CN212258744U - 一种单向磁悬浮—轴向电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单向磁悬浮—轴向电机装置，包括电机外壳和电机轴枝，所述电机轴枝设置在电机外壳轴心处，所述电机外壳底端设有端盖，所述电机外壳和端盖的轴心处均开设有轴孔，所述电机轴枝贯穿两个轴孔，且电机轴枝与轴孔的连接处设有轴承，所述电机外壳内部设有传动单元。本实用新型通过依靠电磁效应实现运动的传递，一方面避免了弹性结构在使用时易损坏使得电机的使用寿命较短的情况，另一方面使得单位体积的电机可以传递更大数值的扭矩，通过电磁结构传递动力，限位凹槽与限位凸痕配合滑动，支撑转子铁芯悬浮于磁场内，使得动力传递过程更为稳定，当面对不同负载时电机轴枝的摆幅不会产生较大变化，方便用户使用。

Description

一种单向磁悬浮—轴向电机装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种单向磁悬浮—轴向电机装置。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，电动牙刷开始走进人们的日常生活中，替代传统牙刷以实现更理想和更便捷的刷牙效果。

现有的电动牙刷通常采用电机驱动，通过牙刷刷头的振动起到清洁牙齿的作用。现有的电动牙刷中的电机一般需要安装弹簧或者类似扭簧的扭力杆，在使用过程中这类结构容易损坏，不易修复，因此电机的使用寿命往往取决于上述结构能使用多长时间。并且采用上述结构设计使得电机的承载能力低，单位体积的电机能够传递的扭矩较小，而且承受不同负载时电机轴的摆幅变化较大，使用效果也不够稳定。

另外，现有电动牙刷运动轨迹普遍都是径向左右摆动，有两种方式：第一种是电机径向摆动带动刷头在齿间做上下运动，第二种是电机轴向作伸缩运动带动刷头在齿间做横向运动。达到清洁牙齿的目的，然而市场上电机作径向摆动的很多，单轴向伸缩的很少，要么需要加额外的传动装置来达到轴向伸缩的目的，没有真正意义上的磁悬浮。

因此，发明一种单向磁悬浮—轴向电机装置来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单向磁悬浮—轴向电机装置，通过依靠电磁效应实现运动的传递，不再需要安装扭力杆等弹性结构，一方面避免了弹性结构在使用时易损坏使得电机的使用寿命较短的情况，另一方面使得单位体积的电机可以传递更大数值的扭矩，通过电磁结构传递动力，限位凹槽与限位凸痕配合滑动，支撑转子铁芯悬浮于磁场内，使得动力传递过程更为稳定，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种单向磁悬浮—轴向电机装置，包括电机外壳和电机轴枝，所述电机轴枝设置在电机外壳轴心处，所述电机外壳底端设有端盖，所述电机外壳和端盖的轴心处均开设有轴孔，所述电机轴枝贯穿两个轴孔，且电机轴枝与轴孔的连接处设有轴承，所述电机外壳内部设有传动单元，所述传动单元由定子组件和转子组件组成，且转子组件设置在定子组件内部；

所述转子组件包括转子铁芯和磁钢，所述转子铁芯叠压设置在电机轴枝外侧，所述转子铁芯两侧开设有对称分布的四个放置槽，四个所述放置槽内均设有磁钢，且四个磁钢平行分布；

所述定子组件包括定子铁芯、绝缘线架和线圈绕组，所述转子铁芯的两侧均设有定子铁芯，所述定子铁芯远离转子铁芯的一侧绝缘线架，所述线圈绕组绕设在定子铁芯与绝缘线架之间，所述定子铁芯内侧设有定子齿，所述定子齿一端固定连接有极靴，所述极靴与转子铁芯相匹配，所述磁钢与定子铁芯形成了自吸面和非自吸面，且自吸面面积大于非自吸面面积；

