CN212323821U - 一种双向磁悬浮声波电机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向磁悬浮声波电机装置，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。本实用新型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，该装置应用于电动牙刷时，可减轻电动牙刷的重量，左右摆动的同时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，提高用户体验，填补了市场上除径向左右摆动外没有轴向伸缩运动的空白。

Description

一种双向磁悬浮声波电机装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种双向磁悬浮声波电机装置。

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，没有轴向的伸缩功能，但人们日常生活中刷牙，不仅需要上下摆动清洁牙齿（径向摆动），更需要左右移动（轴向伸缩）达到全方位清洁的目的，如何有效地解决这个问题，一直是本领域技术人员亟需突破的难题。

因此，发明一种双向磁悬浮声波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双向磁悬浮声波电机装置，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；

所述定子组件包括定子铁芯和线圈绕组，所述定子铁芯两侧均设有绝缘线架，所述定子铁芯内侧两端均设有定子齿，所述定子齿远离定子铁芯的一侧固定连接有极靴，所述极靴与转子组件相匹配，所述定子铁芯两侧均绕设有线圈绕组，且线圈绕组两端均绕设在绝缘线架上；

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，所述转子铁芯外侧表面开设有四个放置槽，四个所述放置槽关于转子铁芯平分线对称分布，且一个放置槽与其两侧放置槽之间的间距角度不相等，四个所述放置槽内均设有磁钢，四个所述磁钢高度交错分布，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。

优选的，所述传动单元的数量设置为一个或多个，两个相邻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。

优选的，所述转子骨架两端均开设有卡接槽，所述卡接槽与转子铁芯的截面形状相匹配，且卡接槽与转子铁芯扣合连接。

优选的，所述电机外壳的截面形状设置为扁形或圆形，所述端盖和定子铁芯均与电机外壳内轮廓相匹配，且端盖与电机外壳之间铆合连接。

优选的，所述线圈绕组与定子齿相匹配，每组所述线圈绕组分别设置有线圈一、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且引出，所述线圈一的尾与线圈三的尾连接在一起且引出。

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，且每组中两个磁钢极性相反，两组磁钢上下磁极对应相同。

优选的，所述电机轴枝一端延伸出电机外壳一侧。

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，该装置应用于电动牙刷时，可减轻电动牙刷的重量，左右摆动的同时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，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，能够同时轴向和径向转动刷牙，填补了市场上电动牙刷除径向左右摆动外没有轴向伸缩运动的空白。

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为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型图3中A-A^，剖面结构示意图；

图5为本实用新型的右视图；

图6为本实用新型图5中B-B^，剖面结构示意图；

图7为本实用新型转子铁芯结构示意图；

图8为本实用新型定子铁芯中线圈绕组连接结构示意图；

图9为本实用新型自吸面与非自吸面分布结构示意图；

图10为本实用新型图9中C-C^，剖面结构示意图；

图11为本实用新型中磁钢极性分布结构示意图；

图12为本实用新型图11中D-D^，剖面结构示意图；

图13为本实用新型图11中E-E^，剖面结构示意图；

图14为本实用新型图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轴孔、4端盖、5轴承、6定子组件、7转子组件、8定子铁芯、9线圈绕组、91线圈一、92线圈二、93线圈三、94线圈四、10绝缘线架、11转子铁芯、12磁钢、121自吸面、122非自吸面、13转子骨架、14定子齿、15极靴、16放置槽、17卡接槽。

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1-14所示的一种双向磁悬浮声波电机装置，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4，所述电机外壳1和端盖4的轴心处均开设有轴孔3，所述电机轴枝2贯穿两个轴孔3，且电机轴枝2与轴孔3的连接处设有轴承5，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6和转子组件7组成，且转子组件7设置在定子组件6内部；

所述定子组件6包括定子铁芯8和线圈绕组9，所述定子铁芯8两侧均设有绝缘线架10，所述定子铁芯8内侧两端均设有定子齿14，所述定子齿14远离定子铁芯8的一侧固定连接有极靴15，所述极靴15与转子组件7相匹配，所述定子铁芯8两侧均绕设有线圈绕组9，且线圈绕组9两端均绕设在绝缘线架10上，定子齿14在同一方向上可以为一个、两个甚至多个，对应的线圈绕组也可以为一个、两个甚至多个，极靴15的形状根据磁钢12在空间中的分布，可以有两个或者单个；

