CN209283064U - 载体式激励器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种载体式激励器装置。该载体式激励器装置包括电磁激励器和负载元件，电磁激励器包括壳体、导磁振子、线圈和永磁体，壳体的内部形成腔体，永磁体、线圈和导磁振子位于腔体内，负载元件位于腔体外，导磁振子包括相互连接的固定端和悬空部，固定端被固定在壳体上，悬空部的一部分与永磁体相对并且相间隔，线圈套设在悬空部外，悬空部包括连接部，壳体具有通孔,连接部从通孔伸出，连接部与负载元件连接，线圈响应外部电路的交变信号，产生交变磁场，导磁振子在磁场的作用下被磁化，永磁体被配置为与悬空部相互作用，以驱动导磁振子振动，导磁振子带动负载元件振动。

Description

载体式激励器装置

技术领域

本实用新型涉及电磁振动技术领域，更具体地，涉及一种载体式激励器装置。

背景技术

电磁激励器的种类有多种，按照原理分类，包括动圈型、动磁型和动铁型，其动子分别为线圈、磁铁和导磁衔铁；按照传动方式分类，包括直驱式、谐振式。

动圈型激励器，根据安培定律，在置于磁场中的线圈中通以适当的电流，使其受力运动。这种激励器的设计简单直观，便于优化调整及后期的维护，但由于磁场利用率不高，在体积受限的情况下很难设计出具有较大激励力的产品。

动磁型激励器，既可利用通电导线的受力，也可以利用多个永磁体之间，永磁体与导磁材料之间的作用力使其运动。但由于运动的磁铁位置不易固定，必须时刻考虑永磁体的磁场受外部作用而产生的非线性变化而导致的受力不平衡，设计较为困难，且不利于优化调整和后续的维护。

动铁型激励器，可以利用通电导线的受力，也可以利用永磁体与导磁动子之间的作用力使其运动，且运动过程中不会导致磁场的较大变化。易于设计出大激励力且稳定性高的产品。

直驱式激励器，动子与载荷直接连接，由动子带动载荷运动。力的传递比较直接，主要依靠激励力激励载荷运动。

谐振式激励器，动子不与载荷连接，靠动子自身质量带动载荷运动。力的传递依赖于动子质量，激励力属于内力仅用于将动子激励起来。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种载体式激励器装置的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种载体式激励器装置。该载体式激励器装置包括电磁激励器和负载元件，所述电磁激励器包括壳体、导磁振子、线圈和永磁体，所述壳体的内部形成腔体，所述永磁体、所述线圈和所述导磁振子位于所述腔体内，所述负载元件位于所述腔体外，所述导磁振子包括相互连接的固定端和悬空部，所述固定端被固定在所述壳体上，所述悬空部的一部分与所述永磁体相对并且相间隔，所述线圈套设在所述悬空部外，所述悬空部包括连接部，所述壳体具有通孔,所述连接部从所述通孔伸出，所述连接部与所述负载元件连接，所述线圈响应外部电路的交变信号，产生交变磁场，所述导磁振子在所述磁场的作用下被磁化，所述永磁体被配置为与所述悬空部相互作用，以驱动所述导磁振子振动，所述导磁振子带动所述负载元件振动。

可选地，所述连接部与所述负载元件刚性连接；或者所述连接部通过弹性连接件与所述负载元件。

可选地，所述连接部通过弹性连接件与所述负载元件，所述弹性连接件为弹簧、弹片、弹性橡胶件和弹性硅胶件中的至少一种。

可选地，所述导磁振子呈L形结构，所述L形结构包括相互连接的第一边和第二边，所述第一边的末端为所述固定端，所述线圈套设在所述第一边外，所述永磁体与所述第一边相对，所述第二边为所述连接部，所述第二边的末端与所述负载元件连接。

可选地，在所述线圈与所述导磁振子之间和/或所述永磁体与所述导磁振子之间设置有磁液。

可选地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体,所述固定端被夹持固定在所述第一壳体和所述第二壳体的壳壁中。

可选地，所述负载元件为振膜、配重块和用于发声的板中的至少一种。

可选地，所述负载元件为LED屏、LCD屏或OLED屏。

可选地，所述永磁体包括沿振动方向相对地设置在所述导磁振子的两侧的第一磁铁和第二磁铁。

可选地,所述永磁体为多个，多个所述永磁体形成亥姆赫兹阵列。

根据本公开的一个实施例，该载体式激励器装置具有体积小，振幅大，振动效果良好的特点。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本公开的一个实施例的电磁激励器的一部分的分解图。