所述传动单元的数量设置为一个或多个，多个所述传动单元提及的预设值设置为一个或多个，相邻两个所述转子铁芯之间设有转子骨架，且相邻两个转子铁芯通过转子骨架连接，所述转子骨架远离磁钢的两侧均开设有限位凹槽，所述电机外壳远离磁钢的两侧均设有限位凸痕，所述限位凸痕延伸进电机外壳内侧，且限位凸痕与限位凹槽相匹配。

优选的，所述转子铁芯和转子骨架轴心处均开设有通孔，所述电机轴枝设置在通孔内部。

优选的，所述电机外壳的截面形状设置为扁形或圆形，所述端盖与电机外壳之间铆合连接，所述定子铁芯卡接在两个绝缘线架之间。

优选的，所述线圈绕组在定子齿上绕线方向相同，两个所述传动单元之间线圈抽头电性连接，四个所述线圈绕组抽头线分别设置为线圈一、线圈二、线圈三和线圈四，所述线圈一的头接线圈二的尾，所述线圈三的头接线圈四的尾，所述线圈二的头与线圈四的头电性连接并引出，所述线圈一的尾与线圈三的尾电性连接并引出。

优选的，四个所述线圈绕组分为两组，两组所述线圈绕组分别设置为上下绕组和左右绕组，所述上下绕组通电后磁场相同，所述左右绕组通电后磁场相反。

优选的，四个所述磁钢分为两组，两组所述磁钢分别设置为上磁钢组和下磁钢组，所述上磁钢组和下磁钢组中的两个磁钢体均交错分布，且上磁钢组与下磁钢组中心对称分布，所述上磁钢组和下磁钢组中两个磁钢极性相反。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

通过依靠电磁效应实现运动的传递，不再需要安装扭力杆等弹性结构，一方面避免了弹性结构在使用时易损坏使得电机的使用寿命较短的情况，另一方面使得单位体积的电机可以传递更大数值的扭矩，通过电磁结构传递动力，限位凹槽与限位凸痕配合滑动，支撑转子铁芯悬浮于磁场内，使得动力传递过程更为稳定，当面对不同负载时电机轴枝的摆幅不会产生较大变化，方便用户使用，与现有技术相比，轴向伸缩稳定性强，安全耐用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构爆炸图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型的左视图；

图4为本实用新型图3中A-A^，剖面结构示意图；

图5为本实用新型的主视图；

图6为本实用新型图5中B-B^，剖面结构示意图；

图7为本实用新型线圈绕组拉线连接结构示意图；

图8为本实用新型定子铁芯左视图；

图9为本实用新型磁钢极性分布结构示意图；

图10为本实用新型图9中C-C^，剖面结构示意图；

图11为本实用新型转子铁芯与磁钢分布结构示意图；

图12为本实用新型自吸面与非自吸面分布结构示意图

图13本实用新型图1的A部结构放大图。

附图标记说明：

1电机外壳、2电机轴枝、3端盖、4轴承、5定子组件、6转子组件、7转子铁芯、8磁钢、81自吸面、82非自吸面、9放置槽、10定子铁芯、101定子齿、102极靴、11绝缘线架、12线圈绕组、121线圈一、122线圈二、123线圈三、124线圈四、13转子骨架、14限位凹槽、15限位凸痕。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1-13所示的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，包括电机外壳1和电机轴枝2，所述电机轴枝2设置在电机外壳1轴心处，所述电机外壳1底端设有端盖3，所述电机外壳1和端盖3的轴心处均开设有轴孔，所述电机轴枝2贯穿两个轴孔，且电机轴枝2与轴孔的连接处设有轴承4，所述电机外壳1内部设有传动单元，所述传动单元由定子组件5和转子组件6组成，且转子组件6设置在定子组件5内部；

所述转子组件6包括转子铁芯7和磁钢8，所述转子铁芯7叠压设置在电机轴枝2外侧，所述转子铁芯7两侧开设有对称分布的四个放置槽9，四个所述放置槽9内均设有磁钢8，且四个磁钢8平行分布；

