音圈電的製造方法
2023-05-01 15:47:36
音圈電的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種音圈電機。所述音圈電機包括：定子，所述定子包括多個磁鐵組件，每個所述磁鐵組件包括兩個磁軛和設在兩個所述磁軛之間的永磁體，其中相鄰兩個所述磁鐵組件共用一個所述磁軛，相鄰兩個所述磁鐵組件的處於對等位置的永磁體的磁極方向相反；和多個動子，多個所述動子一一對應地設在多個所述磁鐵組件內。根據本發明實施例的音圈電機具有成本低、結構緊湊、易於排布、易於安裝拆卸等優點。
【專利說明】首圈電機【技術領域】
[0001]本發明涉及一種音圈電機。
【背景技術】
[0002]音圈電機由定子和動子組成。音圈電機的工作原理是:在定子間隙磁場中放入線圈繞組，線圈通電後產生電磁力，帶動負載作直線運動，改變電流的強弱和極性，即可改變電磁力的大小和方向。
[0003]現有的音圈電機由一個定子和一個動子組成,稱為單定子單動子電機。音圈電機廣泛應用於自動化設備、精密儀器和醫療設備中。但是在某些特定的應用場合，使用音圈電機的驅動方案存在一定的局限性。如對於醫用多葉準直器，執行機構是一組緊密排列的葉片(如:葉片32個，相鄰葉片中心距3mm)，各執行機構可獨立運動。如果使用現有的單定子單動子音圈電機驅動，每個執行機構需要使用一個電機，則存在電機數量多、成本高、難以排布、不易安裝拆卸的缺點。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種具有成本低、結構緊湊、易於排布、易於安裝拆卸等優點的音圈電機。[0005]根據本發明實施例的音圈電機包括:定子，所述定子包括多個磁鐵組件，每個所述磁鐵組件包括兩個磁軛和設在兩個所述磁軛之間的永磁體，其中相鄰兩個所述磁鐵組件共用一個所述磁軛，相鄰兩個所述磁鐵組件的處於對等位置的永磁體的磁極方向相反；和多個動子，多個所述動子一一對應地設在多個所述磁鐵組件內。
[0006]根據本發明實施例的音圈電機通過使相鄰兩個所述磁鐵組件共用一個所述磁軛且將多個所述動子一一對應地設在多個所述磁鐵組件內，從而可以使多個所述磁鐵組件所產生的間隙磁場相互獨立，進而可以使多個所述動子可以被獨立地驅動(每個所述動子的線圈繞組可獨立通電流產生洛倫茲力，所以每個所述動子可以獨立驅動)。由於一個所述動子可以獨立地驅動一個執行機構，因此根據本發明實施例的音圈電機可以驅動多個執行機構。
[0007]當用於驅動多個執行機構時，與現有的單定子單動子音圈電機相比，根據本發明實施例的音圈電機具有成本低、結構緊湊、易於排布、易於安裝拆卸等優點。
[0008]另外，根據本發明上述實施例的音圈電機還可以具有如下附加的技術特徵:
[0009]根據本發明的一個實施例，每個所述磁鐵組件包括多個所述永磁體，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體設在兩個所述磁軛中的一個上。由此可以使所述音圈電機的結構更加簡單、合理，而且可以使所述音圈電機更加容易製造。
[0010]根據本發明的一個實施例，每個所述磁鐵組件包括兩個所述永磁體。由此可以在確保每個所述磁鐵組件產生的間隙磁場的磁場強度的情況下，簡化所述音圈電機的結構，降低所述音圈電機的製造成本。
[0011]根據本發明的一個實施例，每個所述磁鐵組件包括多個所述永磁體，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的一部分設在兩個所述磁軛中的一個上，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的其餘部分設在兩個所述磁軛中的另一個上。由此可以使所述音圈電機的結構更加簡單、合理，而且可以使每個所述磁鐵組件產生的間隙磁場的磁場強度更大。
[0012]根據本發明的一個實施例，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的所述一部分的數量等於每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的所述其餘部分的數量。
[0013]根據本發明的一個實施例，每個所述磁鐵組件包括四個所述永磁體。由此可以在確保每個所述磁鐵組件產生的間隙磁場的磁場強度的情況下，簡化所述音圈電機的結構，降低所述音圈電機的製造成本。
[0014]根據本發明的一個實施例,所述永磁體為釹鐵硼永磁體。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述磁軛由坡莫合金製成。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述定子上設有多個光柵尺，多個所述光柵尺與多個所述動子一一對應。通過在所述定子上設置多個所述光柵尺，從而可以利用多個所述光柵尺檢測出多個所述動子的運動位置和運動速度。
[0017]根據本發明的一個實施例，所述音圈電機為矩形音圈電機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是根據本發明的一個實施例的音圈電機的剖視圖；
