專利名稱：一種音圈電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于直流直線電機技術領域，具體涉及一種音圈電機。
背景技術：
音圈電機是一種短行程的直流直線電機，主要分為圓柱型音圈電機和擺動型音圈電機。目前市場上圓柱型音圈電機系列應用相當廣泛，這種電機具有結構簡單、體積小、推力波動小、高加速度、響應快而其行程少于50_等特性，因而被廣泛應用在醫(yī)療、半導體、航空、汽車、IC裝備等領域，包括閥門制動器、小型精密替換測量儀、振動平臺以及主動式減振系統(tǒng)等眾多方面。其工作原理是:通電線圈放在磁場內就會產生力，從而將實際的電流轉化為直線推力或扭力，力的大小與施加在線圈上的電流成比例，基于此原理制造的音圈電機運動形式為直線或圓弧。近年來，隨著科技的發(fā)展，對音圈電機的技術要求更為苛刻。例如:在IC裝備業(yè)中，要求加工的晶片尺寸愈來愈大，而加工精度卻愈來愈高，這樣就要求音圈電機的推力增大、定位精度更高、響應速度更快。已有技術中的音圈電機，盡管其響應速度較快，但通常在線圈底座上設置單只線圈支架，在單只線圈支架上繞設單線圈，導致音圈電機的推力小，無法滿足對大推力的需求。而傳統(tǒng)的能實現(xiàn)大推力的液壓伺服電機和具有絲杠傳動機構的旋轉伺服電機，由于其響應速度較慢，因而無法滿足高速響應的要求。還有一種是采用電磁閥方式，即線圈通過吸合磁鐵或導磁體的方式實現(xiàn)短行程推力，但電磁閥由于其推力和電流大小的非線性特性導致伺服控制算法復雜，不利于高速伺服控制，而且電磁閥實現(xiàn)大推力的行程特別短。鑒于上述已有技術，有必要對現(xiàn)有的音圈電機之結構加以改進，下面將要介紹的技術方案便是在這種 背景下產生的。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種大推力、短行程、能實現(xiàn)高速響應的音圈電機。本實用新型的目的是這樣來達到的，一種音圈電機，包括環(huán)形磁座和與環(huán)形磁座相配合的線圈動子，其特點是:所述的環(huán)形磁座包括環(huán)形磁座本體和一組瓦形磁鐵，所述的環(huán)形磁座本體上開設有兩圈以上的環(huán)形腔，相鄰環(huán)形腔之間由環(huán)形壁分隔，每一環(huán)形腔內至少設置有一瓦形磁鐵，所述的瓦形磁鐵粘貼在所述的環(huán)形壁上；所述的線圈動子包括線圈底座、兩個以上的線圈支撐架和環(huán)形線圈，所述的線圈支撐架的數(shù)量與所述的環(huán)形腔的數(shù)量相同，在每一環(huán)形腔內對應設置有一線圈支撐架，各線圈支撐架分別與所述的線圈底座固定，在各線圈支撐架的外壁上分別繞設有環(huán)形線圈，各環(huán)形線圈分別位于對應的環(huán)形腔內且與所述的瓦形磁鐵相對應。在本實用新型的一個具體的實施例中，所述的線圈支撐架的截面形狀呈C字形，其高度方向的上方向外擴設而形成有第一臺階面，高度方向的下方同樣向外擴設而形成有第二臺階面，而所述的第一臺階面與所述的第二臺階面之間的凹腔構成為用于容納所述的環(huán)形線圈的線圈腔。在本實用新型的另一個具體的實施例中，粘貼在所述環(huán)形壁上的一組瓦形磁鐵的磁極呈S-N-S-N的循環(huán)交替方式排列。在本實用新型的再一個具體的實施例中，粘貼在所述環(huán)形壁上的一組瓦形磁鐵的磁極呈N-S-N-S的循環(huán)交替方式排列。在本實用新型的還有一個具體的實施例中，所述的線圈底座的軸向中間開設有第一導向孔，與此相對應地，所述的環(huán)形磁座本體的軸向中間開設有第二導向孔，所述的第二導向孔與所述的第一導向孔的位置相對應且同軸。在本實用新型的進而一個具體的實施例中，所述的線圈底座上開設有第一螺孔，與此相對應地，所述的線圈支撐架在第一臺階面上開設有第二螺孔，所述的線圈支撐架與所述的線圈底座通過緊固件在依次穿過第一螺孔、第二螺孔后將兩者連接固定。在本實用新型的更而一個具體的實施例中，所述的環(huán)形磁座本體在高度方向的底部開設第三螺孔，所述的第三螺孔用于環(huán)形磁座的安裝固定；所述的線圈底座上還開設有用于與外界負載連接的螺紋孔。在本實用新型的又進而一個具體的實施例中，所述的環(huán)形壁在寬度方向的內側側壁或外側側壁上粘貼有所述的瓦形磁鐵。在本實用新型的又更而一個具體的實施例中，所述的環(huán)形壁在寬度方向的內外兩側側壁上均粘貼有所述的瓦形磁鐵。在本實用新型的更進而一個具體的實施例中，所述的瓦形磁鐵優(yōu)選采用釹鐵硼磁體制成；所述的環(huán)形磁座本體優(yōu)選采用高導磁純鐵或高導磁鋼制成；所述的線圈底座、線圈支撐架優(yōu)選采用高 強度鋁合金制成；所述的環(huán)形線圈優(yōu)選采用自粘漆包線制成。本實用新型提供的技術方案由于在所述的環(huán)形磁座本體上開設有兩圈以上的環(huán)形腔，每一環(huán)形腔內分別設置一線圈支撐架，在每一線圈支撐架上分別繞設有線圈，這樣通過增加線圈以及瓦形磁鐵的數(shù)量，使通電流的線圈能夠產生比已有技術大兩倍以上的推力，而且整體結構簡單，空間緊湊，易于加工制作，拓撲結構好，裝配可靠，可以實現(xiàn)大推力、短行程和高速響應。