所述转子组件7包括转子铁芯11和磁钢12，所述转子铁芯11叠压设置在电机轴枝2外侧，所述转子铁芯11外侧表面开设有四个放置槽16，四个所述放置槽16关于转子铁芯11平分线对称分布，且一个放置槽16与其两侧放置槽16之间的间距角度不相等，四个所述放置槽16内均设有磁钢12，四个所述磁钢12高度交错分布，所述磁钢与定子铁芯形成了自吸面和非自吸面，且自吸面121面积大于非自吸面122面积，在径向，由于有定子齿14吸磁钢12，且自吸面121比非自吸面122面积大，所以径向可以悬浮，在轴向，也因为定子齿14吸磁钢12，且自吸面121比非自吸面122面积大，所以轴向可以悬浮，在径向，即使转子组件7偏摆到最大位置角度，自吸面121的面积依然大于非自吸面122，在轴向，即使转子组件7轴向位移到最大位置，自吸面121的面积依然大于非自吸面122。

优选的，所述传动单元的数量设置为一个或多个，两个相邻转子铁芯11之间设有转子骨架13，且相邻两个转子铁芯11通过转子骨架13连接。

优选的，所述转子骨架13两端均开设有卡接槽17，所述卡接槽17与转子铁芯11的截面形状相匹配，且卡接槽17与转子铁芯11扣合连接。

优选的，所述电机外壳1的截面形状设置为扁形或圆形，所述端盖4和定子铁芯8均与电机外壳1内轮廓相匹配，且端盖4与电机外壳1之间铆合连接。

优选的，所述线圈绕组9与定子齿14相匹配，每组所述线圈绕组9分别设置有线圈一91、线圈二92、线圈三93和线圈四94，所述线圈一91的头接线圈二92的尾，所述线圈三93的头接线圈四94的尾，所述线圈二92的头与线圈四94的头电性连接且引出，所述线圈一91的尾与线圈三93的尾连接在一起且引出，在轴向上可以产生同极性的磁场，在径向上产生各异性磁场。

优选的，四个所述线圈绕组9分为两组，两组所述线圈绕组9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12分为两组，且每组中两个磁钢12极性相反，两组磁钢12上下磁极对应相同。

优选的，所述电机轴枝2一端延伸出电机外壳1一侧。

电机外壳1底端通过端盖4铆合封口防水，使用轴承5相对定子组件6构成双向磁悬浮电机结构，使得电机轴枝2的转动更加顺畅，避免电机轴枝2的磨损，同时也能稳定电机轴枝2的位置，同时，一对轴承5可以使电机轴枝2的前后两端受力更加均匀，且安装稳定，一方面为电机轴枝2提供了支撑位置，方便定子组件6和转子组件7的紧凑安装，稳定配合，另一方面也能保护内部的定子组件6和转子组件7尽可能少的受到外部环境的污染和影响，保证电机轴枝2持续稳定的动力传输。

所有磁钢12绕转子铁芯11分布，相邻的所述磁钢12在转子铁芯11上沿径向的间距角度为预设值，且至少两个所述预设值相异，即磁钢12在转子铁芯11在径向上为不均匀分布，使其能带动电机轴枝2产生左右摆动，另外，相邻的所述磁钢12在所述转子铁芯11上沿轴向的间距为预设值，且至少两个所述预设值相异，即磁钢12在转子铁芯11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9通电在定子铁芯8处形成磁场，磁钢12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12，同极性的磁钢12受到各异性的定子磁场作用力，从而驱动磁钢12并带转子铁芯11转动的同时作上下往复运动，由于转子铁芯11与电机轴枝2固定连接，进而带动电机轴枝2转动的同时作上下往复运动，线圈绕组9通过外部电路切换电流方向及控制通电时间，从而使转子产生左右上下往复运动，转子组件7运动即对应电机轴枝2的运动，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，则可以在达到额定扭矩的情况下尽可能地缩小电机的体积，该装置应用于电动牙刷时，可减轻电动牙刷的重量，左右摆动的同时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，当面对不同负载时电机轴枝2的摆幅不会产生较大变化，方便用户使用，填补了市场上电动牙刷除径向左右摆动外没有轴向伸缩运动的空白，该实施方式具体解决了现有技术中存在的现有电动牙刷不便于全方位清洁的问题。

