CN220915142U - 直线电机、悬架系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直线电机、悬架系统和车辆，直线电机包括芯体和壳体。所述芯体沿第一方向延伸设置，所述壳体环绕所述芯体设置；其中，所述芯体和所述壳体的其中一个上设有包绕的线圈，且另一个上设有磁体，以使所述芯体能够相对于所述壳体沿所述第一方向相对运动。在所述第一方向上，部分所述线圈的绕线密度与其他所述线圈的绕线密度不同，和/或，部分所述磁体的磁体密度与其他所述磁体的磁体密度不同。这种直线电机，使芯体相对壳体运动至某个位置时该位置处直线电机的阻尼力或助力可以得到调整，能更好适应直线电机所应用场景的实际需求。

Description

直线电机、悬架系统和车辆

技术领域

本申请涉及一种直线电机、悬架系统和车辆。

背景技术

现有部分直线电机采用单级电磁技术，即一个级圈搭配一个绕组，该种直线电机产生的磁场是单一。由于磁极本身特性使得磁力线在磁极两端存在减弱的趋势，进而使得直线电机在线圈两端的阻尼力较小，从而削弱直线电机在两端极限位置的弹力，长期使用可能会影响缓冲部件的寿命。

而部分直线电机则通过电机控制电流大小以控制磁感应强度。进而控制直线电机阻尼力，但是受到电机性能的影响，导致变化范围有限。

因此，直线电机具有一定改善空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型一方面的目的在于提出一种直线电机，该直线电机可以根据需要，使芯体相对壳体运动至某个位置时，该位置处直线电机的阻尼力或助力可以得到调整。

本实用新型另一方面的目的在于提出一种悬架系统，包括上述直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个适于连接车身，所述芯体和所述壳体中的另一个适于连接车轮。

本实用新型又一方面的目的在于提出一种车辆，包括车身、车轮及上述的直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个连接所述车身，所述芯体和所述壳体中的另一个连接所述车轮。

本实用新型另一方面的目的在于提出一种包括上述直线电机的车辆。

根据本实用新型第一方面实施例的直线电机，包括芯体和壳体。所述芯体沿第一方向延伸设置，所述壳体环绕所述芯体设置；其中，所述芯体和所述壳体的其中一个上设有包绕的线圈，且另一个上设有磁体，以使所述芯体能够相对于所述壳体沿所述第一方向相对运动。在所述第一方向上，部分所述线圈的绕线密度与其他所述线圈的绕线密度不同，和/或，部分所述磁体的磁体密度与其他所述磁体的磁体密度不同。

根据本实用新型实施例的直线电机，使芯体相对壳体运动至某个位置时，该位置处直线电机的阻尼力或助力可以得到调整。相对于磁体密度及绕线密度均匀设置的传统直线电机而言，本申请利用这种调整部分段磁体密度和/或调整部分段绕线密度的方案，具体调整位置、调整幅度根据直线电机的应用场景的需要来设置，可以提高直线电机在该应用场景下的性能，有利于延长其使用寿命。

在一些实施例中，所述线圈包括沿所述第一方向分布的第一端部线圈、中间线圈及第二端部线圈，所述第一端部线圈和所述第二端部线圈中至少一个的绕线密度大于所述中间线圈的绕线密度。

在一些实施例中，所述第一端部线圈和所述第二端部线圈的绕线密度相等。

在一些实施例中，所述第一端部线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L1，所述中间线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L2，所述第二端部线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L3，满足L2>L1和/或L2>L3。

根据本实用新型实施例的直线电机，所述壳体包括筒体以及壳顶壁，所述筒体环绕所述芯体设置，所述线圈或所述磁体设置在所述筒体上；所述壳顶壁连接在所述筒体的上端，所述壳顶壁的底部设有缓冲块；所述壳顶壁位于所述芯体上方，所述芯体相对所述壳体沿上下方向可移动地设置。

