线性电机的制作方法

线性电机
【技术领域】
1.本实用新型涉及电磁运动技术领域，尤其涉及一种线性电机。


背景技术：

2.线性电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。
3.传统的线性电机包括振子和定子，一般情况下，振子在相对定子振动时，需要通过泡棉提供阻尼来限制振子的运动行程，该泡棉需通过手工安装，装配效率较差，且装配后泡棉造型不好把控，产品一致性较低。
4.因此，有必要提供一种新的线性电机以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种线性电机，以解决目前线性电机通过泡棉提供阻尼致使产品装配效率较差，产品一致性较低的技术问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.提供一种线性电机，包括：壳体、弹性件、振子模组及定子模组，所述壳体设置有容置空间，所述振子模组通过所述弹性件悬置于所述容置空间中，所述振子模组在所述容置空间中沿第一方向所在的直线往复运动，且所述弹性件能够为所述振子模组提供往复运动的回复力，所述定子模组与所述壳体固定连接，并设置于所述容置空间内，所述定子模组包括驱动线圈及阻尼组件，所述驱动线圈沿所述第一方向延伸；
8.所述振子模组包括磁钢组件，所述磁钢组件包括第一磁钢、第二磁钢、第三磁钢和第四磁钢，所述第一磁钢和所述第二磁钢沿第二方向间隔设置在所述驱动线圈的两侧，所述第三磁钢和所述第四磁钢沿所述第一方向间隔设置在所述驱动线圈的两侧，所述第一方向与所述第二方向垂直；
9.所述阻尼组件包括两个阻尼件，两个所述阻尼件沿所述第一方向设置在所述驱动线圈的两端，且两个所述阻尼件中的一者与所述第三磁钢相对设置，另一者与所述第四磁钢相对设置，以使所述阻尼组件在所述振子模组往复运动的过程中提供电磁阻尼。
10.作为一种改进，所述阻尼件为u型结构，两个所述阻尼件分别沿所述第一方向插接于所述驱动线圈的两端，
11.或所述阻尼件为阻尼片，两个所述阻尼片分别沿所述第一方向贴设于所述驱动线圈的两端。
12.作为一种改进，所述阻尼件为u型导电铜片。
13.作为一种改进，所述定子模组还包括极芯和极靴，所述驱动线圈缠绕在所述极芯上，所述极靴设置有两个，并沿所述第一方向分别设置在所述驱动线圈的两端，以使所述极芯、极靴及驱动线圈形成螺线管结构，所述阻尼组件固定在所述极靴上。
14.作为一种改进，所述振子模组还包括质量块，所述质量块上设置有容置槽，所述磁
钢组件设置于所述容置槽中，并与所述质量块固定连接。
15.作为一种改进，所述振子模组还包括第一极芯和第二极芯，所述第一极芯设置于所述第一磁钢背离所述驱动线圈一侧，所述第二极芯设置于所述第二磁钢背离所述驱动线圈一侧，所述第一磁钢和所述第二磁钢的充磁方向相反，所述第三磁钢与所述第四磁钢的充磁方向相反。
16.作为一种改进，所述弹性件设置有两个，并沿所述第一方向设置于所述振子模组的两端，所述弹性件包括与所述振子模组连接的第一端、与所述壳体连接的第二端及连接所述第一端和所述第二端的弹性部。
17.作为一种改进，所述弹性件呈u形。
18.作为一种改进，所述线性电机还包括与所述驱动线圈电性连接的线路板，所述壳体包括外壳和盖板，所述线路板与所述盖板连接，并设置于所述外壳与所述盖板围设形成的所述容置空间中。
19.作为一种改进，所述线路板为柔性电路板。
20.本实用新型提供的线性电机的有益效果在于：第一磁钢和第二磁钢沿第二方向间隔设置在驱动线圈的两侧，第三磁钢和第四磁钢沿第一方向间隔设置在驱动线圈的两侧，第一方向与第二方向垂直，两个阻尼件沿第一方向设置在驱动线圈的两端，且两个阻尼件中的一者与第三磁钢相对设置，另一者与第四磁钢相对设置，以使阻尼组件在振子模组往复运动的过程中提供电磁阻尼，该阻尼组件可通过自动化设备进行装配，装配效率较高，且装配后的阻尼组件能为振子模组提供较为稳定的电磁阻尼，线性电机一致性较好。
【附图说明】
21.图1为本实用新型的一个实施例提供的线性电机的示意图；
22.图2为图1所示的线性电机的爆炸图；
23.图3为图1所示的线性电机去除盖板的仰视图；
24.图4为图1所示的线性电机去除外壳的示意图；
25.图5为图4所示的线性电机去除磁路结构的示意图；
26.图6为图4所示的线性电机的磁路结构的示意图；
27.图7为图6所示的磁路结构的安培力示意图；
28.图8为图6所示的的磁路结构的电磁力示意图；
29.图9为图6所示的的磁路结构的原始状态示意图；
30.图10为图6所示的的磁路结构的第一运行状态示意图；
31.图11为图6所示的的磁路结构的第二运行状态示意图。
【具体实施方式】