[0019]圖2是根據本發明的另一個實施例的音圈電機的剖視圖；
[0020]圖3是根據本發明實施例的音圈電機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0022]下面參考圖1-圖3描述根據本發明實施例的音圈電機I。如圖1-圖3所示，根據本發明實施例的音圈電機I包括定子10和多個動子20。
[0023]定子10包括多個磁鐵組件101，每個磁鐵組件101包括兩個磁軛1011和設在兩個磁軛1011之間的永磁體1012以便形成封閉的磁場迴路。其中，相鄰兩個磁鐵組件101共用一個磁軛1011。換言之，該磁軛1011即屬於相鄰兩個磁鐵組件101中的一個，又屬於相鄰兩個磁鐵組件101中的另一個。相鄰兩個磁鐵組件101的處於對等位置的永磁體1012的磁極方向相反，以便使相鄰兩個磁鐵組件101的穿過共用的磁軛1011的磁力線的方向相同。
[0024]多個動子20——對應地設在多個磁鐵組件101內。也就是說，動子20的數量可以等於磁鐵組件101的數量，且一個動子20可以設在一個磁鐵組件101內。
[0025]根據本發明實施例的音圈電機I通過使相鄰兩個磁鐵組件101共用一個磁軛1011且將多個動子20 —一對應地設在多個磁鐵組件101內，從而可以使多個磁鐵組件101所產生的間隙磁場相互獨立，進而可以使多個動子20可以被獨立地驅動(每個動子20的線圈繞組可獨立通電流產生洛倫茲力，所以每個動子20可以獨立驅動)。由於一個動子20可以獨立地驅動一個執行機構，因此根據本發明實施例的音圈電機I可以驅動多個執行機構。
[0026]當用於驅動多個執行機構時，與現有的單定子單動子音圈電機相比，根據本發明實施例的音圈電機I具有成本低、結構緊湊、易於排布、易於安裝拆卸等優點。
[0027]根據本發明實施例的音圈電機I可以廣泛地應用於自動化設備、精密儀器和醫療設備中。特別是在某些特定的應用場合，例如對於醫用多葉準直器，根據本發明實施例的音圈電機I可以驅動醫用多葉準直器的多個葉片。
[0028]具體地，音圈電機I可以是矩形音圈電機I。也就是說，音圈電機I可以是單定子多動子矩形音圈電機I。動子20可以可移動地設在磁鐵組件101的兩個磁軛1011之間。
[0029]如圖1所示，在本發明的一些實施例中，每個磁鐵組件101可以包括多個永磁體1012，每個磁鐵組件101的多個永磁體1012可以設在兩個磁軛1011中的一個上。由此可以使音圈電機I的結構更加簡單、合理，而且可以使音圈電機I更加容易製造。
[0030]有利地，如圖1所示，每個磁鐵組件101的多個永磁體1012可以設在處於對等位置的磁軛1011上。具體而言，音圈電機I的多個磁鐵組件101的磁軛1011可以沿左右方向間隔開地設置，第一個磁鐵組件101的多個永磁體1012設在第一個磁鐵組件101的位於左側的磁軛1011上，與第一個磁鐵組件101相鄰的第二個磁鐵組件101的多個永磁體1012設在第二個磁鐵組件101的位於左側的磁軛1011上。其中，左右方向如圖1和圖2中的箭頭A所示。
[0031]如圖1所示，在本發明的一個具體示例中，每個磁鐵組件101可以包括兩個永磁體1012。換言之，每個磁鐵組件101的一個磁軛1011上可以設有兩個永磁體1012。由此可以在確保每個磁鐵組件101產生的間隙磁場的磁場強度的情況下，簡化音圈電機I的結構，降低音圈電機I的製造成本。
[0032]具體而言，圖1示出的音圈電機I包括三個並列排布的磁鐵組件101-1、101-2、101-3。相鄰磁鐵組件101-1和101-2共用相鄰磁軛1011-2，相鄰磁鐵組件101-2和101-3共用相鄰磁軛1011-3。相鄰磁鐵組件101-1和101-2中對等位置的永磁體1012-1與永磁體1012-3的磁極方向相反且永磁體1012-2和永磁體1012-4的磁極方向相反。相鄰磁鐵組件101-2和101-3中對等位置的永磁體1012-3與永磁體1012-5的磁極方向相反且永磁體1012-4和永磁體1012-6的磁極方向相反。
[0033]圖1示出的音圈電機I包括三個動子20-1、20-2、20-3。三個動子20_1、20-2、20_3分別位於三個磁鐵組件101-1、101-2、101-3的間隙磁場中。每個動子20的線圈繞組可獨立通電流產生洛倫茲力，所以每個動子20可以獨立驅動。
[0034]在本發明的一些示例中，如圖2所示，每個磁鐵組件101可以包括多個永磁體1012，每個磁鐵組件101的多個永磁體1012中的一部分可以設在兩個磁軛1011中的一個上,每個磁鐵組件101的多個永磁體1012中的其餘部分可以設在兩個磁軛1011中的另一個上。換言之，每個磁鐵組件101的每個磁軛1011上都可以設有永磁體1012。由此可以使音圈電機I的結構更加簡單、合理，而且可以使每個磁鐵組件101產生的間隙磁場的磁場強度更大。
[0035]如圖2所示，有利地，每個磁鐵組件101的多個永磁體1012中的所述一部分的數量可以等於每個磁鐵組件101的多個永磁體1012中的所述其餘部分的數量。也就是說，每個磁鐵組件101的兩個磁軛1011上可以設置數量相等的永磁體1012。