图2是根据本公开的一个实施例的载体式激励器装置的剖视图。

图3是根据本公开的一个实施例的第二种载体式激励器装置的剖视图。

图4是根据本公开的一个实施例的第三种载体式激励器装置的剖视图。

图5是根据本公开的一个实施例的第四种载体式激励器装置的剖视图。

附图标记说明：

11：第一外壳；12；第二外壳；13：第一磁铁；14：第二磁铁；15：固定端；16：线圈；17：固定部；19：屏蔽片；20：间隙；21：第一边；22：第二边；25：导磁振子；26：液晶屏幕；27：配重块；28：FPCB；29：通孔；31：弹簧；32：振膜；33：DOME。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种载体式激励器装置。如图1、2所示，该载体式激励器装置电磁激励器和负载元件。电磁激励器包括壳体、导磁振子25、线圈16和永磁体。壳体一部分作为固定部17。壳体的内部形成腔体。导磁振子25、线圈16和永磁体被设置在腔体内。例如，壳体包括扣合在一起的第一外壳11和第二外壳12。在两个外壳11,12的内部形成腔体。例如，壳体的整体呈方形。第一外壳11形成具有敞开端的腔体。第二外壳12盖合在敞开端。壳体的材质为金属、塑料、陶瓷、玻璃等。

例如，第一外壳11和第二外壳12由导磁材料制备而成。导磁材料可以是但不局限于铁氧体材料、钨钢或者SPCC等。上述材料均具有良好的导磁效果。由于永磁体的厚度通常较小。充磁方向沿厚度方向。这样，两个磁极容易形成磁短路。将永磁体设置在第一外壳11或者第二外壳12上。由于两个外壳11,12具有导磁效果，故能有效地避免磁短路的发生，显著提高永磁体的磁性。

导磁振子25包括相互连接的固定端15和悬空部。导磁振子25由导磁材料制备而成。导磁材料如前所述。例如，导磁振子25为条形片状结构或者其他结构。

固定端15被固定在固定部17。固定部17可以是负载激励器所在电子终端的部件，例如框架、内壁等；也可以是，固定端15被固定在壳体的壳壁上。壳壁的用于固定固定端15的部位为固定部17。悬空部悬置在腔体内，以形成悬臂梁结构。例如，如图2-5所示，固定端15被固定在第一外壳11和第二外壳12之间。通过粘结、焊接、卡接的方式形成固定。这样能够牢固地固定导磁振子25。

还可以是，固定端15通过其他部件与壳体形成相对固定。例如，固定端15被夹持固定在线圈16内。线圈16通过粘结剂等被固定在壳体上。

悬空部与永磁体相对并且相间隔，以形成振动空间。线圈16被配置为用于磁化悬空部。线圈16套设在悬空部外。

壳体具有通孔29。例如，在壳体的与固定部17相对的一侧设置有通孔29。连接部从通孔29伸出。负载元件位于壳体的外侧。连接部直接或者间接地与负载元件连接。

线圈16响应外部电路的交变信号，产生交变磁场，导磁振子25在所述磁场的作用下被磁化。永磁体被配置为与悬空部相互作用，以驱动导磁振子25振动，导磁振子25带动负载元件振动。

导磁振子25与永磁体的相互作用力，即驱动力，可用如下公式计算：

其中，

其中，M为介质磁化强度，B为磁感应强度，n为表面法向矢量，μ_r为磁介质相对磁导率，μ₀为真空磁导率，S为面积。如果假设磁场在导磁振子的受力区域内是均匀的，则上式还可以用以下简化形式表示：

可见，导磁振子25的驱动力跟磁感应强度的二次方、以及面积呈正比。在通常情况下，受应用环境的影响导磁振子的面积很难增大，而提高永磁体的磁感应强度能够有效地提高驱动力。例如，通过设置较高磁感应强度的永磁体，或者多块永磁体一起使用来提高磁感应强度，例如，多块永磁体形成海尔贝克阵列，以提高磁感应强度。

在本实用新型实施例中，导磁振子25形成悬臂结构。悬空部被通电线圈16磁化，从而具有磁性。永磁体的极性与悬空部的极性相同或者相反，从而形成斥力或者引力。当线圈16通以交变电流时，导磁振子25产生往复振动，从而带动负载元件振动。该负载激励器的磁场利用率高，驱动力大，导磁振子25的体积小，振幅大，振动效果好。

悬臂结构的导磁振子25的质量轻，高频衰减小，能够提供稳定的高频振动。并且导磁振子25在高频下的振幅更大，响应更迅速。另外，悬臂结构的结构稳定，导磁振子在振动时的受力均匀。

