CN216017158U - 一种用于疲劳检测的电磁驱动机构及测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于疲劳检测的电磁驱动机构及测试仪，其中电磁驱动机构包括磁路结构，提供直流磁场；套设在所述磁芯外的骨架；绕制在所述骨架外的双线圈，用于在所述双线圈加载交流电流时在磁场中受力带动所述骨架进行轴向往复移动；轴向固定在所述骨架上的连接件，使所述连接件与所述骨架同步进行轴向往复移动。本实用新型可模拟电声部件的振动工作状态，为电声部件的抗疲劳检测提供驱动动力。

Description

一种用于疲劳检测的电磁驱动机构及测试仪

技术领域

本实用新型涉及扬声设备检测领域，尤其涉及一种用于疲劳检测的电磁驱动机构及测试仪。

背景技术

扬声器是一种十分常用的电声换能器件，随着声学技术的不断发展和壮大，人们对扬声器的音效和品质的要求越来越高。而扬声器中一般安装有支片、折环、引线等电声部件会随着工作时间增长，电声部件的弹性特性会发生衰减，从而影响了扬声器的整体发声效果，因此，在扬声器生产组装过程中，对于柔性电声部件的挑选和检测极为重要。但是，现有的扬声器生产组装环节中，并没有专门的仪器可对电声部件进行抗疲劳检测，导致扬声器在生产组件过程中会将质量较差的部件使用到扬声器中，使得消费者在购买扬声器后需要频繁更换电声部件，无法确保扬声器质量，影响消费者的购买使用体验感。再加上，若使用纯机械方式模拟电声部件的工作环境，需要测试仪进行长时间的反复机械运动，会对测试仪造成非常大的磨损，使得检测成本非常高，因此，实际生产组装缓解中缺少用于抗疲劳检测的测试仪。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种用于疲劳检测的电磁驱动机构，可模拟电声部件的振动工作状态，为电声部件的抗疲劳检测提供驱动动力。

本实用新型的目的之二在于提供一种具有电磁驱动机构的测试仪，利用电磁驱动机构验证扬声器电声部件在工作过程中应力对部件机械特征的影响，提高检测效率的同时还可提高测试仪的使用寿命。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种用于疲劳检测的电磁驱动机构，包括：

磁路结构，提供直流磁场；

骨架，套设在所述磁路结构中的磁芯外；

绕制在所述骨架外的双线圈，用于在所述双线圈加载交流电流时在磁场中受力带动所述骨架进行轴向往复移动。

进一步地，所述双线圈所在位置分别对应磁芯的两极磁场。

进一步地，所述骨架上设有导电箔，所述双线圈中两个线圈之间通过所述导电箔实现电连接，以确保双线圈之间的电流相位相同。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种疲劳测试仪，包括：

外壳；

如上述的用于疲劳检测的电磁驱动机构，所述电磁驱动机构通过支撑装置与所述外壳柔性连接；

连接件，轴向固定在所述电磁驱动机构的骨架上；

夹紧装置，用于夹持待测部件，所述待测部件的一端固定在所述外壳上，另一端通过所述夹紧装置与所述连接件相连，使所述待测部件与所述连接件同步移动。

进一步地，所述骨架上设有阵列排布的通孔，所述骨架通过其通孔与导向支架的一端相连，所述导向支架的另一端与所述连接件相连。

进一步地，所述支撑装置包括磁路固定组件，所述磁路固定组件包括夹板、磁钢件和磁路支架，双线圈中每个线圈外均套装有所述夹板，两个所述夹板之间套装有磁钢件，所述磁路支架的内侧用于卡接所述夹板和所述磁钢件，其外侧通过缓冲件与所述外壳相连。

进一步地，所述支撑装置还包括折环组件，所述折环组件包括折环部和外接件，所述折环部设为具有柔性的弧形结构，所述折环部的内侧通过内接件与所述骨架相连，所述折环部的外侧通过外接件与所述外壳相连。

进一步地，所述内接件上设有与所述通孔相对应的凹孔；所述骨架内设有张力卡簧和限位环，所述限位环表面设有与所述通孔相对应的凸钉，所述限位环设在所述张力卡簧和所述骨架之间，所述张力卡簧往所述骨架所在方向提供向外张力，使所述限位环的凸钉穿过所述骨架的通孔与所述内接件上的凹孔相卡接。

进一步地，所述磁路固定组件设在所述骨架的中部，两个所述折环组件位于所述骨架的上下两端。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

