CN109698564B - 一种高频固定角度马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及马达的技术领域，具体为一种高频固定角度马达，包括马达外壳，以及分别设置在所述马达外壳内的转子组件和定子组件；所述转子组件设置在所述定子组件之间，所述高频固定角度马达还包括第一永磁体和限位磁性组件；所述限位磁性组件固定设于所述马达外壳内并位于所述转子组件的一侧，所述限位磁性组件包括对称设置的两第二永磁体；所述第一永磁体固定设于所述转子组件上并位于两所述第二永磁体之间；所述第一永磁体和两所述第二永磁体的磁极互相排斥，所述高频固定角度马达工作时，使所述转子组件在设定的角度范围内往复转动；所述第一永磁体和所述限位磁性组件对所述转子组件进行限位和复位，结构更加稳定，使用寿命长，噪音低。

Description

一种高频固定角度马达
技术领域
本发明涉及马达的技术领域，具体为一种高频固定角度马达。
背景技术
电动牙刷是近几年出现的新产品，在国外已掀起了口腔保健领域的一场革命。虽然电动牙刷在我国的应用尚不普及，但已有人预测，它将成为大众保健品中的重要一员。调查显示，电动牙刷与普通牙刷相比，更为科学有效。可以更彻底清除牙菌斑、减少牙龈炎和牙龈出血，也是目前欧美许多国家普遍流行的日用品。而电动牙刷通过快速旋转，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝；与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有意想不到的按摩效果。
从原理上分，电动牙刷有两大类：旋转与振动。旋转类的牙刷原理简单，就是电动机驱动圆形刷头旋转，在执行普通刷牙动作的同时加强摩擦效果。振动类型的牙刷更复杂，从价格上来看也更高端。震动类型的牙刷内部有一个电驱动的振动电机，能让刷头产生垂直于刷柄方向的高频摆动，但摆动的幅度很小，一般为5毫米左右。刷牙的时候一方面高频摆动的刷头能高效完成洗刷牙齿的动作，另一方面超过20000次每分钟的振动也让嘴巴里的牙膏和水的混合物产生大量微小的气泡，起泡爆裂时产生的压力可以深入牙缝清洁污垢。
现有的牙刷马达多采用弹簧或者其他弹性件对马达内的转子进行限位和复位，牙刷马达在持续运行一段时间后，弹簧的表面受潮氧化，出现扭力降低，摆动副度不规则，噪音增大或停机现象,使用寿命短，因此针对上述问题本申请提出改进方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用磁极相斥原理对转动角度进行限制的振动电机。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高频固定角度马达,包括马达外壳，以及分别设置在所述马达外壳内的转子组件和定子组件；所述转子组件设置在所述定子组件之间，所述高频固定角度马达还包括第一永磁体和限位磁性组件；所述限位磁性组件固定设于所述马达外壳内并位于所述转子组件的一侧，所述限位磁性组件包括对称设置的两第二永磁体；所述第一永磁体固定设于所述转子组件上并位于两所述第二永磁体之间；所述第一永磁体和两所述第二永磁体的磁极互相排斥，所述高频固定角度马达工作时，使所述转子组件在设定的角度范围内往复转动。
优选的，所述转子组件包括转轴，设有绕组的铁芯，以及安装件；所述转轴与所述马达外壳转动连接，所述安装件与所述转轴固定连接，所述铁芯固定连接于所述安装件上，所述第一永磁体固定设于所述安装件上。
优选的，所述马达外壳包括底座和盖设于所述底座的上壳；所述底座上设有转动空间，所述第一永磁体设于所述转动空间中，所述第二永磁体固定设于所述底座上。
优选的，所述转轴上设有限位套管。
优选的，所述转轴上还设有弹性垫片。
优选的，所述转轴的转动角度范围在－30°至＋30°之间。
优选的，所述第一永磁体和所述第二永磁体均为磁钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.代替现有技术中的弹簧马达，通过所述第一永磁体和所述限位磁性组件对所述转子组件进行限位和复位，结构更加稳定，使用寿命长，噪音低；