可选地，直线电机还包括支撑盖以及缓冲弹簧。所述支撑盖连接在所述芯体的下端；所述缓冲弹簧夹在所述支撑盖和所述筒体之间。

可选地，所述缓冲弹簧套在所述芯体的外侧；所述直线电机还包括：第一定位圈，所述第一定位圈连接在所述筒体的底部，所述缓冲弹簧的上端卡在所述第一定位圈上；第二定位圈，所述第二定位圈连接在所述支撑盖上，所述缓冲弹簧的下端卡在所述第二定位圈上。

在一些实施例中，所述芯体的下端穿至所述支撑盖的下方，所述直线电机还包括位于所述支撑盖下方，且连接在所述芯体上的固定片。

根据本实用新型实施例的直线电机，所述芯体包括推杆以及连接在所述推杆外周面上的磁体。

可选地，所述推杆包括粗杆段以及细杆段，所述磁体连接在所述粗杆段的外周面上；所述细杆段连接在所述粗杆段的下端，所述细杆段的横截面面积小于所述粗杆段的横截面面积。

本实用新型第二方面实施例的一种悬架系统，包括上述直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个适于连接车身，所述芯体和所述壳体中的另一个适于连接车轮。

本实用新型第三方面实施例的一种车辆，包括车身、车轮以及直线电机。上述直线电机为本申请中第一方面实施例中的直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个连接所述车身，所述芯体和所述壳体中的另一个连接所述车轮。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是磁力线弯曲造成稀疏的原理图；

图2是本实用新型一些实施例中直线电机的结构示意图；

图3是图2中沿A-A线的截面图；

图4是本实用新型一些实施例中直线电机的一个运动原理图；

图5是本实用新型一些实施例中直线电机的另一个运动原理图；

图6是本实用新型一些实施例中直线电机的工作流程示意图；

图7是本实用新型一些实施例的直线电机中线圈和磁体的布局方式图；

图8是本实用新型一些实施例的直线电机中线圈和磁体的布局方式图。

附图标记：

图1中：磁体10’、现有线圈20’、

其余图中：

直线电机100、

芯体1、磁体10、

推杆12、粗杆段121、细杆段122、

壳体2、线圈20、第一端部线圈201、中间线圈202、第二端部线圈203、筒体21、壳顶壁22、缓冲块23、

支撑盖30、

缓冲弹簧40、

第一定位圈51、第二定位圈52、固定片53。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图2-图8描述根据本实用新型第一方面实施例的直线电机100。该直线电机100的应用领域不作限制，例如，可以应用在需要使用减震器的交通工具中或生产设备上。

如图2-图3所示，根据本实用新型一些实施例的直线电机100包括芯体1和壳体2。

芯体1沿第一方向延伸设置，壳体2环绕芯体1设置。这里，第一方向为直线电机100的受力方向。通常芯体1为柱体，第一方向为芯体1的柱长方向。

芯体1和壳体2的其中一个上设有包绕的线圈20，且另一个上设有磁体10，线圈20和磁体10相藕合，以使芯体1能够相对于壳体2沿第一方向相对运动。

例如在一些具体实施例中，芯体1上设有包绕线圈20，壳体2上设有磁体10。为本领域技术人员所熟知的是，壳体2上的磁体10具有磁场，芯体1上的线圈20位于该磁场中，在线圈20通入交流电后，会使壳体2和芯体1之间产生阻尼力或助力。

又例如在另一些具体实施例中，壳体2上设有包绕线圈20，芯体1上设有磁体10。在线圈20通电之后，同样使壳体2和芯体1之间产生阻尼力或助力。为简化描述，后文仅以当壳体2上设有包绕线圈20，芯体1上设有磁体10为例进行说明。

线圈20的设置，在改变线圈20上的电流方向和接电电压，可以调节直线电机100产生的阻尼力或助力。当受到冲击时，需要提供足够的阻尼力，则线圈20可产生与芯体1外侧磁体10相反的阻尼力，来遏制壳体2与芯体1的相对运动，以满足直线电机100的减振要求。

