CN211744317U - 一种线性电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种线性电机，包括具有容纳空间的外壳、设置于容纳空间内的弹性支撑件、被弹性支撑件支撑并悬置于外壳内的振子及与外壳固定的定子；振子与定子中的其中一个包括磁路组件，另一个包括线圈组件；线圈组件包括两个沿垂直振子的振动方向间隔设置的铜片、固定于两铜片之间的铁芯及套设于铁芯外的驱动线圈，驱动线圈的绕线平面与振子的振动方向平行；磁路组件包括设置于驱动线圈沿振子的振动方向两侧的磁体部，位于驱动线圈沿振子的振动方向单侧的磁体部包括至少两个磁钢，且相邻两磁钢的极性相反，铁芯在磁体部上的正投影位于相邻两磁钢之间。本实用新型铜片会产生涡流阻碍振子运动，为线性电机振动提供电磁阻尼，使其响应更快。

Description

一种线性电机

【技术领域】

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种线性电机。

【背景技术】

现有市场上的线性电机都是螺线管磁路组件，驱动力较小，通过泡棉提供系统阻尼，以使得线性电机在启动、停止振动时响应快，更快地趋于稳定振动。

但是，由于泡棉自动化工艺仍未成熟，导致泡棉的装配复杂，系统阻尼稳定性较差，从而造成线性电机的驱动力未充分发挥。

因此，有必要提供一种新的线性电机以解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种驱动力大、且系统阻尼稳定性好的线性电机。

本实用新型的技术方案如下：

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种线性电机，所述线性电机包括具有容纳空间的外壳、设置于所述容纳空间内的弹性支撑件、被所述弹性支撑件支撑并悬置于所述外壳内的振子及与所述外壳固定的定子；所述振子与所述定子中的其中一个包括磁路组件，另一个包括线圈组件；所述线圈组件包括两个沿垂直所述振子的振动方向间隔设置的铜片、固定于两所述铜片之间的铁芯及套设于所述铁芯外的驱动线圈，所述驱动线圈的绕线平面与所述振子的振动方向平行；所述磁路组件包括设置于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向两侧的磁体部，其中，位于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向单侧的所述磁体部包括至少两个磁钢，且相邻两所述磁钢的极性相反，所述铁芯在所述磁体部上的正投影位于相邻两所述磁钢之间。

作为一种改进方式，所述磁钢沿垂直于所述振子的振动方向充磁。

作为一种改进方式，所述磁体部还包括夹设在位于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向同侧相邻两所述磁钢之间的磁性件，所述磁性件的充磁方向与所述磁钢的充磁方向垂直。

作为一种改进方式，所述磁路组件还包括固定在所述磁钢远离所述线圈组件一侧的导磁板。

作为一种改进方式，所述振子包括所述磁路组件以及固定所述磁路组件的质量块，所述弹性支撑件与质量块连接，所述质量块沿垂直于所述振子的振动方向开设有收容腔，所述质量块包括相对且间隔设置的第一侧壁及相对且间隔设置的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁首尾相连接围成所述收容腔，所述磁路组件固定于所述收容腔内，所述线圈组件固定于所述外壳并延伸至所述收容腔内，所述导磁板夹设于所述磁体部及所述第一侧壁之间。

作为一种改进方式，所述铜片沿所述振子的振动方向的长度大于所述驱动线圈的外径，所述第二侧壁之朝向所述铜片的一侧凹设有用于避让所述铜片的第一避让槽。

作为一种改进方式，所述铁芯与所述磁性件正对，且所述磁性件分别设于所述线圈组件沿垂直于所述振子的振动方向的两侧，位于所述线圈组件同一侧的所述磁性件与所述铁芯一一对应设置，所述铁芯沿所述振子的振动方向并排设于两所述铜片之间，各所述驱动线圈套设于相对应的所述铁芯外。

作为一种改进方式，所述弹性支撑件包括固定于所述外壳上的第一固定臂、与所述第一固定臂间隔设置且固定于所述振子上的第二固定臂、以及连接所述第一固定臂与所述第二固定臂的弹力臂。

作为一种改进方式，所述振子设有用于避让所述第一固定臂的第二避让槽以及用于固定所述第二固定臂的固定槽，所述第二避让槽和所述固定槽相背设于所述振子的两侧。

作为一种改进方式，所述线性电机还包括若干个位于所述容纳空间内以限制所述振子移动的限位块，所述振子上对应设有用于与所述限位块相配合的第三避让槽。

作为一种改进方式，所述外壳包括底壳及与所述底壳相连接的盖板，所述底壳和所述盖板围合形成所述容纳空间，所述振子位于所述底壳内，两所述限位块都固定于所述盖板之朝向所述振子的一侧。