2.通过增加所述第一永磁体的体积，使受到的磁力增大，高效利用磁场，调节对所述转子组件的运动范围，同时增强所述高频固定角度马达的扭矩；
3.增设所述限位套管和所述弹性垫片，优化所述高频固定角度马达内的空间结构，减少设置在所述转轴上零配件之间的间隙，从而减少所述高频固定角度马达工作时产生的噪声。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构图；
图2为本发明的正视图；
图3为图2中A-A的剖视图；
图4为图2中B-B的剖视图；
图5为图2中C-C的剖视图；
图6为本发明中底座的结构示意图；
图7为本发明的测试数据表格。
图中：1-马达外壳；2-转子组件；3-定子组件；4-第一永磁体；5-限位磁性组件；10-底座；11-上壳；20-转轴；21-绕组；22-铁芯；23-安装件；30-磁瓦；50-第二永磁体；100-转动空间；200-安装空间；201-限位套管；202-弹性垫片。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
一种高频固定角度马达,应用在电动牙刷上，驱动电动牙刷上的刷头往复摆动，如图1至图6所示，所述高频固定角度马达包括马达外壳1，以及分别设置在所述马达外壳1内的转子组件2和定子组件3；所述转子组件2设置在所述定子组件3之间；所述高频固定角度马达还包括第一永磁体4和限位磁性组件5；所述限位磁性组件5固定设于所述马达外壳1内并位于所述转子组件2的一侧，所述限位磁性组件5包括对称设置的两第二永磁体50；所述第一永磁体4固定设于所述转子组件2上并位于两所述第二永磁体50之间；两所述第二永磁场50之间形成磁场A，所述第一永磁体4和两所述第二永磁体50的磁极互相排斥，所述高频固定角度马达工作时，使所述转子组件2在设定的角度范围内往复转动。
本实施例中设置有两所述第一永磁体4和两所述限位磁性组件5，两所述所述限位磁性组件5对称设置，使所述转子组件2转动更加平稳。
具体的，所述马达外壳1包括底座10和盖设于所述底座10的上壳11；所述底座10上设有转动空间100，所述转动空间100的两侧设置有安装空间200，所述安装空间200连通所述转动空间100。
具体的，所述定子组件3包括两磁瓦30，所述两磁瓦30对称设置并固定设于所述上壳11的内侧壁上，两所述磁瓦30之间形成一个磁场B。
具体的，所述转子组件2包括转轴20，设有绕组21的铁芯22，以及安装件23。
所述转轴20的一端转动设于所述底座10上，所述转轴20的另一端转动设于所述上壳11上，所述转轴20与所述底座10和所述上壳11的连接处分别设有轴承，使所述转轴20平稳转动。
所述安装件23与所述转轴20固定连接，所述安装件23的一端与设有所述铁芯22连接，所述铁芯22位于两所述磁瓦30之间；所述安装件23的另一端伸入所述转动空间100内，所述第二永磁体50分别固定设于所述安装空间200内，所述第一永磁体4固定设于所述安装件23上并位于两所述第二永磁体20之间；所述第一永磁体4的磁极和所述第二永磁体50的磁极之间按照同性磁极设置，例如，所述第一用永磁体4的一端为N极，所述第一用永磁体4的另一端为S极，而一所述第二永磁体20的N极朝向所述第一用永磁体4的N极，另一所述第二永磁体20的S极朝向所述第一用永磁体4的S极。
工作时，所述绕组21通电，所述铁芯22通过所述安装件23带动所述转轴20转动，当转动角度逐渐增大时，所述第一永磁体4越来越靠近所述第二永磁体50中的一个，所述根据磁铁同极互斥原理，最终所述第一永磁体4和所述第二永磁体50之间的作用力等于所述转轴20的扭矩，所述转轴20停止转动，从而，所述限位磁性组件5实现对所述转轴20的限位作用；所述绕组21通过方向相反的电流，所述绕组21在所述磁场B中受到反方向的作用力，所述铁芯22通过所述安装件23带动所述转轴20往反方向转动，所述第一永磁体4越来越靠近所述第二永磁体50中的另一个，直至所述第一永磁体4和所述第二永磁体50之间的作用力等于所述转轴20的扭矩，所述转轴停止转动，从而实现所述转轴20的往复转动。
具体的，所述转轴20上设有限位套管201和弹性垫片202；所述弹性垫片202的一端与所述上壳11的内侧壁抵接，所述弹性垫片202的另一端与所述限位套管201的一端抵接，所述限位套管201的另一端于所述铁芯22抵接；设置所述限位套管201和所述弹性垫片202，优化所述高频固定角度马达内的空间结构，减少设置在所述转轴20上零配件之间的间隙，从而减少所述高频固定角度马达工作时产生的噪声。