所述定子组件5包括定子铁芯10、绝缘线架11和线圈绕组12，所述转子铁芯7的两侧均设有定子铁芯10，所述定子铁芯10远离转子铁芯7的一侧绝缘线架11，所述线圈绕组12绕设在定子铁芯10与绝缘线架11之间，所述定子铁芯10内侧设有定子齿101，所述定子齿101一端固定连接有极靴102，所述极靴102与转子铁芯7相匹配，所述磁钢8与定子铁芯10形成了自吸面81和非自吸面82，且自吸面81面积大于非自吸面82面积；

所述传动单元的数量设置为一个或多个，多个所述传动单元提及的预设值设置为一个或多个，相邻两个所述转子铁芯7之间设有转子骨架13，且相邻两个转子铁芯7通过转子骨架13连接，所述转子骨架13远离磁钢8的两侧均开设有限位凹槽14，所述电机外壳1远离磁钢8的两侧均设有限位凸痕15，所述限位凸痕15延伸进电机外壳1内侧，且限位凸痕15与限位凹槽14相匹配。

进一步的，在上述方案中， 所述转子铁芯7和转子骨架13轴心处均开设有通孔，所述电机轴枝2设置在通孔内部。

进一步的，在上述方案中，所述电机外壳1的截面形状设置为扁形或圆形，所述端盖3与电机外壳1之间铆合连接，所述定子铁芯10卡接在两个绝缘线架11之间。

进一步的，在上述方案中，所述线圈绕组12在定子齿101上绕线方向相同，两个所述传动单元之间线圈抽头电性连接，四个所述线圈绕组12抽头线分别设置为线圈一121、线圈二122、线圈三123和线圈四124，所述线圈一121的头接线圈二122的尾，所述线圈三123的头接线圈四124的尾，所述线圈二122的头与线圈四124的头电性连接并引出，所述线圈一121的尾与线圈三123的尾电性连接并引出。

进一步的，在上述方案中，四个所述线圈绕组12分为两组，两组所述线圈绕组12分别设置为上下绕组和左右绕组，所述上下绕组通电后磁场相同，所述左右绕组通电后磁场相反。

进一步的，在上述方案中，四个所述磁钢8分为两组，两组所述磁钢8分别设置为上磁钢组和下磁钢组，所述上磁钢组和下磁钢组中的两个磁钢体均交错分布，且上磁钢组与下磁钢组中心对称分布，所述上磁钢组和下磁钢组中两个磁钢8极性相反。

相邻的两个磁钢8在转子铁芯7上沿轴向的间距为预设值，且至少两个预设值相异，即磁钢8在转子铁芯7在轴向上为不均匀分布，使其带动电机轴枝2产生往复运动，优化径向磁钢8的间距角度和轴向的间距值，应用于电动牙刷中，可以提升扭矩和伸缩距离，应用于电动牙刷中时，可提升电动牙刷的清洁能力。

实施方式具体为：本装置在实际使用时，线圈绕组12通电在定子铁芯10处形成磁场，磁钢8位于该磁场内，由于轴向都有预设值，它们相互作用，同极性的定子推动各异性的磁钢8，同极性的磁钢8受到各异性的定子磁场作用力，从而驱动磁钢8并带转子铁芯7作上下往复运动，线圈绕组12通过外部电路切换电流方向及控制通电时间，进而带动电机轴枝2作上下往复运动，该装置应用于电动牙刷时，可减轻电动牙刷的重量，上下伸缩运动更贴近日常生活中刷牙的感受，清洁作用大大提升，通过电磁结构传递动力，使得动力传递过程更为稳定，限位凹槽14与限位凸痕15配合滑动，支撑转子铁芯7悬浮于磁场内，提高电机输出轴传动的稳定性，该实施方式具体解决了现有技术中存在的现有电动牙刷运行不稳定的问题。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1-13，线圈绕组12通电在定子铁芯10处形成磁场，磁钢8位于该磁场内，由于径向和轴向都有预设值，它们相互作用，同极性的定子推动各异性的磁钢8，同极性的磁钢8受到各异性的定子磁场作用力，从而驱动磁钢8并带转子铁芯7作上下往复运动，由于转子铁芯7与电机轴枝2固定连接，进而带动电机轴枝2作上下往复运动，线圈绕组12通过外部电路切换电流方向及控制通电时间，从而使转子产生上下往复运动，转子组件6运动即对应电机轴枝2的运动，限位凹槽14与限位凸痕15配合滑动，支撑转子铁芯7悬浮于磁场内，轴向稳定传动。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种单向磁悬浮—轴向电机装置，包括电机外壳（1）和电机轴枝（2），所述电机轴枝（2）设置在电机外壳（1）轴心处，其特征在于：所述电机外壳（1）底端设有端盖（3），所述电机外壳（1）和端盖（3）的轴心处均开设有轴孔，所述电机轴枝（2）贯穿两个轴孔，且电机轴枝（2）与轴孔的连接处设有轴承（4），所述电机外壳（1）内部设有传动单元，所述传动单元由定子组件（5）和转子组件（6）组成，且转子组件（6）设置在定子组件（5）内部；