作为一种改进方式，所述线圈组件固定于所述外壳，所述外壳对应所述铜片开设有安装槽，所述铜片远离所述振子的一侧固定于所述安装槽。

本实用新型的有益效果为：

与现有技术相比，本实用新型中位于驱动线圈沿振子的振动方向单侧的磁体部包括至少两个磁钢，且相邻两磁钢的极性相反，驱动线圈的绕线平面与振子的振动方向平行，优化了磁路结构，在线圈组件通入交变电流后，两侧的磁体部上的磁钢都会发出磁感应线，线圈组件和磁路组件间会产生更大的往复驱动力以驱动振子在水平方向上左右往复运动，驱动线性电机实现振动；

铜片在变化的磁场中会产生涡流以切割磁感应线，产生阻碍振子运动的力，为线性电机振动提供电磁阻尼，以使得线性电机在启动、停止时响应更快，振动时能更快地趋于稳定振动，而且该线性电机装配简单、可靠。

【附图说明】

图1为本实用新型的线性电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型的线性电机的分解图一；

图3为本实用新型的线性电机的分解图二；

图4为本实用新型的线性电机的俯视图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为本实用新型的线性电机的正视图；

图7为图6中B-B的剖视图；

图8为本实用新型的质量块的结构示意图；

图9为本实用新型的弹性支撑件的结构示意图；

图10为本实用新型的线性电机中第三磁钢、铁芯和驱动线圈数量为多个时，线性电机除去盖板和限位块后的结构示意图。

附图标号：

10、外壳；11、容纳空间；12、安装槽；13、底壳；14、盖板；20、弹性支撑件；21、第一固定臂；22、第二固定臂；23、弹力臂；30、振子；31、磁路组件；311、磁体部；312、磁钢；313、第一磁钢；314、第二磁钢；315、导磁板；32、质量块；321、收容腔；322、第一侧壁；323、第二侧壁；324、第一避让槽；325、第二避让槽；326、固定槽；327、第三避让槽；40、定子；41、线圈组件；411、铜片；412、铁芯；413、驱动线圈；50、限位块；60、磁性件。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请一并参阅图1至图5，本实用新型实施例提供了一种线性电机，线性电机包括外壳10、弹性支撑件20、振子30及定子40，外壳10具有容纳空间11，弹性支撑件20、振子30及定子40都收容于容纳空间11内，弹性支撑件20的一端与外壳10连接，弹性支撑件20的另一端与振子30连接并将振子30悬置于外壳10的容纳空间11内，振子30不直接与外壳10接触，定子40固定在外壳10上，定子40静止不动。

振子30与定子40中的其中一个包括磁路组件31，另一个包括线圈组件41，本实施例中振子30包括磁路组件31，定子40包括线圈组件41，当定子40上的线圈组件41通入交变电流后，定子40可驱动振子30在水平方向上左右往复移动，以使得所述线性电机实现振动。

请参阅图3、图6至图8，本实施例中，振子30还包括固定磁路组件31的质量块32，质量块32与弹性支撑件20连接并通过弹性支撑件20悬置于容纳空间11内，质量块32的中部位置沿垂直于振子30的振动方向开设有贯穿质量块32上下两端面的收容腔321，质量块32包括相对且间隔设置的第一侧壁322及相对且间隔设置的第二侧壁323，第一侧壁322垂直于第二侧壁323，第一侧壁322和第二侧壁323首尾相连接围成所述收容腔321，磁路组件31固定于收容腔321内，线圈组件41固定于外壳10上并延伸至收容腔321内，以便于更好的驱动振子30作左右往复运动。

线圈组件41包括两个沿垂直振子30的振动方向间隔设置于外壳10上的铜片411、固定于两铜片411之间的铁芯412及套设于铁芯412外的驱动线圈413，其中，外壳10对应铜片411开设有安装槽12，铜片411远离振子30的一侧固定于安装槽12内，线圈组件41固定于外壳10上，铜片411和铁芯412之间可以通过铆接或别的安装方式固定连接，相较于原有的泡棉工艺，铜片411与铁芯412之间的装配方式比较成熟，可以实现自动化。驱动线圈413采用螺线管形式，驱动线圈413的绕线平面与振子30的振动方向平行，驱动线圈413相对于外壳10是静止不动的。

