专利名称：致动器、电气装置及电动剪切装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可产生往复运动的致动器，尤其适用于剪发器、剃须刀等电动剪切装置以及震动器、给料机、研磨机等其他电气装置。
背景技术：
现有技术中一种振动型致动器包括具有电磁体的定子组件及具有永磁体的振荡器。其中，电磁体包括E形定子，其具有一个中心凸极和一对侧凸极，线圈缠绕于中心凸极， 在电流激励下中心凸极和侧凸极各自上端处的极端磁化为相反的极性；振荡器具有水平细长的基座，永磁体曝露在基座的底部靠近电磁体的上端，由固定在基座下端的磁轭所支持。 通过施加一个交流电流，电磁体产生一个交变磁场，该磁场与永磁体相互作用，使振荡器沿线性路径往复运动。本发明旨在提供一种新型的振动型致动器。
发明内容
本发明实施例的一方面提供一种致动器，包括定子、可相对于定子运动的振荡器、 弹性地支撑所述振荡器的弹性装置、设于定子和振荡器其中之一的电磁体、设于定子和振荡器其中之另一的软磁体；其中所述致动器被配置为使所述电磁体在通电时形成至少两个磁极，所述软磁体相应形成至少两个凸极，所述振荡器在所述弹性装置的弹性力以及电磁体与软磁体间的磁场力的作用下做往复运动。较佳的，所述电磁体和软磁体具有至少两对相对的凸极。较佳的，所述电磁体的相邻磁极间的距离为磁极宽度的1. 0至1. 5倍。较佳的，所述弹性装置为自然状态时所述电磁体的磁极的位置与所述软磁体的相应磁极的位置错开0. 5至1. 2个极宽。可选的，所述电磁体具有2、3、4或5个凸极。可选的，所述致动器包括至少两个平行设置的振荡器，且相邻振荡器的往复运动方向相反。可选的，所述弹性装置被配置为使振荡器做弧形往复运动。可选的，所述电磁体和软磁体具有至少两对相对的凸极，所述电磁体的各凸极的极面和软磁体的各凸极的极面位于两个同心的弧面中，以在所述弧形往复运动中使电磁体的凸极与软磁体的凸极间的气隙保持均勻。本发明实施例的另一方面提供一种电动剪切装置，包括控制电路、由所述控制电路驱动的致动器、至少两个可形成剪切作用的刀头、及容纳所述控制电路和致动器于其内的外壳；其中所述致动器包括相对于所述外壳固定的定子、至少一个可相对于定子运动的振荡器、弹性地支撑所述振荡器的弹性装置、设于定子和振荡器其中之一的电磁体、设于定子和振荡器其中之另一的软磁体；其中所述致动器被配置为所述电磁体在通电时形成至少两个磁极，所述软磁体相应形成至少两个凸极；至少一个振荡器具有输出轴用于带动至少一个刀头在所述弹性装置的弹性力以及电磁体与软磁体间的磁场力的作用下做往复运动。可选的，所述致动器包括两个具有输出轴的振荡器，所述两个输出轴分别带动两个刀头做方向相反的直线或弧形往复运动。本发明实施例的再一方面提供一种电气装置，具有上述的致动器。可选的，所述电气装置为剃须刀、剪发器、震动器、给料机、研磨机、泵、食品加工机、玩具其中之一。本发明实施例采用磁阻电机原理，可显著提高电机使用寿命和运行效率；无转轴摩擦部件，因此噪声低、寿命长；由于省去了永磁铁元件，且弹簧结构简单，从而能够节省材料，降低产品重量和成本。为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图IA和图IB示出本发明一个实施例的致动器；图2A和图2B示出本发明实施例的致动器中电磁体的两种可选供电电压；图3示出本发明另一实施例的致动器；图4示出本发明第三实施例的致动器；图5示出本发明第四实施例的致动器的弹性装置和振荡器；图6示出本发明第五实施例的致动器的弹性装置和振荡器；图7A至7C示出本发明其他几个可选实施例的致动器；图8A和图8B示出本发明实施例的致动器中电磁体的另外两种可选的供电电压；图9示出本发明一个实施例的电动剪切装置。
具体实施例方式下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。参阅图IA和图1B，本发明一实施例的致动器100包括定子110、可相对于定子做直线往复运动的振荡器130、连接于振荡器130与支撑体102之间的弹性装置。其中，定子 110可以由支撑体102固定支撑，定子110中设有包括由铁心及线圈116的电磁体，铁心可由软磁材料制成，具有中心凸极112和一对侧凸极113、114及连接三个凸极的轭部115，各凸极的极面可以是平面或弧面。线圈116缠绕于中心凸极112，线圈116通电后可在中心凸极112和侧凸极113、114的上端部产生极性相反的磁极。较佳的，电磁体的相邻磁极间的距离为磁极宽度的1. 0至1. 5倍。振荡器130包括输出轴131和软磁体，软磁体可由硅钢等软磁材料制成，包括三个凸极132 134分别与定子110的三个凸极112 114相对应。 弹性装置包括两个分别设置于振荡器130两侧的弹簧151、152，弹簧151、152包括自由端 151b、15 和固定端151a、152b分别固定于振荡器130和支撑体102。