一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電的制造方法
【專利摘要】一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，它主要由電機(jī)外殼、電機(jī)前端蓋、電機(jī)后端蓋、永磁體組、前端軸承、后端軸承、轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組及彈性軸組成；轉(zhuǎn)子軸的前后端分別安裝在前端軸承和后端軸承內(nèi)，彈性軸的前端和轉(zhuǎn)子軸的后端固定連接，彈性軸的后端則固定安裝在電機(jī)后端蓋中。本實(shí)用新型的彈性軸隨著轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動而發(fā)生彈性變形，調(diào)整彈性軸的結(jié)構(gòu)尺寸將改變電機(jī)的固有頻率；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組通過交變電流時，將產(chǎn)生交變磁場，該交變磁場和相鄰的永磁體組相互作用，使轉(zhuǎn)子軸回轉(zhuǎn)擺動，調(diào)整交變電流的頻率使其和電機(jī)的固有頻率相近，則電機(jī)在其共振頻率附近回轉(zhuǎn)擺動，輸出功率大，能量轉(zhuǎn)換效率高。
【專利說明】-種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，此小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)特別適 用于電動牙刷或電動剃須刀。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)常采用偏心輪機(jī)械結(jié)構(gòu)，振動頻率低、使用壽命短且噪音大。 中國專利（專利號：200620062958. 4)公開了一種高頻振動電機(jī)：二個線架上繞有線圈，若 干永磁鐵安裝在線圈的下方及上方，線架、線圈及永磁鐵固定安裝在電機(jī)殼的內(nèi)壁，電機(jī)轉(zhuǎn) 子軸上安裝有鐵芯，鐵芯和線圈相鄰安裝，當(dāng)線圈中通過交變電流時，將產(chǎn)生交變磁場，從 而驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)振動；該高頻電機(jī)，由于線圈固定安裝在電機(jī)外殼內(nèi)，在結(jié)構(gòu)上不易小 型化；另外，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸活動安裝在前后二個軸承中，由于轉(zhuǎn)子的慣性作用，當(dāng)交變磁場變 化時，轉(zhuǎn)子并不能同步迅速相應(yīng)，其結(jié)果是擺動幅度小，輸出功率有限。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷而提供一種易于小型化 且輸出功率大的基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005] -種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，它主要由電機(jī)外殼、電機(jī)前端蓋、電機(jī)后端 蓋、永磁體組、前端軸承、后端軸承、轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組及彈性軸組成；其特征在 于：所述的電機(jī)外殼、電機(jī)前端蓋及電機(jī)后端蓋固定連接；所述的永磁體組固定安裝在轉(zhuǎn) 子鐵芯上下兩側(cè)的電機(jī)外殼的內(nèi)壁；所述的轉(zhuǎn)子繞組繞制在轉(zhuǎn)子鐵芯上，轉(zhuǎn)子鐵芯固定安 裝在轉(zhuǎn)子軸上，轉(zhuǎn)子軸的前后端分別安裝在前端軸承和后端軸承內(nèi)；所述的彈性軸的前端 和轉(zhuǎn)子軸的后端固定連接，彈性軸的后端則固定安裝在電機(jī)后端蓋中，彈性軸隨著轉(zhuǎn)子軸 的轉(zhuǎn)動而發(fā)生彈性變形。
[0006] 進(jìn)一步的，所述永磁體組包括4塊永磁體，兩兩安裝在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的上方及下 方，其配置結(jié)構(gòu)是上方左右都為N極，下方左右都為S極；或者上方左右都為S極，下方左右 都為N極；或者上方左右分別為N極、S極，下方左右分別為S極、N極；或者上方左右分別 為S極、N極，下方左右分別為N極、S極。
[0007] 進(jìn)一步的，所述前端軸承和后端軸承是滾動軸承，或是滑動軸承，或是彈性軸承。