请参阅图2、图3和图7，磁路组件31包括设置于驱动线圈413沿振子30的振动方向两侧的磁体部311，其中，位于驱动线圈413沿振子30的振动方向单侧的磁体部311包括至少两个磁钢312，这两个磁钢312可分别定义为第一磁钢313和第二磁钢314，且相邻两磁钢312的极性相反，即第一磁钢313和第二磁钢314的极性相反，两第一磁钢313和两第二磁钢314都呈对角分布设于线圈组件41的两侧，铁芯412在磁体部311上的正投影位于相邻两磁钢312之间。

磁路组件31还包括固定在磁钢312远离线圈组件41一侧的导磁板315，导磁板315夹设于磁体部311及第一侧壁322之间，具体地，第一磁钢313和第二磁钢314都通过导磁板315固定于第一侧壁322上，当驱动线圈413通入交变电流后，磁钢312沿垂直于振子30的振动方向充磁，铁芯412和第一磁钢313与第二磁钢314之间就会产生磁场，由于驱动线圈413静止不动，第一磁钢313、第二磁钢314和质量块32属于振子30，驱动线圈413将驱动振子30即质量块32和磁路组件31一起在水平方向上左右往复运动。

在驱动线圈413的端部并列放置两个极性不同的磁钢312即第一磁钢313和第二磁钢314，驱动线圈413沿垂直于振子30的振动方向设置，优化了磁路结构，在线圈组件41通入交变电流后，第一磁钢313和第二磁钢314会发出磁感应线，线圈组件41和磁路组件31间将产生更大的驱动力以驱动振子30在水平方向上左右往复运动，驱动线性电机实现振动。

而且，在磁路中增加铜片411，铜片411在变化的磁场中会产生涡流以切割磁感应线，产生阻碍振子30运动的力，为线性电机振动提供电磁阻尼，以使得线性电机在启动、停止时响应更快，振动时能更快地趋于稳定振动，而且频带可以更宽。

请参阅图7和图8，作为优选地实施方式，铜片411沿振子30的振动方向的长度大于驱动线圈413的外径，由于驱动线圈413和铜片411是定子40，是不动的，质量块32可在水平方向上左右移动，当铜片411足够大时，铜片411将会撞击到质量块32，因此，为了避免质量块32与铜片411间发生碰撞，在质量块32的第二侧壁323之朝向铜片411的一侧凹设有用于避让铜片411的第一避让槽324。

本实施例中，电磁阻尼的大小与铜片411体积正相关，因此，可加长设计铜片411，并在质量块32上对应设置设计与铜片411相配合的第一避让槽324。

请参阅图7和图9，弹性支撑件20的数量为两个，两个弹性支撑件20分别设置于振子30的两侧，弹性支撑件20包括固定于外壳10上的第一固定臂21、与第一固定臂21间隔设置且固定于振子30上的第二固定臂22、以及连接第一固定臂21与第二固定臂22的弹力臂23，弹力臂23分别与第一固定臂21和第二固定臂22分别成夹角设置连接，通过弹性支撑件20以将振子30悬置于容纳空间11内。

请参阅7和图8，作为优选地实施方式，振子30中质量块32的外侧壁上设有用于避让第一固定臂21的第二避让槽325以及用于固定第二固定臂22的固定槽326，第二避让槽325和固定槽326相背设于振子30的两侧，以缩小线性电机的结构尺寸。

请参阅图4和图5，作为优选地实施方式，线性电机还包括若干个位于容纳空间11内且固定于外壳10上以限制振子30移动的限位块50，振子30的质量块32上对应设有用于与限位块50相配合的第三避让槽327。

作为优选地实施方式，外壳10包括底壳13及与底壳13相连接的盖板14，底壳13和盖板14围合形成容纳空间11，振子30位于底壳13内，两限位块50都固定于盖板14之朝向振子30的一侧。

磁体部311还包括夹设在位于驱动线圈413沿振子30的振动方向同侧相邻两磁钢312之间的磁性件60，磁性件60的充磁方向与磁钢312的充磁方向垂直，在同侧相邻两磁钢312之间增加磁性件60，即在第一磁钢313和第二磁钢314之间增加磁性件60，可增加第一磁钢313和第二磁钢314水平充磁的特性，将两第一磁钢313和两第二磁钢314围合形成一个磁回路，进一步提升振子30的受力，显著增加线性电机的驱动力。

铁芯412与磁性件60正对，且磁性件60分别设于线圈组件41沿垂直于振子30的振动方向的两侧，位于线圈组件41同一侧的磁性件60与铁芯412一一对应设置，铁芯412沿振子30的振动方向并排设于两铜片411之间，各驱动线圈413套设于相对应的铁芯412外，以形成稳定的磁回路。