32.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
33.请参阅图1至图7，本实用新型公开提供一种线性电机，该线性电机包括：壳体100、弹性件200、振子模组300及定子模组400，壳体100设置有容置空间，振子模组300通过弹性件200悬置于容置空间中，振子模组300在容置空间中沿第一方向所在的直线往复运动，且弹性件200能够为振子模组300提供往复运动的回复力，定子模组400与壳体100固定连接，
并设置于容置空间内，定子模组400包括驱动线圈410及阻尼组件420，驱动线圈410沿第一方向延伸。
34.振子模组300包括磁钢组件310，磁钢组件310围绕驱动线圈410设置，磁钢组件310包括第一磁钢311、第二磁钢312、第三磁钢313和第四磁钢314，第一磁钢311和第二磁钢312沿第二方向间隔设置在驱动线圈410的两侧，第三磁钢313和第四磁钢314沿第一方向间隔设置在驱动线圈410的两侧，第一方向与第二方向垂直，以实现磁路的布置。
35.阻尼组件420包括两个阻尼件，两个阻尼件沿第一方向设置在驱动线圈410的两端，且两个阻尼件中的一者与第三磁钢313相对设置，另一者与第四磁钢314相对设置，以使阻尼组件420在振子模组往复运动的过程中提供电磁阻尼，该阻尼组件420可通过自动化设备进行装配，装配效率较高，且装配后的线性电机一致性较好。
36.在本实施例中，将阻尼组件420布置在振子模组300运动方向的两端，以通过振子模组300的运动位置来提供电磁阻尼来限制振子模组300的运动行程，以保证线性电机的稳定运行。
37.与传统通过装配泡棉提供阻尼来限制振子的运动行程的方案相比，本实用新型可实现阻尼组件420为结构件，可提高产品装配效率，特别是在自动化装配过程中，可极大的改善产品的装配效率。
38.阻尼组件420的应用相比于泡棉可极大的节省人工的应用，可提供更低的装配成本。
39.同时，本实用新型的阻尼组件420可制成一致性较好的结构件，以使装配后的线性电机一致性较好，可通过阻尼组件420对振子模组300提供较为标准的阻尼，以保证线性电机产品的稳定性。
40.在本实施例中，第一方向与第二方向垂直，即第三磁钢313和第四磁钢314沿振子模组300的往复运动方向设置在驱动线圈410的两侧，第一磁钢311和第二磁钢312沿与振子模组300的往复运动方向垂直的方向设置在驱动线圈410的两侧，以布置形成较优的磁路。
41.在本实施例中，阻尼组件420还可包括四个阻尼件、六个阻尼件或其他数量的阻尼件，该阻尼件可根据设计要求对应设置在驱动线圈410的两端。
42.在一实施例中，阻尼件为u型结构，两个阻尼件分别沿第一方向插接于驱动线圈410的两端，结构简单，方便组装，可提高自动化率。
43.在本实施例中，阻尼件包括靠近第一磁钢311一侧的第一阻尼部、靠近第二磁钢312一侧的第二阻尼部及连接第一阻尼部和第二阻尼部的阻尼连接部，可通过第一阻尼部和第二阻尼部配合将阻尼件弹性装配在驱动线圈410上，以实现阻尼件的设置。
44.进一步的，阻尼件为u型导电铜片，成本较低，导电性较好。
45.作为上一实施例的替代方案，阻尼件为阻尼片，两个阻尼片分别沿第一方向贴设于驱动线圈410的两端，阻尼片作为一致性较好的结构件，也利于自动化装配。
46.当然，在其他实施例中，该阻尼组件420还可为其他结构形式，该阻尼组件420需要设计为利于装配的结构件，以为振子模组300的运动提供电磁阻尼。
47.在一实施例中，请继续参阅图2，定子模组400还包括极芯和极靴440，驱动线圈410缠绕在极芯上，极靴440设置有两个，并沿第一方向分别设置在驱动线圈410的两端，以使极芯、极靴440及驱动线圈410形成螺线管结构，阻尼组件420固定在极靴440上，利于电磁阻尼
的提供。
48.本实施例的极芯为线圈极芯430，该线圈极芯430为导电材料制成的结构件。
49.本实施例的极靴440为铁磁物质制成的结构件，通过极靴440的设置可改善磁路系统的磁场分布。
50.优选的，该驱动线圈410为音圈，该极芯为铁芯。
51.在一实施例中，请继续参阅图4至图7，振子模组300还包括质量块320，质量块320上设置有容置槽321，磁钢组件310设置于容置槽321中，并与质量块320固定连接，以实现磁钢组件310的安装。
52.进一步的，振子模组300还包括第一极芯331和第二极芯332，第一极芯331设置于第一磁钢311背离驱动线圈410一侧，第二极芯332设置于第二磁钢312背离驱动线圈410一侧，第一磁钢311和第二磁钢312的充磁方向相反，第三磁钢313与第四磁钢314的充磁方向相反，通过第一极芯331和第二极芯332的设置可以汇聚磁钢发散的磁感线以提高磁感应强度，起到减小磁钢与质量块320的装配难度及减小漏磁的作用。