在图IA所示的初始状态(即致动器未被供电的状态)下，弹簧151、152处于自然状态，电磁体的三个凸极的位置与软磁体的相应凸极的位置相互错开，较佳的错开0. 5-1. 2个极宽，以保证振荡器130可受电磁体吸引而移动。本实施例的致动器的工作原理为定子110中电磁体的线圈116通电后在铁心中产生磁通，并在三个凸极112 114的上端部形成磁极，振荡器130中的软磁体在三个凸极 132 134相应形成磁通，从而使振荡器130受到磁场力的吸引并克服弹簧151、152的轴向变形力而向左移动至图IB所示的位置；电磁体的线圈116断电后，电磁体的磁场消失，振荡器在弹簧151、152的轴向回复力的作用下向右运动直至弹簧恢复自然状态，即回到图IA所示的位置。由此，当向电磁体提供如图2A或图2B所示的电压时，振荡器130可以实现在图 IA和图IB所示的两个位置之间不断做直线往复运动。本发明实施例采用磁阻电机原理，可显著提高电机使用寿命和运行效率；无转轴摩擦部件，因此噪声低、寿命长；由于省去了永磁铁元件，且弹簧结构简单，从而能够节省材料，降低产品重量和成本。图3示出本发明另一实施例的致动器200，致动器200与致动器100的区别在于， 致动器200包括两个平行交错设置的振荡器130a、130b，电磁体通电后，在电磁体的磁场作用下，振荡器130a向左运动而振荡器130b向右运动，电磁体断电后，在各自的两个水平设置于振荡器两侧的弹簧(图中未示出)的作用下，振荡器130a向右运动而振荡器130b向左运动；即两振荡器130a、130b做方向相反的直线往复运动方向，从而可以平衡动量，降低震动噪声。图4示出本发明第三实施例的致动器300，与致动器200相似，致动器300也包括两个平行交错设置的振荡器130a、130b，区别之处在于，致动器300中，弹性装置包括摆动卷簧153、IM分别用于弹性地支撑振荡器130a、130b，摆动卷簧的固定端固定于支撑件(图中未示出)，定子110的电磁体通电后，在电磁体的磁场作用下，振荡器130a、130b分别克服卷簧153、154的变形力向左、向右弧形运动，电磁体断电后，在卷簧153、154的回复力的作用下，振荡器130a、130b分别向右、向左弧形运动。此外，本实施例中，可使定子110三个凸极的极面与振荡器130a(或130b)三个凸极的极面位于两个同心的弧面中，这样的配置可以在振荡器130a (或130b)的弧形往复运动过程中，使振荡器130a (或130b)的磁极与定子110的磁极间的气隙保持均勻。如图5所示，在本发明的第四实施例中，致动器也可只设有一个振荡器130进行弧形往复运动。其中，弹性装置为一摆动卷簧153，其具有径向延伸的螺旋部153c可沿弧形往复运动的轨迹摆动，摆动卷簧153的固定端153a固定于支撑体(图中未示出)并设于弧形往复运动的运动轨迹的一个中心轴线位置上，自由端15 固定于振荡器130。较佳的，摆动卷簧153的固定端153a可在振荡器130弧形运动轨迹的一中心线位置被固定于支撑件(图中未示出)。可以理解的，在更多实施例中，致动器中还可以设有三个平行放置的振荡器，其中两侧的振荡器与中间的振荡器的直线或弧形往复运动方向相反，以消除扭矩上的不平衡震动。可以理解的，在更多实施例中，弹性装置的实现也可采用其他方式。例如在第五实施例中，也可如图6所示，在振荡器130两侧分别设置片簧155、156，片簧155、156的自由端155b、156b固定于振荡器130，固定端155a、15^固定于支撑体(图中未示出)并设于振荡器130的直线往复运动的运动轨迹的一个中心线位置157上。再例如，也可以使支撑体102可移动地支撑振荡器130，而只在振荡器130其中一侧设置一个片簧155 (或156)或弹簧 151(或 152)。可以理解的，在更多实施例中，电磁体的凸极数并不限于上述实施例中所述的3 个，还可以是如图7A至7C所示的2个、4个或5个等。可以理解的，在更多实施例中，提供给电磁体的电压信号不仅限于图2A或2B所示的电压，例如还可以是如图8A或8B所示的电压信号，或者还可以是与图2A或图2B的电压反相的电压。本发明实施例所提供的致动器可用于剃须刀、理发器等电动剪切装置、或震动器、 给料机、研磨机、泵、食品加工机、电动玩具等电气装置，用于驱动刀头等被驱动件做直线或弧形往复运动。图9示出一个电动剪切装置900的实施例，其包括外壳912、电源接口 914用于接外接电源、控制电路916、致动器918、以及两个刀头920、922 ；其中，致动器920可以选用前面实施例所述的致动器，其定子相对外壳912固定。当电源接口 914接通电源时，控制电路 916可从电源接口 914获取电源，输出一定频率、幅值和占空比的电压；较佳的，电压的频率可以为100 250赫兹可调，占空比可为20 %至50 %可调。