所述转子组件（6）包括转子铁芯（7）和磁钢（8），所述转子铁芯（7）叠压设置在电机轴枝（2）外侧，所述转子铁芯（7）两侧开设有对称分布的四个放置槽（9），四个所述放置槽（9）内均设有磁钢（8），且四个磁钢（8）平行分布；

所述定子组件（5）包括定子铁芯（10）、绝缘线架（11）和线圈绕组（12），所述转子铁芯（7）的两侧均设有定子铁芯（10），所述定子铁芯（10）远离转子铁芯（7）的一侧绝缘线架（11），所述线圈绕组（12）绕设在定子铁芯（10）与绝缘线架（11）之间，所述定子铁芯（10）内侧设有定子齿（101），所述定子齿（101）一端固定连接有极靴（102），所述极靴（102）与转子铁芯（7）相匹配，所述磁钢（8）与定子铁芯（10）形成了自吸面（81）和非自吸面（82），且自吸面（81）面积大于非自吸面（82）面积；

所述传动单元的数量设置为一个或多个，多个所述传动单元提及的预设值设置为一个或多个，相邻两个所述转子铁芯（7）之间设有转子骨架（13），且相邻两个转子铁芯（7）通过转子骨架（13）连接，所述转子骨架（13）远离磁钢（8）的两侧均开设有限位凹槽（14），所述电机外壳（1）远离磁钢（8）的两侧均设有限位凸痕（15），所述限位凸痕（15）延伸进电机外壳（1）内侧，且限位凸痕（15）与限位凹槽（14）相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，其特征在于：所述转子铁芯（7）和转子骨架（13）轴心处均开设有通孔，所述电机轴枝（2）设置在通孔内部。

3.根据权利要求1所述的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，其特征在于：所述电机外壳（1）的截面形状设置为扁形或圆形，所述端盖（3）与电机外壳（1）之间铆合连接，所述定子铁芯（10）卡接在两个绝缘线架（11）之间。

4.根据权利要求1所述的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，其特征在于：所述线圈绕组（12）在定子齿（101）上绕线方向相同，两个所述传动单元之间线圈抽头电性连接，四个所述线圈绕组（12）抽头线分别设置为线圈一（121）、线圈二（122）、线圈三（123）和线圈四（124），所述线圈一（121）的头接线圈二（122）的尾，所述线圈三（123）的头接线圈四（124）的尾，所述线圈二（122）的头与线圈四（124）的头电性连接并引出，所述线圈一（121）的尾与线圈三（123）的尾电性连接并引出。

5.根据权利要求1所述的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，其特征在于：四个所述线圈绕组（12）分为两组，两组所述线圈绕组（12）分别设置为上下绕组和左右绕组，所述上下绕组通电后磁场相同，所述左右绕组通电后磁场相反。

6.根据权利要求1所述的一种单向磁悬浮—轴向电机装置，其特征在于：四个所述磁钢（8）分为两组，两组所述磁钢（8）分别设置为上磁钢组和下磁钢组，所述上磁钢组和下磁钢组中的两个磁钢体均交错分布，且上磁钢组与下磁钢组中心对称分布，所述上磁钢组和下磁钢组中两个磁钢（8）极性相反。

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