圖1為本實用新型的一實施例整體結構圖。圖2為本實用新型音圈電機為兩環(huán)結構的立體剖視圖。圖3為本實用新型音圈電機為兩環(huán)結構且所述的瓦形磁鐵貼在環(huán)形壁一側的平面剖視圖。圖4為圖2中線圈支撐架的立體剖視圖。圖5為圖2中環(huán)形磁座的立體剖視圖。圖6為本實用新型的環(huán)形磁座磁場方向的一種實施方式。圖7為本實用新型的環(huán)形磁座磁場方向的另一種實施方式。圖8為本實用新型音圈電機為三環(huán)結構的平面剖視圖。圖9為本實用新型音圈電機為四環(huán)結構的平面剖視圖。圖10為本實用新型音圈電機為六環(huán)結構的平面剖視圖。[0027]圖11為本實用新型所述的瓦形磁鐵貼在環(huán)形壁另一側的平面剖視圖。圖12為本實用新型所述的瓦形磁鐵貼在環(huán)形壁兩側的平面剖視圖。圖13為本實用新型音圈電機為五環(huán)結構且所述的瓦形磁鐵貼在環(huán)形壁另一側的平面剖視圖。圖14為本實用新型音圈電機為五環(huán)結構且所述的瓦形磁鐵貼在環(huán)形壁兩側的平面剖視圖。圖中:1.線圈動子、11.線圈底座、111.第一螺孔、112.第一導向孔、113.螺紋孔、12.線圈支撐架、121.第一臺階面、1211.第二螺孔、122.第二臺階面、123.線圈腔、13.環(huán)形線圈；2.環(huán)形磁座、21.環(huán)形磁座本體、211.環(huán)形腔、212.環(huán)形壁、213.第二導向孔、214.第三螺孔、22.瓦形磁鐵。
具體實施方式
為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實用新型的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本實用新型方案的限制，任何依據(jù)本實用新型構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本實用新型的技術方案范疇。實施例1請見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實施例給出了音圈電機為兩環(huán)結構的具體實施方案。其包括環(huán)形磁座2和與環(huán)形磁座2相配合的線圈動子I，所述的環(huán)形磁座2包括環(huán)形磁座本體21和兩個直徑不同的瓦形磁鐵22，所述的環(huán)形磁座本體21優(yōu)選采用高導磁純鐵或高導磁鋼加工而成，在環(huán)形磁座本體21上開設有兩圈直徑不同的環(huán)形腔211，相鄰環(huán)形腔211之間由環(huán)形壁212分隔，每一環(huán)形腔211內至少設置有一瓦形磁鐵22，本實施例中示意的每一環(huán)形腔211內僅設置有一瓦形磁鐵22，且所述的瓦形磁鐵22粘貼在所述的環(huán)形壁212的寬度方向的外側 側壁上，從而形成完整的環(huán)形徑向磁場，瓦形磁鐵22沿徑向方向充磁，形成一致的徑向磁場。所述的線圈動子I包括線圈底座11、兩個直徑不同的線圈支撐架12和環(huán)形線圈13，所述的線圈底座11優(yōu)選采用高強度鋁合金制成圓盤形，在線圈底座11上分別開設有第一螺孔111、用于與外部負載連接的螺紋孔113和第一導向孔112，所述的第一導向孔112開設在線圈底座11的軸向中間，所述的環(huán)形磁座本體21的軸向中間同樣開設有第二導向孔213，所述的第二導向孔213與所述的第一導向孔112的位置相對應且同軸，分別用于固定導柱和軸套的安裝，以實現(xiàn)軸向運動時的導向作用；所述的線圈支撐架12同樣由高強度鋁合金加工而成，其截面形狀優(yōu)選呈C字形，在線圈支撐架12高度方向的上方向外擴設而形成有第一臺階面121、高度方向的下方同樣向外擴設而形成有第二臺階面122，而所述的第一臺階面121與所述的第二臺階面122之間的凹腔構成為線圈腔123 ；所述的環(huán)形線圈13優(yōu)選采用自粘漆包線制成，分別繞設在兩個直徑不同的線圈支撐架12上且位于對應的線圈腔123內，環(huán)形線圈13與線圈支撐架12之間用清漆粘結固定，兩個直徑不同的線圈支撐架12分別置于兩個直徑不同的環(huán)形腔211內，且使線圈支撐架12上的環(huán)形線圈13與環(huán)形壁212上的瓦形磁鐵22相對應，兩個直徑不同的線圈支撐架12又同時與所述的線圈底座11固定，具體是:所述的線圈支撐架12在第一臺階面121上開設有第二螺孔1211，所述的線圈支撐架12與所述的線圈底座11通過緊固件在依次穿過第一螺孔111、第二螺孔1211后將兩者連接固定。