CN108390535A - 一种磁阻定位有限制转角声波振动电机 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种磁阻定位有限制转角声波振动电机，包括：壳体；定子组件，所述定子组件设置在所述壳体内，所述定子组件包括对称设置两个定子磁极的定子芯片、线架和定子线圈，两个线架和两个定子线圈均设置在所述定子芯片上，两个所述定子线圈串联且绕线方向相反；转子组件，所述转子组件包括旋转轴、转子芯片以及嵌设在所述转子芯片内的两个磁体。本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机，通过转子芯片齿槽设计实现转子四个磁极散布，让转子组件在壳体内通过磁阻固定很好地实现定位和归位，减少输出力矩损耗、提高力矩输出效率；同时电机充分利用了磁积能，提升电机的输出力矩，同时摆幅也更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及生活用品技术领域，更具体地说，涉及一种磁阻定位有限制转角声波振动电机。
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，替代传统牙刷实现更理想和更便捷的刷牙效果。
电动牙刷通常采用电机驱动，实现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，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，电机输出扭矩小，输出扭矩效率低，使用效果不够稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磁阻定位有限制转角声波振动电机，本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机，实现了转子组件的四个磁极散布，让转子组件在电机内通过磁阻固定很好地实现定位和归位，减少输出力矩损耗、提高力矩输出效率；同时电机充分利用了磁积能，提升电机的输出力矩，同时摆幅也更加稳定。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种磁阻定位有限制转角声波振动电机，包括：
壳体；
定子组件，所述定子组件设置在所述壳体内，所述定子组件包括对称设置两个定子磁极的定子芯片、线架和定子线圈，两个线架和两个定子线圈均设置在所述定子芯片上，两个所述定子线圈串联且绕线方向相反；
转子组件，所述转子组件包括旋转轴、转子芯片以及嵌设在所述转子芯片内的两个磁体，所述的旋转轴设置在所述的转子芯片中心孔内，转子组件设置在所述定子组件内圆中间，所述旋转轴一端设置在所述壳体外。
优选的，所述转子芯片设置有对称的转子芯片槽，两个所述磁体对称地嵌设在两个所述转子芯片槽内。
优选的，所述壳体包括端盖和机壳，所述端盖与所述机壳铆合方式固定连接，所述定子组件和所述转子组件均设置在所述壳体内，所述旋转轴上端通过端盖滚珠轴承与所述端盖连接。
优选的，所述旋转轴下端与所述机壳之间通过机壳滚珠轴承连接。
优选的，两个所述定子磁极的中心均设置有附加槽。
优选的，所述转子芯片设置有4个转子芯片齿和2个转子芯片槽。
优选的，所述定子芯片由硅钢片叠铆制成。
优选的，所述转子芯片由硅钢片叠铆制成。
优选的，所述磁体均为钕铁硼强磁铁。
根据上述的技术方案，可以知道，在本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机，包括：壳体；定子组件，所述定子组件设置在所述壳体内，所述定子组件包括对称设置两个定子磁极的定子芯片、线架、定子线圈，两个线架和两个定子线圈均设置在所述定子芯片上，两个所述定子线圈串联且绕线方向相反；转子组件，所述转子组件包括旋转轴和转子芯片以及嵌设在所述转子芯片内的两个磁体，所述的旋转轴设置在所述的转子芯片中心孔内，转子组件设置在所述定子组件内圆中间，所述旋转轴一端设置在所述壳体外。每个转子芯片内的磁体工作面均分布有N、S极，使转子组件形成四个散布磁极，与定子磁极配合实现了静止状态下磁场作用力处于平衡状态，从而使得转子组件在壳体内通过磁阻实现固定，同时转子芯片的磁极中心线与定子芯片的磁极中心线保持在同一中心，从而实现了对转子组件的定位，取消了以往通过弹性轴或扭力簧以及通过四个磁体对转子的定位和归位。另外，当对定子线圈进行通电时，由于两个定子线圈的绕线方向相反，所以产生的电磁场一个为N极，另一个为S极，同时每个磁体的工作面又分布有N、S极，而两个磁体的磁极安装方向相同，使得转子芯片的四个芯片齿的磁极与定子磁极之间异极相吸同极相斥，以使转子芯片产生扭力并带动转子组件转动，由于接通的是正负方波电流，电流方向的变化将带来定子芯片的磁极改变，从而扭力的方向也将发生变化，此时转子组件将进行往复式小幅转动，这种以电磁效应实现的运动传递，使转子组件的往复运动更加平顺稳定。由于取消了以弹性轴或扭力簧等弹性结构来定位和归位的技术方案，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，也避免了在弹性结构上消耗电机的输出力矩，使得单位体积的电机可以传递更大数值的力矩，减少输出力矩损耗，提高输出力矩的使用效率的同时也提升了电机的寿命；也由于取消了通过四个磁体来定位和归位的技术方案，使得定子组件产生的磁场和转子组件产生的磁场更为集中地分布在工作面，充分利用了磁积能，提升电机的输出力矩，摆幅也不会因为负载的变化而出现大的变化，也可以相应程度的减轻电机重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的结构示意图；