具体的，所述转轴20的转动角度范围在－30°至＋30°之间；经申请人实验测试得出，所述转轴20在上述范围内转动，该电动牙刷使用时最为舒适。
具体的，所述第一永磁体4和所述第二永磁体50均为磁钢，耐高温。
如图7所示，本实施例通过给所述高频固定角度马达输入每秒100次的通电频率，所述高频固定角度马达运行50小时后，加200g的压力负载检测所述高频固定角度的工作扭力及噪音，得出测试数据；在相同条件下，所述高频固定角度马达与现有技术中的弹簧马达相比较，得出所述高频固定角度马达，摆动角度最大，噪声最小，使用寿命最高。
有益效果：
（1）代替现有技术中的弹簧马达，通过所述第一永磁体4和所述限位磁性组件5对所述转子组件2进行限位和复位，结构更加稳定，使用寿命长，噪音低；
（2）通过增加所述第一永磁体4的体积，使受到的磁力增大，高效利用磁场，调节对所述转子组件2的运动范围，同时增强所述高频固定角度马达的扭矩；
（3）增设所述限位套管201和所述弹性垫片202，优化所述高频固定角度马达内的空间结构，减少设置在所述转轴20上零配件之间的间隙，从而减少所述高频固定角度马达工作时产生的噪声
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高频固定角度马达,包括马达外壳（1），以及分别设置在所述马达外壳（1）内的转子组件（2）和定子组件（3）；所述转子组件（2）设置在所述定子组件（3）之间，其特征在于，所述高频固定角度马达还包括第一永磁体（4）和限位磁性组件（5）；所述限位磁性组件（5）固定设于所述马达外壳（1）内并位于所述转子组件（2）的一侧，所述限位磁性组件（5）包括对称设置的两第二永磁体（50）；所述第一永磁体（4）固定设于所述转子组件（2）上并位于两所述第二永磁体（50）之间；所述第一永磁体（4）和两所述第二永磁体（50）的磁极互相排斥，所述高频固定角度马达工作时，使所述转子组件（2）在设定的角度范围内往复转动。
2.根据权利要求1所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述转子组件（2）包括转轴（20），设有绕组（21）的铁芯（22），以及安装件（23）；所述转轴（20）与所述马达外壳（2）转动连接，所述安装件（23）与所述转轴（20）固定连接，所述铁芯（22）固定连接于所述安装件（23）上，所述第一永磁体（4）固定设于所述安装件（23）上。
3.根据权利要求2所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述马达外壳（1）包括底座（10）和盖设于所述底座（10）的上壳（11）；所述底座（10）上设有转动空间（100），所述第一永磁体（4）设于所述转动空间（100）中，所述第二永磁体（50）固定设于所述底座（10）上。
4.根据权利要求2所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述转轴（20）上设有限位套管（201）。
5.根据权利要求4所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述转轴（20）上还设有弹性垫片（202）。
6.根据权利要求2至5任一所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述转轴（20）的转动角度范围在－30°至＋30°之间。
7.根据权利要求1至5任一所述的高频固定角度马达，其特征在于，所述第一永磁体（4）和所述第二永磁体（50）均为磁钢。
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双定子直线振荡电机的设计;夏永明;卢琴芬;蒋宇强;叶云岳;方攸同;;浙江大学学报(工学版);第42卷(第04期);第667-671页 *

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