请参阅图10，当驱动线圈413、铁芯412和磁性件60的数量为多个时，各磁性件60分别设于线圈组件41的两侧并都位于第一磁钢313与第二磁钢314之间，各铁芯412都沿振子30的振动方向并排设于两铜片411之间，各驱动线圈413套设于相对应的铁芯412外。在线性电机尺寸允许的情况下，本实用新型的线性电机可设置多个驱动线圈413，此时线性电机的驱动力可进一步提升，铜片411体积增加，电磁阻尼效果也更明显。

本实用新型中的线性电机具有以下优点：

1、优化的磁路结构可实现较大的驱动力(SLA1010结构下，初步仿真BL可由0.6提升至0.68)；

2、铜片411在变化的磁场中产生涡流，为线性电机振动时提供电磁阻尼，阻尼效果显著；

3、线性电机装配简单、可靠。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种线性电机，所述线性电机包括具有容纳空间的外壳、设置于所述容纳空间内的弹性支撑件、被所述弹性支撑件支撑并悬置于所述外壳内的振子及与所述外壳固定的定子；所述振子与所述定子中的其中一个包括磁路组件，另一个包括线圈组件；其特征在于：所述线圈组件包括两个沿垂直所述振子的振动方向间隔设置的铜片、固定于两所述铜片之间的铁芯及套设于所述铁芯外的驱动线圈，所述驱动线圈的绕线平面与所述振子的振动方向平行；所述磁路组件包括设置于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向两侧的磁体部，其中，位于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向单侧的所述磁体部包括至少两个磁钢，且相邻两所述磁钢的极性相反，所述铁芯在所述磁体部上的正投影位于相邻两所述磁钢之间。

2.如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，所述磁钢沿垂直于所述振子的振动方向充磁。

3.如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，所述磁体部还包括夹设在位于所述驱动线圈沿所述振子的振动方向同侧相邻两所述磁钢之间的磁性件，所述磁性件的充磁方向与所述磁钢的充磁方向垂直。

4.如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，所述磁路组件还包括固定在所述磁钢远离所述线圈组件一侧的导磁板。

5.如权利要求4所述的线性电机，其特征在于，所述振子包括所述磁路组件以及固定所述磁路组件的质量块，所述弹性支撑件与质量块连接，所述质量块沿垂直于所述振子的振动方向开设有收容腔，所述质量块包括相对且间隔设置的第一侧壁及相对且间隔设置的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁首尾相连接围成所述收容腔，所述磁路组件固定于所述收容腔内，所述线圈组件固定于所述外壳并延伸至所述收容腔内，所述导磁板夹设于所述磁体部及所述第一侧壁之间。

6.如权利要求5所述的线性电机，其特征在于，所述铜片沿所述振子的振动方向的长度大于所述驱动线圈的外径，所述第二侧壁之朝向所述铜片的一侧凹设有用于避让所述铜片的第一避让槽。

7.如权利要求3所述的线性电机，其特征在于，所述铁芯与所述磁性件正对，且所述磁性件分别设于所述线圈组件沿垂直于所述振子的振动方向的两侧，位于所述线圈组件同一侧的所述磁性件与所述铁芯一一对应设置，所述铁芯沿所述振子的振动方向并排设于两所述铜片之间，各所述驱动线圈套设于相对应的所述铁芯外。

8.如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，所述弹性支撑件包括固定于所述外壳上的第一固定臂、与所述第一固定臂间隔设置且固定于所述振子上的第二固定臂、以及连接所述第一固定臂与所述第二固定臂的弹力臂。

9.如权利要求8所述的线性电机，其特征在于，所述振子设有用于避让所述第一固定臂的第二避让槽以及用于固定所述第二固定臂的固定槽，所述第二避让槽和所述固定槽相背设于所述振子的两侧。

10.如权利要求1所述的线性电机，其特征在于，所述线性电机还包括若干个位于所述容纳空间内以限制所述振子移动的限位块，所述振子上对应设有用于与所述限位块相配合的第三避让槽。

11.如权利要求10所述的线性电机，其特征在于，所述外壳包括底壳及与所述底壳相连接的盖板，所述底壳和所述盖板围合形成所述容纳空间，所述振子位于所述底壳内，两所述限位块都固定于所述盖板之朝向所述振子的一侧。

12.如权利要求5所述的线性电机，其特征在于，所述线圈组件固定于所述外壳，所述外壳对应所述铜片开设有安装槽，所述铜片远离所述振子的一侧固定于所述安装槽。

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