所述的環(huán)形磁座本體21在高度方向的底部還開設第三螺孔214，所述的第三螺孔214用于環(huán)形磁座2的安裝固定。實施例2請參閱圖6，一組瓦形磁鐵22在環(huán)形壁212上的固定方式按磁極或稱充磁方向呈S-N-S-N的循環(huán)交替方式排列。實施例3請參閱圖7，一組瓦形磁鐵22在環(huán)形壁212上的固定方式按磁極或稱充磁方向呈N-S-N-S的循環(huán)交替方式排列。實施例4請參閱圖8，本實施例給出了音圈電機為三環(huán)結構的具體實施方案。在環(huán)形磁座本體21上開設有三圈直徑不同的環(huán)形腔211，同時有三個直徑不同的線圈支撐架12分別置于對應的環(huán)形腔211內，在三個直徑不同的線圈支撐架12上分別繞設有環(huán)形線圈13，與此相對應地，在各環(huán)形壁212的外側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22。實施例5請參閱圖9，本實施例給出了音圈電機為四環(huán)結構的具體實施方案。在環(huán)形磁座本體21上開設有四圈直徑不同的環(huán)形腔211，同時有四個直徑不同的線圈支撐架12分別置于對應的環(huán)形腔211內，在四個直徑不同的線圈支撐架12上分別繞設有環(huán)形線圈13，與此相對應地，在各環(huán)形壁212的外側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22。實施例6·請參閱圖10，本實施例給出了音圈電機為六環(huán)結構的具體實施方案。在環(huán)形磁座本體21上開設有六圈直徑不同的環(huán)形腔211，同時有六個直徑不同的線圈支撐架12分別置于對應的環(huán)形腔211內，在六個直徑不同的線圈支撐架12上分別繞設有環(huán)形線圈13，與此相對應地，在各環(huán)形壁212的外側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22。實施例7請參閱圖11，在各環(huán)形壁212的內側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22，其余同對實施例1的描述。實施例8請參閱圖12，在各環(huán)形壁212的內外側側壁上同時粘貼有瓦形磁鐵22，其余同對實施例1的描述。實施例9請參閱圖13，本實施例給出了音圈電機為五環(huán)結構的具體實施方案。在環(huán)形磁座本體21上開設有五圈直徑不同的環(huán)形腔211，同時有五個直徑不同的線圈支撐架12分別置于對應的環(huán)形腔211內，在五個直徑不同的線圈支撐架12上分別繞設有環(huán)形線圈13，與此相對應地，在各環(huán)形壁212的內側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22。實施例10請參閱圖14，本實施例給出了音圈電機為五環(huán)結構的另一具體實施方案。在環(huán)形磁座本體21上開設有五圈直徑不同的環(huán)形腔211，同時有五個直徑不同的線圈支撐架12分別置于對應的環(huán)形腔211內，在五個直徑不同的線圈支撐架12上分別繞設有環(huán)形線圈13，與此相對應地，在各環(huán)形壁212的內外側側壁上分別粘貼有瓦形磁鐵22。[0053]綜上所述，本實用新型提供的技術方案克服了已有技術中的欠缺，達到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請人所述 的技術效果。
權利要求1.一種音圈電機，包括環(huán)形磁座(2)和與環(huán)形磁座(2)相配合的線圈動子(1)，其特征在于:所述的環(huán)形磁座(2)包括環(huán)形磁座本體(21)和一組瓦形磁鐵(22)，所述的環(huán)形磁座本體(21)上開設有兩圈以上的環(huán)形腔(211)，相鄰環(huán)形腔(211)之間由環(huán)形壁(212)分隔，每一環(huán)形腔(211)內至少設置有一瓦形磁鐵(22)，所述的瓦形磁鐵(22)粘貼在所述的環(huán)形壁(212)上；所述的線圈動子(I)包括線圈底座(11)、兩個以上的線圈支撐架(12)和環(huán)形線圈(13)，所述的線圈支撐架(12)的數(shù)量與所述的環(huán)形腔(211)的數(shù)量相同，在每一環(huán)形腔(211)內對應設置有一線圈支撐架(12)，各線圈支撐架(12)分別與所述的線圈底座(11)固定，在各線圈支撐架(12)的外壁上分別繞設有環(huán)形線圈(13)，各環(huán)形線圈(13)分別位于對應的環(huán)形腔(211)內且與所述的瓦形磁鐵(22)相對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的線圈支撐架(12)的截面形狀呈C字形，其高度方向的上方向外擴設而形成有第一臺階面(121)，高度方向的下方同樣向外擴設而形成有第二臺階面(122)，而所述的第一臺階面(121)與所述的第二臺階面(122)之間的凹腔構成為用于容納所述的環(huán)形線圈(13)的線圈腔(123)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:粘貼在所述環(huán)形壁(212)上的一組瓦形磁鐵(22)的磁極呈S-N-S-N的循環(huán)交替方式排列。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于粘貼在所述環(huán)形壁(212)上的一組瓦形磁鐵(22) 的磁極呈N-S-N-S的循環(huán)交替方式排列。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的線圈底座(11)的軸向中間開設有第一導向孔(112)，與此相對應地，所述的環(huán)形磁座本體(21)的軸向中間開設有第二導向孔(213)，所述的第二導向孔(213)與所述的第一導向孔(112)的位置相對應且同軸。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的線圈底座(11)上開設有第一螺孔(111)，與此相對應地，所述的線圈支撐架(12)在第一臺階面(121)上開設有第二螺孔(1211)，所述的線圈支撐架(12)與所述的線圈底座(11)通過緊固件在依次穿過第一螺孔(111)、第二螺孔(1211)后將兩者連接固定。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的環(huán)形磁座本體(21)在高度方向的底部開設第三螺孔(214)，所述的第三螺孔(214)用于環(huán)形磁座(2)的安裝固定；所述的線圈底座(11)上還開設有用于與外界負載連接的螺紋孔(113)。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的環(huán)形壁(212)在寬度方向的內側側壁或外側側壁上粘貼有所述的瓦形磁鐵(22)。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的環(huán)形壁(212)在寬度方向的內外兩側側壁上均粘貼有所述的瓦形磁鐵(22)。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機，其特征在于:所述的瓦形磁鐵(22)優(yōu)選采用釹鐵硼磁體制成；所述的環(huán)形磁座本體(21)優(yōu)選采用高導磁純鐵或高導磁鋼制成；所述的線圈底座(11)、線圈支撐架(12)優(yōu)選采用高強度鋁合金制成；所述的環(huán)形線圈(13)優(yōu)選采用自粘漆包線制成。
專利摘要一種音圈電機，屬于直流直線電機技術領域。包括環(huán)形磁座和線圈動子，特點環(huán)形磁座包括環(huán)形磁座本體和瓦形磁鐵，環(huán)形磁座本體上開設有兩圈以上的環(huán)形腔，相鄰環(huán)形腔間由環(huán)形壁分隔，每一環(huán)形腔內至少設置一瓦形磁鐵，瓦形磁鐵粘貼在環(huán)形壁上；線圈動子包括線圈底座、兩個以上的線圈支撐架和環(huán)形線圈，線圈支撐架的數(shù)量與環(huán)形腔的數(shù)量相同，在每一環(huán)形腔內對應設置有一線圈支撐架，各線圈支撐架與線圈底座固定，在各線圈支撐架的外壁上繞設環(huán)形線圈，環(huán)形線圈位于對應的環(huán)形腔內且與瓦形磁鐵相對應。能夠產生比已有技術大兩倍以上的推力，而且整體結構簡單，空間緊湊，易于加工制作，拓撲結構好，裝配可靠，可以實現(xiàn)大推力、短行程和高速響應。
文檔編號H02K41/035GK203135682SQ201320121120
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權日2013年3月18日
發(fā)明者王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生 申請人:王肇, 周素平, 韓成超, 潘晨聰, 潘祥生