加载交流电流的线圈在直流磁场中受到往复的力，通过连接件连接待测的电声部件后可模拟电声部件的正常工作状态，为电声部件的抗疲劳检测提供稳定的驱动力，可避免纯机械运动所造成的磨损，提高检测效率的同时还可提高测试仪的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型电磁驱动机构的结构示意图；

图2为本实用新型疲劳测试仪的整体结构示意图；

图3为本实用新型疲劳测试仪的Y-Y剖视图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为图3中B处的局部放大图；

图6为本实用新型疲劳测试仪的俯视结构图；

图7为本实用新型剖视图的X-X剖视图；

图8为本实用新型控制电路的模块示意框图。

图中1、外壳；2、电磁驱动机构；21、磁芯；22、骨架；23、线圈；24、夹板；25、磁钢件；26、磁路支架；27、缓冲件；3、折环组件；31、折环部；32、外接件；33、张力卡簧；34、限位环；35、内接件；4、连接件；5、导向支架；6、中心夹持环；7、控制电路；71、PLC控制器；72、信号发生器；73、自动增益控制模块；74、功率放大器；75、比较器；8、传感器；100、引线。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

为了对扬声器设备的柔性电声部件进行抗疲劳检测，本实施例提供一种用于疲劳检测的电磁驱动机构，可模拟柔性电声部件在工作时的状态，为电声部件的抗疲劳检测提供驱动力。

如图1所示，本实施例的电磁驱动机构2具体包括有磁芯21、骨架22、线圈23和连接件4；其中磁芯21可以是永磁铁，也可以是电磁铁，本实施例中磁芯21设为电磁铁，通电后在磁芯21上下两端分别产生极性相反且磁场强度最大的直流磁场。

本实施例中所述骨架22套在所述磁芯21外，所述骨架22与所述磁芯21非直接接触，二者之间存在一定的间隙，所述骨架22的外壁上绕制有线圈23，在线圈23通入交流电时在磁芯21所产生的直流磁场中受到往复的力，即可带动所述骨架22沿着所述磁芯21方向进行轴向往复运动。

本实施例采用双线圈结构，两个独立的线圈23分别绕制在所述骨架22的上下两端，两个线圈23之间可通过贴服在骨架22上的导电箔进行相连，并在任意一线圈23上引出引线100，通过引线100即可同时向两个线圈23通电。本实施例的两个线圈23位置正处于所述磁场强度最大的两极磁场中，且两个线圈23的绕线方向可同相也可反相，且双线圈之间通过设在所述骨架22上的导电箔进行串联或并联，以使双线圈之间的电流相位相同，实现同相电流输入和受力输出为电声部件的检测提供稳定的驱动力。

所述骨架22的上下两端可设有规则的通孔阵列，通过通孔可将连接件4安装在所述骨架22上，本实施例中将导向支架5安装在所述骨架22的通孔上，导向支架5的中心位置轴向固定所述连接件4，使所述连接件4与所述骨架22可同步进行轴向往复移动。

而所述连接件4用于连接待检测的电声部件，例如扬声器中的支片、折环、引线100等电声部件，或其他随工作时间越长，其弹性特性逐渐衰减的部件，将待测部件的一端固定在测试仪的外壳1上，另一端与连接件4相连，通过线圈23在磁场中振动的原理带动所述骨架22、所述连接件4和所述待测部件进行轴向往复运动，从而模拟待测部件在工作时的振动状态，例如模拟支片工作，在一定的振幅下往复振动，电磁驱动机构2输出一定的交变作用力，设定行程与频次，量化试验前后顺性的变化量或观察支片的外观损坏程度，从而完成支片的疲劳检测步骤。

本实施例为了实现向测试仪提供稳定的驱动力，还在电磁驱动机构2上增加了电磁控制系统，所述电磁控制系统包括相连的传感器8和控制电路7，所述传感器8用于检测柔性元件的振动幅度；所述控制电路7通过引线100与所述线圈23相连，用于根据所述传感器8检测所得的数据自动调整用于驱动所述线圈23运动的输出电流。

如图8所示，本实施例中控制电路7至少包括PLC控制器71、信号发生器72、自动增益控制模块73、功率放大器74和比较器75；预先在PLC控制器71中设定频率、周期、振动位移等参数，控制信号发生器72输出对应的电压，输出电压经功率放大器74放大的同时，利用自动增益控制模块73自动调整放大电路的增益，从而将稳定的电压输出至线圈23中，让线圈23带动骨架22按照预设的位移幅度进行稳定往复运动；所述控制电路7在输出电压的同时采集传感器8检测所得的电压数据，利用比较器75对采集所得的电压数据与信号发生器72的输出电压进行比较，将比对结果输出至自动增益控制模块73中，让自动增益控制模块73根据比较器75的输出状态自动调整输出电压，达到自动调节线圈23工作位移的效果，实现自适应位移调节功能，确保测试过程中位移幅度DIS的稳定。

