机座11获得摆动。

需要说明的是，在其他实施例中，所述相隔的两个第一弹片141与第一可动件12以及机座11也可构成等腰梯形结构，第一可动件12受到的电磁推力作用方向与第一弹片141的变形主要方向一致，也可以使第一可动件12相对机座11摆动。同理，所述相隔的两个第二弹片151与电磁体133以及机座11构成等腰梯形结构，电磁体133受到的电磁推力作用方向与第二弹片151的变形主要方向一致，也可以使电磁体133相对机座11摆动。

进一步地，在本实施例中，位于同一侧的所述第一弹片141和所述第二弹片151的底端(A3处)一体连接为固定于所述机座11上的整片结构(整体弹片结构)，再固定于机座11上，可以简化弹性支撑件的结构，制造和安装更加方便，成本更低。另外，第一弹性支撑件14和第二弹性支撑件15受到的作用力方向相反，在整片结构中先行内部抵消作用，传递至机座11的振动力将进一步减小。需要说明的是，在其他实施例中，所述第一弹片141和所述第二弹片151的底端也可不一体连接，也即所述第一弹片141和所述第二弹片151为相互独立的弹片。

可选地，两个所述第一弹片141对称分布于所述第一可动件12的两侧，四个所述第二弹片151对称分布于所述第二可动件13的两侧，使得第一可动件12和第二可动件13受力均衡。所有的所述第一弹片141在所述第一可动件12上的作用点以及所述第二弹片151在所述第二可动件13上的作用点均位于同一平面，使弹性作用力分布在同一平面内，可以抵消部分振动力向外壳30的传递。具体地，所述第一弹片141在所述第一可动件12上的作用点与所述第二弹片151在所述第二可动件13上的作用点可大致位于与机座11平行的两个基本平面内，该两个基本平面大致重合(一般距离小于0.5mm)。

此外，第一可动件12和执行件20两者组成结构的质心与第二可动件13的质心也位于与机座11平行的两个基本平面内，该两个基本平面大致重合(一般距离小于0.5mm)，使第一可动件12和执行件20两者组成结构与第二可动件13的惯性力分布在同一平面内，可以抵消部分振动力向外壳30的传递。

另外，第一可动件12中永磁体122受到的电磁推力合力作用点与第一可动件12和执行件20两者组成结构的质心位于与机座11平行的两个基本平面内，该两个基本平面大致重合(一般距离小于0.5mm)；同理，第二可动件13中电磁体133受到的电磁推力合力作用点与第二可动件13的质心位于与机座11平行的两个基本平面内，该两个基本平面大致重合(一般距离小于0.5mm)，使第一可动件12和第二可动件13的惯性力分布在同一平面内，可以抵消部分振动力向外壳30的传递。

值得注意的是，图2至图6所示的实施例中，其中一个可动件包括永磁体122，另一个可动件包括电磁体133；然而，本实用新型设计原理仍然适用于以下实施例：所述摆动马达10的电磁装置还包括相对于机座11静止的固定件，所述固定件包括电磁体，所述第一可动件12和所述第二可动件13均包括永磁体，所述扭转弹性件16与所述第一可动件12或所述第二可动件13连接；或所述摆动马达10的电磁装置还包括相对于机座11静止的固定件，所述固定件包括永磁体，所述第一可动件12和所述第二可动件13均包括电磁体，所述扭转弹性件16与所述第一可动件12或所述第二可动件13连接。

综上所述，本实用新型通过可动件与弹性支撑件、扭转弹性件、执行件的结构布置，使马达获得摆动驱动，在电动牙刷等场合，使刷头有直线往复与摆动往复的运动输出，更能有效清洁牙齿。同时，扭转弹性件16连接第一可动件12与执行件20而构成的振动系统，使得摆动马达10可以通过改变频率的方法，获得执行件20不同的输出效果，如更大的摆动振幅或者更低的机座11振动。通过扭转弹性件16提供的弹性力，在特定频率的交流电驱动下，使执行件20对可动件提供一个平衡转矩，而不需要添加坠块或增加一个体积较小的坠块，可以使马达进一步小型化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种摆动马达，包括：