在本申请中，在所述第一方向上，部分所述线圈20的绕线密度与其他所述线圈20的绕线密度不同，和/或，部分所述磁体（10）的磁体密度与其他所述磁体（10）的磁体密度不同。也就是说本申请的直线电机100相对传统直线电机所做的结构改进为，将部分段的线圈20的绕线密度相对线圈20其他段的绕线密度进行调整，或者将部分段的磁体10的磁体密度相对磁体10的其他段的磁体密度进行调整，或者将部分段的线圈20的绕线密度、部分段的磁体10的磁体密度均调整。

如此设置，相对于磁体密度及绕线密度均匀设置的传统直线电机而言，本申请利用这种调整部分段磁体密度和/或调整部分段绕线密度的方案，使直线电机100的性能可以朝向其应用场景所需的方向调整。具体调整位置、调整幅度根据直线电机100的应用场景的需要来设置，这样直线电机100在该应用场景下可以发挥更优性能，有利于延长其使用寿命。

例如，现有的部分直线电机采用单级电磁技术，即一个级圈搭配一个绕组，通电后线圈形成磁场。可以理解的是，在现有线圈两侧形成的磁极特性是磁感线弯曲幅度加大，因此在磁极附近磁力线密度较小，磁力线稀疏势必使得磁通量减小。可以参阅图1，现有磁体10’感应到现有线圈20’的端部磁力也较小。因此单级电磁技术无法解决两端磁极磁通量变小的趋势。

单级电磁技术在现有线圈20’绕组密度相同的情况下，两端因为磁通量减少造成直线电机阻尼力或助力减小。在直线电机技术应用于减振器时，造成减震器在端部位置的阻尼力或助力减小的问题。

现有技术方案中对直线电机改进时，采用的是将线圈整体做高密度排布。在线圈由中部过渡到端部时，依然无法改善线圈两端磁极的磁通量减弱的情况。不仅如此，高密度的线圈在直线电机中会产生热量，磁体也会产生一定热量。导致直线电机的温度上升。在过热时，线圈内部的电阻会增加，使直线电机的阻尼力或助力下降，有的方案中，线圈整体的高密度排布会使得直线电机过热影响其减振效率。因此不能够通过增加整体线圈密度来提升直线电机的性能。

在采用本申请方案时，可以将直线电机100中，选择磁体10和线圈20中至少一个，在其于第一方向上端部，提高密度。

假设在对磁体10改进时，磁体10包括沿第一方向分布的第一段、中间段和第二段，可以选择第一段和第二段中至少一个，其磁体密度大于中间段的磁体密度。

这样设置，能够通过在磁体10的两端增加磁体密度，使上下极限位置的磁通量增大，从而提高直线电机100在极限位置处的阻尼力或助力。这里需要说明的是，本申请中对于磁体10所采用的磁性材料的类型不作具体限定，其磁性材料的密度也不作具体限定。

如图3所示，线圈20包括沿第一方向分布的第一端部线圈201、中间线圈202、第二端部线圈203。在对线圈20改进时，本申请中提出，第一端部线圈201和第二端部线圈203中至少一个，其绕线密度大于中间线圈202的绕线密度。

这样设置，能够通过在线圈20两端增加高密度线圈，改善线圈20两端磁力不足的情况，使得线圈20两端的绕线密度相比于中间线圈202的绕线密度高。这样能够增加线圈20端部的磁通量，从而提高直线电机100端部的极限位置处阻尼力或助力。