此外，悬臂结构的导磁振子25在不同频率激励的作用下，会呈现不同的振动模态。不同频率下的振动模态会提高该频率区间内导磁振子25的振动幅度，从而扩宽载体式激励器装置的频带范围。

例如，负载元件为振膜32、配重块27和用于发声的板中的至少一种。如图2所示，当负载元件为振膜32时，载体式激励器装置用于振动发声。振膜32包括中心部、边缘部和位于边缘部和中心部之间的折环部。在中心部固定有DOME33。连接部的末端与中心部通过粘结剂固定连接。

如图4所示，当负载元件为配重块27时，载体式激励器装置用于提供电磁振动，例如振动马达。配重块27的材质为金属、塑料、陶瓷、玻璃等。

如图3所示，当负载元件为用于发声的板时，载体式激励器装置用于振动发声。板可以是电子终端的壳壁PCB、FPCB等。例如，壳壁的材质为金属、陶瓷、塑料、玻璃等材料。

优选地，负载元件为液晶屏幕26。例如，LED屏、LCD屏、OLED屏等。电磁激励器带动液晶屏幕26振动发声。

在一个例子中，如图2-4所示，连接部与负载元件刚性连接。例如，连接部通过粘结剂直接与负载元件粘结在一起。这种连接方式，导磁振子25的振动直接传递到负载元件上，传递效率高。

还可以是，连接部通过刚性材料与负载元件连接在一起。刚性材料包括金属、玻璃、陶瓷、木材等。

在一个例子中，如图5所示，连接部通过弹性连接件与负载元件。弹性连接件能够发生弹性形变，刚度低。连接部与负载元件之间形成柔性连接。柔性连接的方式能够改变导磁振子25的振动模态，使载体式激励器装置的谐振频率降低，提升载体式激励器装置的低频效果。

例如，弹性连接件可以是但不局限于弹簧31、弹片、弹性橡胶件和弹性硅胶件中的至少一种。上述材料均能发生弹性形变。

在一个例子中，如图2-5所示，悬空部从线圈16中穿过并从线圈16的一端穿出。悬空部的位于线圈16以外部分的至少局部与永磁体相对。线圈16呈中空结构。悬空部沿线圈16的轴向延伸。悬空部的局部位于线圈16的孔中。这样，导磁振子25的设置充分利用了线圈16内部的空间，有利于载体式激励器装置的小型化设计。

此外，悬空部位于线圈16的中心位置。这使得悬空部被磁化地更充分，磁性更强，载体式激励器装置的驱动力更大。

在其他示例中，线圈16位于悬空部的外侧。这种设置方式，导磁振子25同样能够被磁化。

优选地，线圈16与悬空部相间隔，以为悬空部的振动提供振动空间。通过这种方式，能够延长悬空部的长度，使得载体式激励器装置的振幅更大。

此外，间隔设置的方式使得线圈16的散热效果更好。

在其他示例中，线圈16与悬空部之间形成多点支撑。这种设置方式，线圈16的散热更迅速，提高了载体式激励器装置的长期使用效果。

在一个例子中，如图1-4所示，导磁振子呈L形结构。L形结构包括相互连接的第一边21和第二边22。第一边21的末端为固定端15。固定端15夹紧固定在第一壳体11和第二壳体12的壳壁之间。线圈16套设在第一边21外。永磁体与第一边21相对。线圈16位于永磁体和固定部17之间。第二边22向外凸出于线圈16或者永磁体。第二边22为连接部。第二边22的末端与负载元件连接，例如，形成刚性连接或者柔性连接。L形结构的导磁振子25的连接部与负载元件之间的距离小，二者的连接变得容易。

此外，该结构的导磁振子25加工制作容易，例如，通过冲压的方式一次成型。

在其他示例中，如图5所示，导磁振子25为片状结构。片状结构的末端从壳体的通孔29向外伸出，以形成连接部。连接部通过刚性材料或者弹性连接件与负载元件连接在一起。这种设置方式同样能够传递振动。

在其他示例中，永磁体位于固定部17和线圈16之间。导磁振子25从线圈穿过。连接部位于线圈16的外侧。

在一个例子中，如图4、5所示，永磁体包括相对设置的第一磁铁13和第二磁铁14。这种设置方式形成的磁场的磁感应强度均匀，这使得导磁振子25在振动时受力均匀。例如，第一磁铁13和第二磁铁14均为条形磁铁。第一磁铁13和第二磁铁14可以是但不局限于铁氧体磁铁和钕铁硼磁铁。