图2为本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的***示意图；
图3是本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的转子组件示意图；
图4是本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的定子组件示意图；
图5是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的工作示意图；
图6是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的转子芯片的结构示意图；
图7是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的结构剖视图；
其中，附图中标记如下：
1-旋转轴，2-端盖，3-机壳，4-转子芯片，5-磁体，6-定子芯片，7-线架，8-定子线圈，9-端盖滚珠轴承，10-机壳滚珠轴承，11-转子芯片槽，12-附加槽，13-转子芯片齿。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，图1为本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的结构示意图；图2为本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的***示意图；图3是本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的转子组件示意图；图4是本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机的定子组件示意图；图5是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的工作示意图；图6是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的转子芯片的结构示意图；图7是本发明实施例的磁阻定位有限制转角声波振动电机的结构剖视图。
本发明的一个具体实施中，如图1和2所示，一种磁阻定位有限制转角声波振动电机，包括：壳体；定子组件，所述定子组件设置在所述壳体内，所述定子组件包括对称设置两个定子磁极的定子芯片6、线架7、定子线圈8，两个线架7和两个定子线圈8均设置在所述定子芯片6上，两个所述定子线圈8串联且绕线方向相反；电通时使得定子芯片6可以产生不同极性的电磁极，同时这种绕线方式也减少了绕线空间和线圈铜损；转子组件，所述转子组件包括旋转轴1和转子芯片4以及嵌设在所述转子芯片4内的两个磁体5，所述的旋转轴1设置在所述的转子芯片4中心孔内，转子组件设置在所述定子组件内圆中间，所述旋转轴1一端设置在所述壳体外，每个磁体5的工作面均分布有N、S极，使四个转子芯片齿13形成四个散布磁极，与定子磁极配合实现了静止状态下磁场作用力处于平衡状态，从而使得转子组件在壳体内通过磁阻实现固定，同时转子芯片4的磁极中心线与定子芯片6的磁极中心线保持在同一中心，从而实现了对转子组件的定位，取消了以往通过弹性轴或扭力簧以及通过四个磁体5对转子组件的定位和归位。另外，两个定子线圈8的进线和出线被固定后穿过端盖2然后引出连接外部电源，当对定子线圈8进行通电后，如图5所示为电机在工作时在两个方向进行往复转动的工作状态，由于两个定子线圈8的绕线方向相反，所以产生的电磁场一个为N极，另一个为S极，同时每个磁体5的工作面又分布有N、S极，而两个磁体5的磁极安装方向相同，使得转子芯片4的四个转子芯片齿13的磁极与定子磁极之间异极相吸同极相斥，以使转子芯片4产生扭力并带动转子组件转动。由于接通的是正负方波电流，电流方向的变化将带来定子芯片6的磁极极性改变，从而扭力的方向也将发生变化，比如，当电流方向发生变化时将使得定子芯片6的磁极极性改变，原来的磁极N变成了S极，原来的磁极S变成了N极，使旋转轴1按相反的方向转动，这样就实现了运动传递，旋转轴1就实现了往复式小幅转动，这种以电磁效应实现的运动传递，使转动过程更加平顺和稳定。由于取消了以弹性轴或扭力簧等弹性结构来定位和归位的技术方案，依靠电磁效应实现运动的传递，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，也避免了在弹性结构上消耗电机的输出力矩，使得单位体积的电机可以传递更大数值的力矩，减少输出力矩损耗，提高输出力矩的使用效率的同时也提升了电机的寿命，同时也由于取消了通过四个磁体5来定位和归位的技术方案，使得定子组件产生的磁场和转子组件产生的磁场更为集中地分布在工作面，充分利用了磁积能，提升电机的输出力矩，摆幅也不会因为负载的变化而出现大的变化，也可以相应程度的减轻电机重量。