[0008] 進(jìn)一步的，所述彈性軸和轉(zhuǎn)子軸是固定連接，或是一體制造。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于： [0010] 1、本實(shí)用新型包括一可隨所述轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動而發(fā)生彈性變形的彈性軸，通過調(diào)整彈 性軸的結(jié)構(gòu)尺寸將改變電機(jī)的固有頻率；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組通過交變電流時，將產(chǎn)生交變磁場，該 交變磁場和相鄰的永磁體組相互作用，使轉(zhuǎn)子軸回轉(zhuǎn)擺動，調(diào)整交變電流的頻率使其和電 機(jī)的固有頻率相近，則電機(jī)在其共振頻率附近回轉(zhuǎn)擺動，輸出功率大。
[0011] 2、本實(shí)用新型的彈性軸和轉(zhuǎn)子軸是固定連接，或是一體制造，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場 力的作用下正向回轉(zhuǎn)擺動時，部分能量將以彈性勢能貯存在彈性軸中，改變轉(zhuǎn)子繞組中電 流的方向，磁場力將使電機(jī)轉(zhuǎn)子反向回轉(zhuǎn)擺動，此時，貯存在彈性軸中的彈性勢能將釋放以 加速電機(jī)轉(zhuǎn)子的反向回轉(zhuǎn)擺動，從而使本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)輸出功率大，能量轉(zhuǎn)換 效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2是一種永磁體組和轉(zhuǎn)子繞組配置結(jié)構(gòu)圖及磁作用力分析圖。
[0014] 圖3是圖2在轉(zhuǎn)子繞組電流方向改變后的磁作用力分析圖。
[0015] 圖4是另一種永磁體組和轉(zhuǎn)子繞組配置結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖中：1電機(jī)外殼，2電機(jī)前端蓋，3電機(jī)后端蓋，4永磁體組，5前端軸承，6后端軸 承，7轉(zhuǎn)子軸，8轉(zhuǎn)子鐵芯，9轉(zhuǎn)子繞組，10彈性軸。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合附圖1、圖2、圖3和圖4進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
[0018] 圖1是一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，它主要由電機(jī)外殼1、電機(jī)前端蓋2、電 機(jī)后端蓋3、永磁體組4、前端軸承5、后端軸承6、轉(zhuǎn)子軸7、轉(zhuǎn)子鐵芯8、轉(zhuǎn)子繞組9及彈性 軸10組成；所述的電機(jī)外殼1、電機(jī)前端蓋2及電機(jī)后端蓋3固定連接；所述的永磁體組4 固定安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯8上下兩側(cè)的電機(jī)外殼1的內(nèi)壁；所述的轉(zhuǎn)子繞組9繞制在轉(zhuǎn)子鐵芯 8上，轉(zhuǎn)子鐵芯8固定安裝在轉(zhuǎn)子軸7上，轉(zhuǎn)子軸7的前后端分別安裝在前端軸承5和后端 軸承6內(nèi)；所述的彈性軸10的前端和轉(zhuǎn)子軸7的后端固定連接，彈性軸10的后端則固定安 裝在電機(jī)后端蓋3中，彈性軸10隨著轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動而發(fā)生彈性變形，調(diào)整彈性軸10的結(jié) 構(gòu)尺寸（直徑及長度）將改變電機(jī)的固有頻率；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組9通過交變電流時，將產(chǎn)生交變 磁場，該交變磁場和相鄰的永磁體組4相互作用，使轉(zhuǎn)子軸7回轉(zhuǎn)擺動，調(diào)整交變電流的頻 率使其和電機(jī)的固有頻率相近，則電機(jī)在其共振頻率附近回轉(zhuǎn)擺動，輸出功率大。
[0019] 所述前端軸承5和后端軸承6是滾動軸承，或是滑動軸承，或是彈性軸承。
[0020] 所述的彈性軸10和轉(zhuǎn)子軸7是固定連接，或是一體制造；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁場力的 作用下正向回轉(zhuǎn)擺動時，部分能量將以彈性勢能貯存在彈性軸10中，改變轉(zhuǎn)子繞組9中電 流的方向，磁場力將使電機(jī)轉(zhuǎn)子反向回轉(zhuǎn)擺動，此時，貯存在彈性軸10中的彈性勢能將釋 放以加速電機(jī)轉(zhuǎn)子的反向回轉(zhuǎn)擺動，從而使本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)輸出功率大，能量 轉(zhuǎn)換效率高。