[0036]在本發明的另一個具體示例中，如圖2所示，每個磁鐵組件101可以包括四個永磁體1012。由此可以在確保每個磁鐵組件101產生的間隙磁場的磁場強度的情況下，簡化音圈電機I的結構，降低音圈電機I的製造成本。
[0037]具體而言，圖2示出的音圈電機I包括三個動子20-1、20-2、20-3和三個並列排布的磁鐵組件101-1、101-2、101-3。三個動子20-1、20-2、20-3分別位於三個磁鐵組件101-1、101-2,101-3的間隙磁場中。每個動子20的線圈繞組可獨立通電流產生洛倫茲力，所以每個動子20可以獨立驅動。相鄰磁鐵組件101-1和101-2共用相鄰磁軛1011-2，相鄰磁鐵組件101-2和101-3共用相鄰磁軛1011-3。
[0038]相鄰磁鐵組件101-1和101-2中對等位置的永磁體1012-1與永磁體1012-5的磁極方向相反、永磁體1012-2和永磁體1012-6的磁極方向相反、永磁體1012-3和永磁體1012-7的磁極方向相反、永磁體1012-4和永磁體1012-8的磁極方向相反。
[0039]相鄰磁鐵組件101-2和101-3中對等位置的永磁體1012-5與永磁體1012-9的磁極方向相反、永磁體1012-6和永磁體1012-10的磁極方向相反、永磁體1012-7和永磁體1012-11的磁極方向相反、永磁體1012-8和永磁體1012-12的磁極方向相反。
[0040]具體地，如圖2所示，每個磁鐵組件101的一個磁軛1011上設有兩個永磁體1012且另一個磁軛1011上也設有兩個永磁體1012。
[0041]永磁體1012可以是釹鐵硼永磁體1012。磁軛1011可以由坡莫合金製成。
[0042]在本發明的一個示例中，定子10上可以設有多個光柵尺，多個所述光柵尺與多個動子20 —一對應。換言之，所述光柵尺的數量可以等於動子20的數量，且一個所述光柵尺可以與一個動子20對應以便檢測該動子20的運動位置和運動速度。通過在定子10上設置多個所述光柵尺，從而可以利用多個所述光柵尺檢測出多個動子20的運動位置和運動速度。
[0043]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時
針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0044]此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0045]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0046]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
[0047]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0048]儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種音圈電機，其特徵在於，包括: 定子，所述定子包括多個磁鐵組件，每個所述磁鐵組件包括兩個磁軛和設在兩個所述磁軛之間的永磁體，其中相鄰兩個所述磁鐵組件共用一個所述磁軛，相鄰兩個所述磁鐵組件的處於對等位置的永磁體的磁極方向相反；和 多個動子，多個所述動子一一對應地設在多個所述磁鐵組件內。
2.根據權利要求1所述的音圈電機，其特徵在於，每個所述磁鐵組件包括多個所述永磁體，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體設在兩個所述磁軛中的一個上。
3.根據權利要求2所述的音圈電機，其特徵在於，每個所述磁鐵組件包括兩個所述永磁體。
4.根據權利要求1所述的音圈電機，其特徵在於，每個所述磁鐵組件包括多個所述永磁體，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的一部分設在兩個所述磁軛中的一個上，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的其餘部分設在兩個所述磁軛中的另一個上。
5.根據權利要求4所述的音圈電機，其特徵在於，每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的所述一部分的數量等於每個所述磁鐵組件的多個所述永磁體中的所述其餘部分的數量。
6.根據權利要求4或5所述的音圈電機，其特徵在於，每個所述磁鐵組件包括四個所述永磁體。
7.根據權利要求1所述的音圈電機，其特徵在於，所述永磁體為釹鐵硼永磁體。
8.根據權利要求1所述的音圈電機，其特徵在於，所述磁軛由坡莫合金製成。
9.根據權利要求1所述的音圈電機，其特徵在於，所述定子上設有多個光柵尺，多個所述光柵尺與多個所述動子一一對應。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的音圈電機，其特徵在於，所述音圈電機為矩形音圈電機。
【文檔編號】H02K33/18GK103731002SQ201410027740
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】葉佩青, 李方, 張輝 申請人:清華大學