同时，检测设备获得的检测数据发送至控制电路7中后，控制电路7可对检测数据进行检测，若检测数据超过预设范围，则代表所述骨架22的运动出现异常，此时生成中断指令控制所述电磁驱动机构2停止工作，主动中断测试，并做出异常报警提示。

其中，所述传感器8可以是感应线圈、霍尔元件或激光传感器8中的其中一种，所述感应线圈可套装在所述骨架22上，利用感应线圈切割磁感线产生的感生电动势的大小来计算出线圈23位置；此外，也可使用霍尔元件，在所述骨架22上贴服FPC柔性线路板，将霍尔元件阵列排布安装在柔性线路板上，让霍尔元件在线圈23产生的变化磁场中输出变化电压，从而计算出线圈23的位置；还可在电磁驱动机构2外安装激光传感器8，让激光传感器8的检测激光直接照射在振动的电声部件或连接件4上，通过激光传感器8测量电声部件或连接件4的振动幅度。

实施例二

本实施例公开一种疲劳测试仪，如图2、图6所示，具体包括有外壳1、电磁驱动机构2和夹紧装置，利用夹紧装置将待测部件固定在外壳1和电磁驱动机构2上，再利用实施例一所述的电磁驱动机构2作为待测部件提供驱动力，模拟待测部件的振动工作状态，进而对待测部件进行抗疲劳检测。本实施例中夹紧装置可以是压环或夹具。

本实施例的外壳1可采用一体式设计，将电磁驱动机构2中的磁芯21固定在所述外壳1的中心位置；在所述磁芯21外套有骨架22，并在所述骨架22上绕制有绕制方向相反的两个线圈23，两个线圈23位于所述磁芯21的上下两端，正好对应磁芯21上下两端磁场强度最强的位置，使得线圈23在外壳1的中心位置进行上下往复振动。为了确保振动稳定性，本实施例通过磁路固定组件来限定线圈23在外壳1中的位置；如图4所示，所述磁路固定组件包括夹板24、磁钢件25和磁路支架26，本实施例中所述夹板24和磁钢件25均设有环状结构，利用两个夹板24分别夹持在两个线圈23外，并在两个夹板24之间设有磁钢件25，所述磁钢件25正对所述骨架22没有线圈23的位置；而在所述夹板24外设有磁路支架26，所述磁路支架26套装在所述夹板24和所述磁钢件25外，利用磁路支架26的内侧夹持住所述夹板24和所述磁钢件25，所述磁路支架26的外侧则往所述外壳1处延伸，并通过缓冲件27与所述外壳1相连；本实施例的磁路固定组件与线圈23、骨架22共同运动，并在运动过程中利用磁路固定组件来确保线圈23与磁芯21的同心度；本实施例所述缓冲件27可以是橡胶或热弹性体，磁路固定组件通过柔性的缓冲件27连接外壳1，可在不影响线圈23、骨架22运动的前提下，将线圈23、骨架22的位置限制在外壳1中部，提高电磁驱动机构2的振动稳定性。

为了进一步提高稳定性，如图3、图7所示，本实施例中在所述骨架22上下两端均装设有折环组件3，所述折环组件3包括折环部31和外接件32，其中所述折环部31可以是具有柔性的弧形复合边，所述折环部31的内侧通过内接件35与所述骨架22相连，所述折环部31的外侧通过所述外接件32与所述外壳1相连。所述折环部31的材质较软，可提高径向支撑，且轴向阻力、阻尼可确保线圈23平衡运动，且弧形结构的折环部31可让运动幅度维持在一定范围内，提高线圈23运动的稳定性。

在本实施例中，所述骨架22的上下两端设有规则的通孔阵列，用于连接所述骨架22和所述折环部31的内接件35表面设有阵列排布的凹孔，其凹孔的分布与所述通孔的分布规律相同，如图5所示，所述骨架22内设有张力卡簧33和限位环34，所述限位环34表面设有与所述通孔相对应的凸钉，所述限位环34设在所述张力卡簧33和所述骨架22之间，所述张力卡簧33往所述骨架22所在方向提供向外张力，使所述限位环34的凸钉穿过所述骨架22的通孔与所述内接件35上的凹孔相卡接，提供线圈23运动方向的摩擦力，实现定位效果的同时提高线圈23运动稳定性。