机座；

至少一个可动件，所述可动件为电磁装置中可往复移动的可动部件；

与所述可动件一一对应的弹性支撑件，所述可动件通过所述弹性支撑件安装于所述机座，所述可动件受到所述弹性支撑件的弹力和所述电磁装置产生的电磁推力合成产生的转动力矩；

其特征在于，还包括扭转弹性件，所述扭转弹性件的一端与所述可动件连接，另一端与执行件连接。

2.根据权利要求1所述的摆动马达，其特征在于，所述扭转弹性件的转动变形方向和与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的转动变形方向相同或相反；所述扭转弹性件的线性移动方向和与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的线性变形方向相同。

3.根据权利要求1所述的摆动马达，其特征在于，所述电磁装置的电流频率ω、所述扭转弹性件的转动刚度系数k₂以及所述执行件的转动惯量J₂之间满足以下关系：

当所述执行件需要获得一个放大的摆动输出或摆幅要求一定，需要减小向机座传递的振动力时，

当需控制与所述执行件相连接的可动件的转动振幅为零时，

当需控制所述执行件和与之相连接的可动件的转动反相位时，

4.根据权利要求1所述的摆动马达，其特征在于，所述扭转弹性件的转动刚度系数小于与之相连接的可动件所对应的弹性支撑件的转动刚度系数。

5.根据权利要求1所述的摆动马达，其特征在于，至少一个所述可动件中包括相隔空隙布置的第一可动件和第二可动件，所述第一可动件和所述第二可动件受到相反的电磁推力，所述第一可动件和所述第二可动件互为反相往复运动，所述扭转弹性件一端与所述第一可动件或所述第二可动件连接。

6.根据权利要求5所述的摆动马达，其特征在于，所述弹性支撑件中包括第一弹性支撑件和第二弹性支撑件，所述第一可动件通过所述第一弹性支撑件安装于所述机座，所述第二可动件通过所述第二弹性支撑件安装于所述机座，所述第一弹性支撑件包括至少两个第一弹片，至少两个所述第一弹片分别设于所述第一可动件的两侧，且所述第一弹片的一端均固定于所述机座上，另一端均与所述第一可动件连接，所述第二弹性支撑件包括至少两个第二弹片，至少两个所述第二弹片分别设于所述第二可动件的两侧，且所述第二弹片的一端均固定于所述机座上，另一端均与所述第二可动件连接。

7.根据权利要求5或6所述的摆动马达，其特征在于，所述第一可动件包括永磁体，所述第二可动件包括电磁体；或还包括固定件，所述固定件包括电磁体，所述第一可动件和所述第二可动件均包括永磁体；或还包括固定件，所述固定件包括永磁体，所述第一可动件和所述第二可动件均包括电磁体。

8.根据权利要求7所述的摆动马达，其特征在于，所述第一可动件包括永磁体，所述第二可动件包括两个所述电磁体，两个所述电磁体的电流大小和方向相同，两个所述电磁体对称布置于所述永磁体的两侧；或所述第一可动件包括电磁体，所述第二可动件包括两组所述永磁体，两组所述永磁体的磁场方向相同，两组所述永磁体对称布置于所述电磁体的两侧。

9.根据权利要求8所述的摆动马达，其特征在于，所述第一可动件还包括固定框，两个所述永磁体并列设于所述固定框内，所述第二可动件还包括上压板和下压板，两个所述电磁体并排设于所述上压板和所述下压板之间，所述上压板上设有滑槽和与所述滑槽连通的开口，所述第一可动件穿过所述开口进入两个所述电磁体之间且相对活动式地架设于所述滑槽内。

10.一种电动装置，其特征在于，包括执行件和如权利要求1至9中任一项所述的摆动马达。