本发明的另一个具体实施例中，如图4和7所示，所述定子芯片6设置两个磁极，两个所述定子线架7和两个定子线圈8设置在所述定子芯片6上，所述定子组件设置在所述壳体内，一方面提供了内部结构的支撑位置，方便内部结构紧凑安装，稳定配合，另一方面也能保护内部结构尽可能少的受到外部环境的污染和影响，保证内部持续稳定的动力传输。
本发明的另一个具体实施例中，如图3和6所示，所述转子芯片4设置有对称的两个转子芯片槽11和四个转子芯片齿13，两个所述磁体5对称的嵌设在两个所述转子芯片槽11内。转子芯片槽11和转子芯片齿13的结构设计使得两个磁体5产生的四个散布的不同极性的永磁极能够更好的保持磁性和磁量，减少漏磁，为转子组件提供符合要求的定位力矩和归位力矩，保证转子芯片4的磁极中心线与定子芯片6的磁极中心线保持在同一中心，以使得转子组件的定位和归位更加准确，这里需要说明的是，两个转子芯片槽11和四个转子芯片齿13采用对称且相等设计所达到的技术效果最佳，同样的道理，转子4本身采用对称且相等的设计也是最佳的设计，但是需要说明的是，其他的结构设计亦可，只要能达到相同的技术效果即可。
本发明的另一个具体实施例中，如图2所示，所述壳体包括端盖2和机壳3，所述端盖2与所述机壳3铆合固定连接，所述定子组件和所述转子组件均设置在所述机壳3内，所述旋转轴1上端通过端盖滚珠轴承9与所述端盖2连接，所述旋转轴1下端通过机壳滚珠轴承10与所述的机壳3之间连接，使得旋转轴1的转动更加顺畅，避免旋转轴1的磨损，同时也能稳定旋转轴1的位置，一对滚珠轴承的设计可以使旋转轴1的前后两端受力均匀，安装稳定。
本发明的另一个具体实施例中，如图7所示，两个所述定子芯片6的磁极的中心均设置有附加槽12。附加槽12配合着转子芯片槽11和转子芯片齿13的设计，使得磁力线的集中贯穿与定子组件和转子组件的工作面之间，为转子组件提供符合要求的定位力和归位力。
本发明的另一个具体实施例中，所述定子芯片6和转子芯片4由硅钢片叠铆制成，所述磁体5均为钕铁硼强磁铁。钕铁硼磁铁具有良好的机械特性，而且体积小、重量轻、磁性强，能够增强转子组件处于磁悬浮状态时的平衡度，使得电机平衡更加稳定，不再需要多余的固定件，并能够使得电机停止转动后实现准确归位。
本发明的另一个具体实施例中，如图2所示，旋转轴1与转子芯片4、滚珠轴承9、滚转轴承10之间的配合方式优选为过盈配合；转子芯片4与磁体5之间的配合方式优选为过渡配合。但也可以选用其他配合方式或粘胶，只要能够达到稳定的技术效果即可。
综上所述，本发明的磁阻定位有限制转角声波振动电机，通过转子芯片齿槽设计实现转子四个磁极散布，让转子组件在壳体内通过磁阻固定很好地实现定位和归位，减少输出力矩损耗、提高力矩输出效率；同时电机充分利用了磁积能，提升电机的输出力矩，同时摆幅也更加稳定。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，包括：
壳体；
定子组件，所述定子组件设置在所述壳体内，所述定子组件包括对称设置两个定子磁极的定子芯片、线架和定子线圈，两个线架和两个定子线圈均设置在所述定子芯片上，两个所述定子线圈串联且绕线方向相反；
转子组件，所述转子组件包括旋转轴、转子芯片以及嵌设在所述转子芯片内的两个磁体，所述的旋转轴设置在所述的转子芯片中心孔内，转子组件设置在所述定子组件内圆中间，所述旋转轴一端设置在所述壳体外。
2.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述转子芯片设置有对称的转子芯片槽，两个所述磁体对称地嵌设在两个所述转子芯片槽内。
3.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述壳体包括端盖和机壳，所述端盖与所述机壳铆合方式固定连接，所述定子组件和所述转子组件均设置在所述壳体内，所述旋转轴上端通过端盖滚珠轴承与所述端盖连接。
4.如权利要求3所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述旋转轴下端与所述机壳之间通过机壳滚珠轴承连接。
5.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，两个所述定子磁极的中心均设置有附加槽。
6.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述转子芯片设置有4个转子芯片齿和2个转子芯片槽。
7.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述定子芯片由硅钢片叠铆制成。
8.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述转子芯片由硅钢片叠铆制成。
9.如权利要求1所述的磁阻定位有限制转角声波振动电机，其特征在于，所述磁体均为钕铁硼强磁铁。
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