本实用新型工作原理：

参照说明书附图1-7，线圈绕组9通电在定子铁芯8处形成磁场，磁钢12位于该磁场内，由于径向和轴向都有预设值，相互作用下同极性的定子推动各异性的磁钢12，同极性的磁钢12受到各异性的定子磁场作用力，从而驱动磁钢12并带转子铁芯11转动的同时作上下往复运动，由于转子铁芯11与电机轴5固定连接，进而带动电机轴枝2左右摆动的同时上下往复运动，线圈绕组9通过外部电路切换电流方向及控制通电时间，从而使转子产生左右上下往复运动，转子组件7运动即对应电机轴枝2的运动，依靠电磁效应实现运动的传递，通过电磁结构传递动力，使得动力传递过程更为稳定，带动牙刷头往复摆动的同时，对牙齿进行有效清洁。

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 (8)

1.一种双向磁悬浮声波电机装置，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（4），所述电机外壳（1）和端盖（4）的轴心处均开设有轴孔（3），所述电机轴枝（2）贯穿两个轴孔（3），且电机轴枝（2）与轴孔（3）的连接处设有轴承（5），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（6）和转子组件（7）组成，且转子组件（7）设置在定子组件（6）内部；

所述定子组件（6）包括定子铁芯（8）和线圈绕组（9），所述定子铁芯（8）两侧均设有绝缘线架（10），所述定子铁芯（8）内侧两端均设有定子齿（14），所述定子齿（14）远离定子铁芯（8）的一侧固定连接有极靴（15），所述极靴（15）与转子组件（7）相匹配，所述定子铁芯（8）两侧均绕设有线圈绕组（9），且线圈绕组（9）两端均绕设在绝缘线架（10）上；

所述转子组件（7）包括转子铁芯（11）和磁钢（12），所述转子铁芯（11）叠压设置在电机轴枝（2）外侧，所述转子铁芯（11）外侧表面开设有四个放置槽（16），四个所述放置槽（16）关于转子铁芯（11）平分线对称分布，且一个放置槽（16）与其两侧放置槽（16）之间的间距角度不相等，四个所述放置槽（16）内均设有磁钢（12），四个所述磁钢（12）高度交错分布，所述磁钢与定子铁芯形成了自吸面和非自吸面，且自吸面（121）面积大于非自吸面（122）面积。

2.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：所述传动单元的数量设置为一个或多个，两个相邻转子铁芯（11）之间设有转子骨架（13），且相邻两个转子铁芯（11）通过转子骨架（13）连接。

3.根据权利要求2所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：所述转子骨架（13）两端均开设有卡接槽（17），所述卡接槽（17）与转子铁芯（11）的截面形状相匹配，且卡接槽（17）与转子铁芯（11）扣合连接。

4.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，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（4）和定子铁芯（8）均与电机外壳（1）内轮廓相匹配，且端盖（4）与电机外壳（1）之间铆合连接。

5.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：所述线圈绕组（9）与定子齿（14）相匹配，每组所述线圈绕组（9）分别设置有线圈一（91）、线圈二（92）、线圈三（93）和线圈四（94），所述线圈一（91）的头接线圈二（92）的尾，所述线圈三（93）的头接线圈四（94）的尾，所述线圈二（92）的头与线圈四（94）的头电性连接且引出，所述线圈一（91）的尾与线圈三（93）的尾连接在一起且引出。

6.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：四个所述线圈绕组（9）分为两组，两组所述线圈绕组（9）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。

7.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：四个所述磁钢（12）分为两组，且每组中两个磁钢（12）极性相反，两组磁钢（12）上下磁极对应相同。

8.根据权利要求1所述的一种双向磁悬浮声波电机装置，其特征在于：所述电机轴枝（2）一端延伸出电机外壳（1）一侧。

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