驱动致动器918使其输出轴9 输出图示方向的直线或弧形往复运动；本实施例中，驱动器918包括一个具有输出轴拟4的振荡器，输出轴拟4带动刀头920做左右方向的直线或弧形往复运动，刀头922则相对外壳 912固定，由此两刀头920、922可相互形成剪切作用将两者之间的毛发剪断。较佳的，电动剪切装置900还可以包括充电电池拟6与控制电路916电连接，由从电源接口 914输入的外接电源充电，以使电动剪切装置900在断开外接电源后仍可继续工作一段时间。本实施例的电动剪切装置可以实现高速剪切，效率较高。可以理解的，在电动剪切装置的更多实施例中，致动器918也可包括两个各自具有输出轴的振荡器，两输出轴带动两刀头920、922做方向相反的直线或弧形往复运动，从而使两刀头920、922相互形成剪切作用。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，在更多实施例中，弹性装置也可连接于振荡器和定子之间；软磁体凸极及凹槽部分也可为其它形状；此外，也可将电磁体设于振荡器而将软磁体设于定子，同样可以实现本发明的目的。
权利要求
1.一种致动器，包括定子、可相对于定子运动的振荡器、弹性地支撑所述振荡器的弹性装置、设于定子和振荡器其中之一的电磁体、设于定子和振荡器其中之另一的软磁体；其中所述致动器被配置为使所述电磁体在通电时形成至少两个磁极，所述软磁体相应形成至少两个凸极，所述振荡器在所述弹性装置的弹性力以及电磁体与软磁体间的磁场力的作用下做往复运动。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电磁体和软磁体具有至少两对相对的凸极。
3.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电磁体的相邻磁极间的距离为磁极宽度的1.0至1.5倍。
4.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述弹性装置为自然状态时所述电磁体的磁极的位置与所述软磁体的相应磁极的位置错开0. 5至1. 2个极宽。
5.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电磁体具有2、3、4或5个凸极。
6.如权利要求1至5任一项所述的致动器，其特征在于，所述弹性装置被配置为使振荡器做弧形往复运动。
7.如权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述电磁体和软磁体具有至少两对相对的凸极，所述电磁体的各凸极的极面和软磁体的各凸极的极面位于两个同心的弧面中，以在所述弧形往复运动中使电磁体的凸极与软磁体的凸极间的气隙保持均勻。
8.如权利要求1至5任一项所述的致动器，其特征在于，所述致动器包括至少两个平行设置的振荡器，且相邻振荡器的往复运动方向相反。
9.一种电动剪切装置，包括控制电路、由所述控制电路驱动的致动器、至少两个可形成剪切作用的刀头、及容纳所述控制电路和致动器于其内的外壳；其中所述致动器包括相对于所述外壳固定的定子、至少一个可相对于定子运动的振荡器、 弹性地支撑所述振荡器的弹性装置、设于定子和振荡器其中之一的电磁体、设于定子和振荡器其中之另一的软磁体；其中所述致动器被配置为所述电磁体在通电时形成至少两个磁极，所述软磁体相应形成至少两个凸极；至少一个振荡器具有输出轴用于带动至少一个刀头在所述弹性装置的弹性力以及电磁体与软磁体间的磁场力的作用下做往复运动。
10.如权利要求9所述的电动剪切装置，其特征在于，所述致动器包括两个具有输出轴的振荡器，所述两个输出轴分别带动两个刀头做方向相反的直线或弧形往复运动。
11.如权利要求9所述的电动剪切装置，其特征在于，所述致动器具有如权利要求2至 7任一项所述致动器的特征。
12.一种电气装置，具有如权利要求1至8任一项所述的致动器。
13.如权利要求11所述的电气装置，其特征在于，所述电气装置为剃须刀、剪发器、震动器、给料机、研磨机、泵、食品加工机、玩具其中之一。
全文摘要
本发明实施例公开致动器、电气装置及电动剪切装置，所述致动器包括定子、可相对于定子运动的振荡器、弹性地支撑所述振荡器的弹性装置、设于定子和振荡器其中之一的电磁体、设于定子和振荡器其中之另一的软磁体；其中所述致动器被配置为使所述电磁体在通电时形成至少两个磁极，所述软磁体相应形成至少两个凸极，所述振荡器在所述弹性装置的弹性力以及电磁体与软磁体间的磁场力的作用下做往复运动。本发明实施例具有重量轻、成本低、噪声低、效率高、寿命长等优点。
文档编号B26B19/02GK102447371SQ20101051241
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者刘立生, 干金云, 张国际, 李越 申请人:德昌电机(深圳)有限公司