53.由此，磁钢组件310、第一极芯331、第二极芯332和定子模组400组成了磁路结构。
54.具体的，请继续参阅图7，第一磁钢311的充磁方向沿a方向，a方向为第一磁钢311至背离驱动线圈410的方向，第二磁钢312的充磁方向沿b方向，b方向为第二磁钢312至背离驱动线圈410的方向，以使第一磁钢311的充磁方向与第二磁钢312的充磁方向相反。
55.第三磁钢313的充磁反向沿c方向，c方向为第三磁钢313至靠近驱动线圈410的方向，第四磁钢314的充磁方向沿d方向，d方向的为第四磁钢314至靠近驱动线圈410的方向，以使第三磁钢313和第四磁钢314的充磁方向相反。
56.可将第一磁钢311的充磁方向与第三磁钢313的充磁方向垂直设置，以完成磁钢组件310的磁路布置。
57.请参阅图9，驱动线圈410未通电时，振子模组300相对驱动线圈410处于原始状态，在原始状态下，第三磁钢313及第四磁钢314与驱动线圈410两端的距离相同，即驱动线圈410位于第三磁钢313和第四磁钢314的中间位置。
58.为了便于阐述，设定阻尼组件420包括靠近第三磁钢313一侧的第一阻尼件421和靠近第四磁钢314一侧的第二阻尼件422，且第一阻尼件421和第二阻尼件422为导电件。
59.请参阅图7和图8，由此，驱动线圈410通电后，根据左手定则驱动线圈410收到安培力f1，而通电后的极靴440极化两侧产生n、s两极，以产生电磁力f2，安培力f1和电磁力f2的方向相同，以产生线性电机的驱动力。驱动线圈410通电，振子模组300相对驱动线圈410运动，第三磁钢313和第四磁钢314中的一者靠近驱动线圈410运动，另一者背离驱动线圈410运动。
60.请参阅图10，当第三磁钢313背离驱动线圈410运动，第四磁钢314靠近驱动线圈410运动，将导致第一阻尼件421的磁通量变化量不大，但是通过第二阻尼片的磁通量变少。根据楞次定律：第二阻尼片产生感应电流，此感应电流阻碍磁通量的变化，产生电磁阻尼效果，以阻止振子模组300运动。
61.请参阅图11，同理，当第三磁钢313靠近驱动线圈410运动，第四磁钢314背离驱动线圈410运动，将导致第二阻尼件422的磁通量变化量不大，但是通过第一阻尼片的磁通量变少。根据楞次定律：第一阻尼片产生感应电流，此感应电流阻碍磁通量的变化，产生电磁
阻尼效果，以阻止振子模组300运动。
62.在一实施例中，请继续参阅图2至图5，弹性件200设置有两个，并沿第一方向设置于振子模组300的两端，弹性件200包括与振子模组300连接的第一端210、与壳体100连接的第二端220及连接第一端210和第二端220的弹性部230，采用两个对称设置的弹性件200来为振子模组300的往复运动提供回复力，可保证振子模组300的稳定振动。
63.进一步的，该第一端210通过粘结或超声波焊接等方式与质量块320固定连接，该第二端220通过连接件与壳体100可拆卸连接，该壳体100上设置有用于安装弹性件200的第一固定孔，第二端220上设置有与第一固定孔相配合的第二固定孔，连接件贯穿第一固定孔和第二固定孔以将壳体100和第二端220固定连接。
64.优选的，该弹性件200呈u形，该弹性件200具有避让空间240，质量块320至少部分设置于避让空间240中，利于弹性件200在线性电机上的空间布置，利于线性电机的小型化。
65.通过弹性件200作为弹簧支架来实现振子模组300在容置空间的支撑安装。
66.当然，在其他实施例中，该弹性件200还可呈v形，该弹性件200具有两个相互弹性连接的分枝，两个分支中的一者与壳体100连接，另一者与振子模组300连接，以为振子模组300提供往复运动的回复力。
67.在一实施例中，请继续参阅图1、图2、图4和图5，线性电机还包括与驱动线圈410电性连接的线路板500，壳体100包括外壳110和盖板120，线路板500与盖板120连接，并设置于外壳110与盖板120围设形成的容置空间中，该线路板500可控制驱动线圈410通电工作，以使驱动线圈410可产生磁场。
68.优选的，该线路板500为柔性电路板，该柔性电路板具有较好的可挠性，且厚度薄、重量轻，可实现在线性电机上的稳定工作。
69.优选的，外壳110和盖板120通过粘结或超声波焊接等方式连接为一体。
70.需要说明的是，本实用新型中提到的“多个”指的是两个或两个以上；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
71.以上的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。