在一些可选的实施例中，直线电机100既设置两端磁体密度较高的磁体10，同时，又设置两端绕线密度较大的线圈20。使得直线电机100在到极限位置的缓冲效果更佳。

在一些实施例中，如图3所示，第一端部线圈201的绕线密度大于中间线圈202的绕线密度。在电流的作用下，第一端部线圈201产生的磁感线密度增大，磁通量相应增加，这使得第一端部线圈201与对应磁体10相互作用时产生强阻尼力F2’和强助力F2。减少磁体10从中间线圈202到端部线圈20过渡产生的受力削减的情况。当芯体1接近壳体2的端部时，强阻尼力F2’可以避免芯体1与壳体2的冲击，保证直线电机100的运行稳定性。

在本申请的一些其他实施例中，也可以是第二端部线圈203的绕线密度大于中间线圈202的绕线密度。当然此种情况下的强阻尼力F2’和强助力F2的变化，根据上述实施例可以推导得到，因此这里不再赘述互换时细节结构。

可选地，第一端部线圈201与第二端部线圈203的绕线密度均大于中间线圈202的绕线密度。显然，这样设置通过增加壳体2两端的线圈20绕线密度，以增加壳体2两端的磁通量，从而使两端极限位置获得强阻尼力F2’和强助力F2。

在一些实施例中，中间线圈202、第一端部线圈201、第二端部线圈203采用分段式控制。在日常工况中，中间线圈202通电工作，能够满足直线电机100的使用需求。降低能源消耗，优化能源配置。

在遇到极端工况时，第一端部线圈201、第二端部线圈203中至少一个通电工作，以增强直线电机100的阻尼效果。

因此，通过本申请可以实现端部磁极的分级控制，从而解决端部磁极的磁通量减少的情况，有效的解决端部磁通量不足造成阻尼力、助力降低的情况，且因为是分段式控制，第一端部线圈201、第二端部线圈203使用频次并不高，可以很好的平衡性能和使用寿命。

在一些实施例中，还包括能量回收系统，用于回收直线电机100在运行过程中产生的能量。

能量回收系统可以包括一个或多个发电机或电磁感应器，用于将直线电机100的动能转化为电能。具体而言，第一端部线圈201、第二端部线圈203和中间线圈202在提供阻尼力F1’和助力F1的同时也可将部分车辆动能转换为电能储存在能量回收系统中，以达到能量回收的目的。可选地，能量回收系统可以进一步包括一个能源存储装置，例如电池或超级电容器，用于存储回收的电能，以便在未来需要时使用。

通过能量回收系统，直线电机100在提供稳定的阻尼力或助力之余，实现能量的循环利用，提高直线电机100的可持续性。

当需要直线电机100提供助力时，例如，调节车辆姿态等，则图5所示，可调整磁极排布，通过异性相吸提供助力F1。具体地，在车辆转弯过程中，由车辆一侧的直线电机100提供阻尼力，车辆另一侧的直线电机100提供助力，修正车辆侧倾值。

不仅如此，能量回收系统还可以在车辆制动或减速时提供额外的制动力，从而延长车辆的续航里程。

在一些实施例中，第一端部线圈201和第二端部线圈203的绕线密度相等。这样设置，有助于直线电机100的整个线圈20形成上下对称的磁场，直线电机100的磁场模型得到简化，设计时计算量减少。而且整个线圈20可以按照两种密度进行绕制，加工变得简单，即使线圈20装反对整体影响不大。

根据本实用新型一些实施例的直线电机100，线圈20沿第一方向的尺寸为其轴向高度。

如图4所示，第一端部线圈201在第一方向上的延伸尺寸为L1，中间线圈202在第一方向上的延伸尺寸为L2，第二端部线圈203在第一方向上的延伸尺寸为L3。在设置线圈20时，可以如图4所示，将中间线圈202在第一方向上的延伸尺寸L2设置成大于第一端部线圈201在第一方向上的延伸尺寸L1，也可以将中间线圈202在第一方向上的延伸尺寸L2设置成大于第二端部线圈203在第一方向上的延伸尺寸L3。或者如图4所示，中间线圈202在第一方向上的延伸尺寸L2，既大于第一端部线圈201在第一方向上的延伸尺寸L1，也大于第二端部线圈203在第一方向上的延伸尺寸L3，即满足L2>L1且L2>L3。显然，中间线圈202的高度较第一端部线圈201、第二端部线圈203的高度高。中间线圈202的密度在正常情况时，由于其高度高，具有足够的磁通量。这在正常工况时，中间线圈202能够获得足够的阻尼力F1’吸收和抵消受到的外力冲击和振动。