[0021] 圖2是一種永磁體組4和轉(zhuǎn)子繞組9配置結(jié)構(gòu)圖及磁作用力分析圖：永磁體組4由 4塊永磁體構(gòu)成，假定轉(zhuǎn)子繞組9在通過驅(qū)動電流時，轉(zhuǎn)子鐵芯8的左右二端為異性磁極，圖 中左邊為N極，右邊為S極；此時，永磁體組4上方左右配置為N極（N1，N2)，下方左右則為 S極（Sl，S2)，永磁體N1對轉(zhuǎn)子鐵芯8的磁作用力為FN1，永磁體S1對轉(zhuǎn)子鐵芯8的磁作用 力為F N2, FN1和FN2的合力為FN ;同樣永磁體N2和永磁體S2對轉(zhuǎn)子鐵芯8的磁作用力分別 為FS1和FS2，其合力為F s ;F1^P Fs大小相等，方向相反，對轉(zhuǎn)子軸7施加了一個逆時針方向 的磁力矩，其大小為FN*R+F S*R = 2FN*R,該磁力矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸7逆時針方向回轉(zhuǎn)擺動。
[0022] 對于圖2,當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組9中的電流方向改變時，轉(zhuǎn)子鐵芯8的左邊為S極，右邊為N 極，見圖3,此時，轉(zhuǎn)子鐵芯8受順時針方向磁力矩，該磁力矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸7順時針方向回轉(zhuǎn) 擺動。
[0023] 由以上分析可知，永磁體組4和轉(zhuǎn)子繞組9在圖2的配置下，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組9通過交 變電流時，轉(zhuǎn)子鐵芯8受逆時針方向及順時針方向磁力矩的交替作用，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸7作 周期回轉(zhuǎn)擺動。
[0024] 上述圖2中的4塊永磁體的另外一種配置是上方左右配置為S極，下方左右配置 為N極。
[0025] 圖4是另一種永磁體組4和轉(zhuǎn)子繞組9配置的結(jié)構(gòu)圖：假定轉(zhuǎn)子繞組9在通過驅(qū) 動電流時，轉(zhuǎn)子鐵芯8的左右二端為同性磁極，同為N極或同為S極；此時，永磁體組4上方 左右分別配置為N極、S極，下方左右分別配置為S極、N極。圖4的永磁體組4另外一種配 置是上方左右分別為S極、N極，下方左右分別為N極、S極。
[0026] 本實(shí)用新型并不受上述實(shí)施例的限制，在本實(shí)用新型范圍內(nèi)的技術(shù)人員可設(shè)計出 其他實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，其特征在于：它主要由電機(jī)外殼（1)、電機(jī)前端 蓋（2)、電機(jī)后端蓋（3)、永磁體組（4)、前端軸承（5)、后端軸承（6)、轉(zhuǎn)子軸（7)、轉(zhuǎn)子鐵芯 (8)、轉(zhuǎn)子繞組（9)及彈性軸（10)組成；所述的電機(jī)外殼（1)、電機(jī)前端蓋（2)及電機(jī)后端蓋 (3)固定連接；所述的永磁體組（4)固定安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯（8)上下兩側(cè)的電機(jī)外殼（1)的內(nèi) 壁；所述的轉(zhuǎn)子繞組（9)繞制在轉(zhuǎn)子鐵芯（8)上，轉(zhuǎn)子鐵芯（8)固定安裝在轉(zhuǎn)子軸（7)上， 轉(zhuǎn)子軸（7)的前后端分別安裝在前端軸承（5)和后端軸承￠)內(nèi)；所述的彈性軸（10)的前 端和轉(zhuǎn)子軸（7)的后端固定連接，彈性軸（10)的后端則固定安裝在電機(jī)后端蓋（3)中，彈 性軸（10)隨著轉(zhuǎn)子軸（7)的轉(zhuǎn)動而發(fā)生彈性變形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，其特征在于：所述永磁 體組（4)包括4塊永磁體，兩兩安裝在所述轉(zhuǎn)子鐵芯（8)的上方及下方，其配置結(jié)構(gòu)是上方 左右都為N極，下方左右都為S極；或者上方左右都為S極，下方左右都為N極；或者上方左 右分別為N極、S極，下方左右分別為S極、N極；或者上方左右分別為S極、N極，下方左右 分別為N極、S極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，其特征在于：所述前端 軸承（5)和后端軸承（6)是滾動軸承，或是滑動軸承，或是彈性軸承。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共振的小型回轉(zhuǎn)擺動電機(jī)，其特征在于：所述彈性 軸（10)和轉(zhuǎn)子軸（7)是固定連接，或是一體制造。
【文檔編號】H02K33/18GK203896167SQ201420293162
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】葉洪源 申請人:葉洪源