第一磁铁13和第二磁铁14的相互靠近的一侧的极性相反。这样，在第一磁铁13和第二磁铁14之间的磁感强度更强。悬空部位于第一磁铁13和第二磁铁14之间，并与第一磁铁13和第二磁铁14相间隔。例如，第一磁铁13和第二磁铁14对称地设置在悬空部沿振动方向的上、下侧。悬空部的上表面与第一磁铁13的N极相对，下表面与第二磁铁14的S极相对。在线圈16通电时，悬空部被磁化成N极。

这样，悬空部与第一磁铁13相斥，并与第二磁铁14相吸。这使得悬空部受到两个磁铁的磁力作用，并且两个作用力的方向相同。载体式激励器装置的驱动力更强，振幅更大，振动灵敏度更高。

当然，永磁体不限于两个，还可以设置成更多个。例如，多个永磁体沿导磁振子25的延伸方向设置在壳体的内壁上。还可以是，多个永磁体形成亥姆赫兹阵列，以增大磁性。

当然，多个永磁体的设置方式不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

在一个例子中，第二外壳12的整体呈片状结构。在第二外壳12的外侧设置有屏蔽片20。屏蔽片20由导磁材料制作而成，能够起到导磁的作用，减少漏磁的发生，使得永磁体的磁场更强，载体式激励器装置的驱动力更大。

如图1-5所示，第二外壳12具有伸出第一外壳11的侧壁的伸出部，在伸出部上设置有FPCB28。FPCB28与线圈16电连接。外部设备通过FPCB28向线圈16供电。

在一个例子中，在悬空部与永磁体之间和/或在悬空部与线圈16之间填充有磁液。例如，在悬空部与永磁体之间形成间隙20。磁液被设置在间隙20中。磁液由纳米级的磁性固体颗粒、基载液以及表面活性剂混合而成，是一种稳定的胶状液体。磁液在静态时不表现磁性；在外加磁场作用时，磁液被磁化，并表现出磁性。磁液具有粘性，能够产生阻尼，从而使导磁振子25的振动更加平稳。

此外，磁液具有导磁特性。这样，磁液会吸附在悬空部的磁场强度高的区域，而不会任意流动，稳定性高。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种电子终端。该电子终端可以是但不局限于手机、平板电脑、智能手表、笔记本电脑、游戏机、对讲机、耳机、助听器等。该电子终端包括上述载体式激励器装置。载体式激励器装置用于提供物理振动。例如，该载体式激励器装置可以作为屏幕发声装置，在该例子中，负载元件为液晶屏幕26。

也可以是，作为振动装置用于电子终端的触控振动提示，或者其他应用条件下的振动提示。在该例子中，负载元件为配重块27；或者用于振动治疗仪。

该电子终端具有振幅大、振动效果良好的特点。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种载体式激励器装置，其特征在于，包括电磁激励器和负载元件，所述电磁激励器包括壳体、导磁振子、线圈和永磁体，所述壳体的内部形成腔体，所述永磁体、所述线圈和所述导磁振子位于所述腔体内，所述负载元件位于所述腔体外，所述导磁振子包括相互连接的固定端和悬空部，所述固定端被固定在所述壳体上，所述悬空部的一部分与所述永磁体相对并且相间隔，所述线圈套设在所述悬空部外，所述悬空部包括连接部，所述壳体具有通孔,所述连接部从所述通孔伸出，所述连接部与所述负载元件连接，所述线圈响应外部电路的交变信号，产生交变磁场，所述导磁振子在所述磁场的作用下被磁化，所述永磁体被配置为与所述悬空部相互作用，以驱动所述导磁振子振动，所述导磁振子带动所述负载元件振动。

2.根据权利要求1所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述连接部与所述负载元件刚性连接；或者所述连接部通过弹性连接件与所述负载元件。

3.根据权利要求2所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述连接部通过弹性连接件与所述负载元件，所述弹性连接件为弹簧、弹片、弹性橡胶件和弹性硅胶件中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述导磁振子呈L形结构，所述L形结构包括相互连接的第一边和第二边，所述第一边的末端为所述固定端，所述线圈套设在所述第一边外，所述永磁体与所述第一边相对，所述第二边为所述连接部，所述第二边的末端与所述负载元件连接。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，在所述线圈与所述导磁振子之间和/或所述永磁体与所述导磁振子之间设置有磁液。

6.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体,所述固定端被夹持固定在所述第一壳体和所述第二壳体的壳壁中。

7.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述负载元件为振膜、配重块和用于发声的板中的至少一种。

8.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述负载元件为LED屏、LCD屏或OLED屏。

9.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述永磁体包括相对地设置在所述导磁振子沿振动方向的两侧的第一磁铁和第二磁铁。

10.根据权利要求1-4中的任意一项所述的载体式激励器装置，其特征在于，所述永磁体为多个，多个所述永磁体形成亥姆赫兹阵列。