进一步地，中间线圈202的高度高，使其与磁体10具有较大的接触面积。同时，第一端部线圈201和第二端部线圈203的高度较低，使其与磁体10具有较小的接触面积。这样在实现两端磁极磁通量增大的情况下，还有助于控制线圈20整体的发热情况，维持壳体2的温度均衡，避免过热。

在一些实施例中，为了调整线圈20的某位置的磁通量，除了上述实施例所述的，调整该处线圈20的绕线密度，也可以将线圈20在该处的尺寸进行调整。例如在增加线圈20端部的磁通量时，除了将第一端部线圈201和第二端部线圈203的绕线密度增加，也可以如图7所示，将第一端部线圈201和第二端部线圈203在第一方向上的延伸尺寸延长，或者如图8所示，将第一端部线圈201和第二端部线圈203在与第一方向相垂直方向上的延伸尺寸延长。

根据本实用新型一些实施例的直线电机100，壳体2包括筒体21、壳顶壁22。

在一些实施例中，筒体21环绕芯体1设置，线圈20设置在筒体21上。壳顶壁22连接在筒体21的上端，壳顶壁22的底部设有缓冲块23。这样设置，当壳体2相对于芯体1在第一方向靠近时，缓冲块23能够对壳体2与芯体1的接触产生反向的作用力，该反向作用力在壳体2与芯体1之间产生阻尼力，以实现缓冲效果。

可选地，筒体21环绕芯体1设置，磁体10设置在筒体21上。当然此种情况下作用效果及具体结构，本领域技术人员可以推导得到，因此这里不再赘述互换时的作用与细节结构。

壳顶壁22位于芯体1上方，芯体1相对壳体2沿上下方向可移动地设置。这里，壳体2和芯体1中的一者相当于动子，另一者相当于定子。示例的，在芯体1相当于动子部分，壳体2相当于定子部分时，壳体2相对芯体1沿第一方向可移动，以带动壳体2中的壳顶壁22靠近或远离芯体1。从而使壳顶壁22的底部的缓冲块23能够吸收来自芯体1的冲击和震动。提高直线电机100的稳定性。

而在另一些实施例中，壳体2相当于动子部分，芯体1相当于定子部分时，芯体1相对壳体2沿第一方向移动，以使芯体1靠近或远离壳顶壁22的底部的缓冲块23，同样能够实现吸收部分冲击力和震动力的效果。

在本申请中，线圈20端部产生的高密度磁极能够提升直线电机100的极限位置阻尼力，从而减小缓冲块23受到冲击的力度和频次，延长缓冲块23的使用寿命。

根据本实用新型一些实施例的直线电机100，还包括支撑盖30以及缓冲弹簧40。

支撑盖30连接在芯体1的下端。支撑盖30用于支撑芯体1。

缓冲弹簧40连接在支撑盖30和筒体21之间。支撑盖30的作用还在于为缓冲弹簧40提供抵接平面，从而实现力的传递。

可知的是，缓冲弹簧40将振动产生的动能，经过压缩吸收，转化为缓冲弹簧40的弹性势能。根据能量守恒定律，这份弹性势能不会凭空消失。同时，在壳体2和芯体1之间产生阻尼力，阻尼力会与缓冲弹簧40的弹性势能起相反的作用。换言之，阻尼力会试图阻止壳体2和芯体1之间的相对运动，从而将缓冲弹簧40中的弹性势能尽可能地转化为热能形式进行耗散，由此维持直线电机100的平稳，达到减振效果。