本实施例中采用两个折环组件3柔性连接骨架22的上下两端和外壳1，利用磁路固定组件柔性连接所述骨架22的中部和外壳1，使得所述骨架22可在所述外壳1的中部稳定地上下往复移动。本实施例中利用所述骨架22上端的通孔安装导向支架5，所述导向支架5的端部从所述骨架22上的通孔处往中部向上延伸后与所述连接件4相连，即所述导向支架5用于连接所述骨架22的一端在纵截面上的正投影位置低于所述导向支架5用于连接所述连接件4的一端在纵截面上的正投影位置，借由所述导向支架5使得所述连接件4与所述骨架22的振动更加稳定。

而在本实施例中，所述连接件4用于固定待测部件，所述待测部件的一端可通过压环或夹具固定在所述外壳1上，所述待测部件的另一端则可通过中心夹持环6夹持在所述连接件4上，使得所述连接件4在振动时带动所述待测部件振动，从而模拟待测部件的工作状态。在进行抗疲劳检测时，可在驱动待测部件振动之前对待测部件的特性进行测量，其后再利用本实施例的测试仪对待测部件进行一定行程与频次的振动后，再次对待测部件的特性进行测量，通过比对试验前后的特性变化即可获知待测部件的抗疲劳程度；其中，对待测部件进行特性测量可以是观察待测部件的外观损坏程度，也可以是量化待测部件的顺性，根据量化试验前后顺性的变化量或其他外观损坏程度来获知待测部件的抗疲劳程度。

例如：本实施例提供一支片，试验前顺性为1.6mm/200g，设定试验振幅为±15mm，频次5万次，试验后检测顺性变为2.1mm/200g，此时位移变化量为100％*(2.1-1.6)/1.6＝31.25％，其位移变化量超过预设值，此时支片已经失效；或经过试验后支片外观上有破裂损坏，也作为失效的依据。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于疲劳检测的电磁驱动机构，其特征在于，包括：

磁路结构，提供直流磁场；

骨架，套设在所述磁路结构中的磁芯外；

绕制在所述骨架外的双线圈，用于在所述双线圈加载交流电流时在磁场中受力带动所述骨架进行轴向往复移动。

2.根据权利要求1所述的用于疲劳检测的电磁驱动机构，其特征在于，所述双线圈所在位置分别对应磁芯的两极磁场。

3.根据权利要求1所述的用于疲劳检测的电磁驱动机构，其特征在于，所述骨架上设有导电箔，所述双线圈中两个线圈之间通过所述导电箔实现电连接，以确保双线圈之间的电流相位相同。

4.一种疲劳测试仪，其特征在于，包括：

外壳；

如权利要求1～3任意一项所述的用于疲劳检测的电磁驱动机构，所述电磁驱动机构通过支撑装置与所述外壳柔性连接；

连接件，轴向固定在所述电磁驱动机构的骨架上；

夹紧装置，用于夹持待测部件，所述待测部件的一端固定在所述外壳上，另一端通过所述夹紧装置与所述连接件相连，使所述待测部件与所述连接件同步移动。

5.根据权利要求4所述的疲劳测试仪，其特征在于，所述骨架上设有阵列排布的通孔，所述骨架通过其通孔与导向支架的一端相连，所述导向支架的另一端与所述连接件相连。

6.根据权利要求5所述的疲劳测试仪，其特征在于，所述支撑装置包括磁路固定组件，所述磁路固定组件包括夹板、磁钢件和磁路支架，双线圈中每个线圈外均套装有所述夹板，两个所述夹板之间套装有磁钢件，所述磁路支架的内侧用于卡接所述夹板和所述磁钢件，其外侧通过缓冲件与所述外壳相连。

7.根据权利要求6所述的疲劳测试仪，其特征在于，所述支撑装置还包括折环组件，所述折环组件包括折环部，所述折环部设为具有柔性的弧形结构，所述折环部的内侧通过内接件与所述骨架相连，所述折环部的外侧通过外接件与所述外壳相连。

8.根据权利要求7所述的疲劳测试仪，其特征在于，所述内接件上设有与所述通孔相对应的凹孔；所述骨架内设有张力卡簧和限位环，所述限位环表面设有与所述通孔相对应的凸钉，所述限位环设在所述张力卡簧和所述骨架之间，所述张力卡簧往所述骨架所在方向提供向外张力，使所述限位环的凸钉穿过所述骨架的通孔与所述内接件上的凹孔相卡接。

9.根据权利要求8所述的疲劳测试仪，其特征在于，所述磁路固定组件设在所述骨架的中部，两个所述折环组件位于所述骨架的上下两端。

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