缓冲弹簧40、阻尼力以及能量转化是直线电机100中的重要组成部分，它们协同工作使得直线电机100能够有效地吸收和抵消外部冲击和振动，提高直线电机100的减振性能。

在一些实施例中，直线电机100还设有冷却系统，用以降低直线电机100内部的温度。冷却系统不作为本次申请的主要改进，在此不再赘述。

也有一些方案中，缓冲弹簧40套在芯体1的外侧，芯体1对缓冲弹簧40形成一定约束，避免缓冲弹簧40偏离、脱落几率。

直线电机100还包括第一定位圈51和第二定位圈52。第一定位圈51连接在筒体21的底部，缓冲弹簧40的上端卡在第一定位圈51上。第一定位圈51与缓冲弹簧40的受力面积相应增大，提高了缓冲弹簧40的缓冲性能和稳定性。在相同的外力作用下，由于受力面积的增大，缓冲弹簧40可以产生更小的形变，从而更好地吸收和传递外部冲击。以提高直线电机100的整体刚度和稳定性。同时，第一定位圈51还防止筒体21受到外部冲击时发生过大的位移，从而保护线圈20和其他内部部件的安全。

第二定位圈52连接在支撑盖30上，缓冲弹簧40的下端卡在第二定位圈52上。第二定位圈52与第一定位圈51形成对称结构，同样具有上述第一定位圈51在本申请结构中起到的作用。

在一些实施例中，芯体1的下端穿至支撑盖30的下方。使得芯体1在第一方向上得到更好的支撑和保护，确保芯体1与支撑盖30形成一个相对稳定的连接，共同承受外部冲击和振动，提高直线电机100的整体刚度和稳定性。

直线电机100还包括位于支撑盖30下方，且连接在芯体1上的固定片53。可以理解的是，当直线电机100设置于车辆上，该固定片53用于连接芯体1与车身或车轮，以使芯体1在车辆行驶过程中得到更好的固定和支撑。提高外力的传递效率，尽可能的将受到的外力传递至直线电机100，以通过直线电机100调节阻尼力实现吸收振动的作用，提高直线电机100的作用效果。避免外力传递至其他部件无法被消除而引起额外的震动。

根据本实用新型一些实施例的直线电机100，芯体1包括推杆12和磁体10。磁体10固定连接在推杆12一端的外周面上，而推杆12的另一端用于连接支撑盖30。以将磁体10通过推杆12固定于支撑盖30上。

在本申请的一些实施例中，推杆12包括粗杆段121和细杆段122。

磁体10连接在粗杆段121的外周面上。粗杆段121的外周面提供足够磁体10布局的连接面，相应的增大磁体10的外表面，同时不改变磁力。

细杆段122连接在粗杆段121的下端，细杆段122的横截面面积小于粗杆段121的横截面面积。相应的减少细杆段122的占用空间。在一些实施例中，能够调整缓冲弹簧40与细杆段122的空间布局，避免缓冲弹簧40外凸额外占用直线电机100的空间。

本申请的直线电机100只针对轴向方向的结构进行改进，同时，相应增加分段式控制的结构，因此本申请的方案适用于现有的大部分减振器的布置。需要说明的是，现有技术中的多板式电磁减振器和筒式电磁减振器只在径向方向存在差异，因而不影响本申请轴向方向的方案。

下面描述根据本实用新型第二方面实施例的悬架系统，包括上述实施例所述的直线电机100。芯体1和壳体2其中的一个连接车身，芯体1和壳体2中的另一个连接车轮。

下面描述根据本实用新型第三方面实施例的车辆。上述车辆包括车身、车轮以及直线电机100。在车辆行走在颠簸路面时，车轮受到外力传递至车身上。车身中形成乘坐空间，乘客处在乘坐空间中。

直线电机100用于减缓车身受到的来自于车轮的外力。具体而言，芯体1和壳体2其中的一个连接车身，芯体1和壳体2中的另一个连接车轮。利用直线电机100提供的阻尼力推开壳体2与芯体1相互靠近时产生的作用力，以缓冲路面颠簸。

根据申请中一些实施例的车辆，还包括车辆位置传感器，用于侦测车辆实时振幅。

可选地，车辆还包括ECUElectronic Control Unit，车载电脑，以下简称ECU或整车域控制器，EUC或整车域控制器的信号输入端与车辆位置传感器信号连接，EUC或整车域控制器的信号输入端与直线电机100信号连接。该EUC或整车域控制器用于接收车辆位置传感器的电信号，并进行判断。具体的，将接收信号与预设门限值进行判断，在接收电信号超过预设门限值时，则对直线电机100发出控制信号。直线电机100接收到控制信号后，第一端部线圈201或第二端部线圈203通电。如图5-图6所示，此时芯体1带动磁体10由线圈20中间运动至线圈20端部，受到中间所产生的阻尼力F1’或助力F1以及端部所产生的强阻尼力F2’或强助力F2，从而满足直线电机100在受力过程中所需要的减振曲线。

下面参阅图2-图4描述根据本申请一个具体实施例的直线电机100。

参照图2，直线电机100包括芯体1、壳体2、支撑盖30、缓冲弹簧40、第一定位圈51、第二定位圈52以及固定片53。

芯体1包括磁体10和推杆12。

参照图3，推杆12包括粗杆段121和细杆段122。

磁体10固定连接在粗杆段121的外周面上。

细杆段122连接在粗杆段121的下端，且细杆段122的横截面面积小于粗杆段121的横截面面积。

芯体1相对壳体2沿上下方向可移动地设置。

壳体2包括线圈20、筒体21、壳顶壁22和缓冲块23。

筒体21环绕芯体1，线圈20设置在筒体21上。

线圈20包括沿第一方向分布的第一端部线圈201、中间线圈202以及第二端部线圈203。

参照图4，线圈20沿第一方向的尺寸为其轴向高度。第一端部线圈在第一方向上的延伸尺寸为L1，中间线圈在第一方向上的延伸尺寸为L2，第二端部线圈在第一方向上的延伸尺寸为L3，满足L2>L1且L2>L3。

壳顶壁22连接在筒体21的上端，且位于芯体1上方。

缓冲块23设置在壳顶壁22的底部。

支撑盖30连接在芯体1的下端，其中，芯体1的下端穿至支撑盖30的下方。

固定片53连接在芯体1上，且位于支撑盖30下方。

缓冲弹簧40夹在支撑盖30和筒体21之间，且套在芯体1的外侧。

第一定位圈51连接在筒体21的底部，

第二定位圈52连接在支撑盖30上。

缓冲弹簧40的上端卡在第一定位圈51上，下端卡在第二定位圈52上。

下面描述根据本实用新型直线电机100应用于车辆时的工作原理，其中，直线电机100在上述实施例中已述。

直线电机100中的壳体2连接车身，芯体1连接车轮。在车轮受到颠簸时，通过芯体1带动磁体10在壳体2内做往复运动。

芯体1外侧磁体10拥有多级永磁材料，其磁极固定，芯体1与磁体10共同形成动子。

第一端部线圈201、第二端部线圈203、中间线圈202均为线圈20绕组，并与壳体2共同形成定子。

直线电机100在常规工况时工作逻辑为：当车轮受到常规冲击时，定子中的中间线圈202则可产生与动子中芯体1外侧磁体10相反的阻尼力F1’，来遏制车身跳动趋势，实现避振。

电磁线圈20在提供阻尼力F1’的同时也可将部分车辆动能转换为电能储存起来。

当车轮受到较大冲击时，车辆位置传感器侦测车辆的实时振幅，并将实时振幅传输给车辆ECU或整车域控制器，由ECU或整车域控制器根据预设门限值判断是否需要开启第一端部线圈201或第二端部线圈203。

当判断振幅超过预设门限值，则接通第一端部线圈201或第二端部线圈203，此时芯体1与其外侧的磁体10运动朝向端部运动时，会受到中间线圈202所产生的阻尼力F1’或助力F1，还会受到第一端部线圈201或第二端部线圈203所产生的强阻尼力F2’或强助力F2，从而满足车辆运动过程中所需要的舒适度和稳定性。

在此过程中，车辆位置传感器继续侦测车辆的实时振幅，当实时振幅处于预设门限值以下时，则断开第一端部线圈201和第二端部线圈203，车辆恢复到常规工况运行模式。

由于非常规的跳动工况较少用到，第一端部线圈201和第二端部线圈203可很好的保证使用寿命，同时，由于增强了端部强阻尼力F2’，使得缓冲块23受到的冲击力和冲击频次显著下降，全面的提升直线电机100的整体寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种直线电机，其特征在于，包括：

芯体，所述芯体沿第一方向延伸设置；

壳体，所述壳体环绕所述芯体设置；

其中，所述芯体和所述壳体的其中一个上设有包绕的线圈，且另一个上设有磁体，以使所述芯体能够相对于所述壳体沿所述第一方向相对运动；

在所述第一方向上：

部分所述线圈的绕线密度与其他所述线圈的绕线密度不同，和/或；

部分所述磁体的磁体密度与其他所述磁体的磁体密度不同。

2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述线圈包括沿所述第一方向分布的第一端部线圈、中间线圈及第二端部线圈，所述第一端部线圈和所述第二端部线圈中至少一个的绕线密度大于所述中间线圈的绕线密度。

3.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述第一端部线圈和所述第二端部线圈的绕线密度相等。

4.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述第一端部线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L1，所述中间线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L2，所述第二端部线圈在所述第一方向上的延伸尺寸为L3；

其中，L2>L1，和/或，L2>L3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的直线电机，其特征在于，所述壳体包括：

筒体，所述筒体环绕所述芯体设置，所述线圈或所述磁体设置在所述筒体上；

壳顶壁，所述壳顶壁连接在所述筒体的上端，所述壳顶壁的底部设有缓冲块；

所述壳顶壁位于所述芯体上方，所述芯体相对所述壳体沿上下方向可移动地设置。

6.根据权利要求5所述的直线电机，其特征在于，还包括：

支撑盖，所述支撑盖连接在所述芯体的下端；

缓冲弹簧，所述缓冲弹簧夹在所述支撑盖和所述筒体之间。

7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述缓冲弹簧套在所述芯体的外侧；

所述直线电机还包括：

第一定位圈，所述第一定位圈连接在所述筒体的底部，所述缓冲弹簧的上端卡在所述第一定位圈上；

第二定位圈，所述第二定位圈连接在所述支撑盖上，所述缓冲弹簧的下端卡在所述第二定位圈上。

8.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述芯体的下端穿至所述支撑盖的下方，所述直线电机还包括位于所述支撑盖下方，且连接在所述芯体上的固定片。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的直线电机，其特征在于，所述芯体包括：

推杆；

固定连接在所述推杆外周面上的磁体。

10.根据权利要求9所述的直线电机，其特征在于，所述推杆包括：

粗杆段，所述磁体连接在所述粗杆段的外周面上；

细杆段，所述细杆段连接在所述粗杆段的下端，所述细杆段的横截面面积小于所述粗杆段的横截面面积。

11.一种悬架系统，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个适于连接车身，所述芯体和所述壳体中的另一个适于连接车轮。

12.一种车辆，其特征在于，包括：

车身；

车轮；

根据权利要求1-10中任一项的直线电机，所述芯体和所述壳体中的一个连接所述车身，所述芯体和所述壳体中的另一个连接所述车轮。