一种电磁式冲击结构的制作方法

1.本发明涉及震动冲击装置技术领域，尤其是一种电磁式冲击结构。


背景技术：

2.在通电的绕线管中间放入一磁芯，然后交替性周期改变绕线管的直流电正负极，可以使绕线管内的磁芯在线圈内往复的移动，磁芯移动至绕线管的末端后再反向改变移动方向的过程中产生冲击震动。这种冲击震动的结构相对于通过连杆结构来将电机旋转的转换为往复震动的结构来说，没有中间的运动转换结构，也就减少了动能的损耗，提高能源的利用率。并且由于结构简单制造方便、体积小等特点，经常被用于冲击震动式的按摩器的动力装置。
3.但是这种结构在使用过程中依然存在着一些问题，例如在使用时磁芯容易在绕线管的周向晃动，使用者能够明显听到磁芯移动时所发出的碰撞声，特别是在安静的环境中使用时这种碰撞声尤为突出，影响使用者的使用体验。
4.另外，在磁芯晃动与绕线管的周向碰撞时，对磁芯移动时的动能也有损耗，会降低磁芯的移动速度，导致磁芯到达绕线管末端时冲击力减小。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
6.一种电磁式冲击结构，包括绕线管、线圈以及磁芯，线圈缠绕在绕线管长度方向的中部，磁芯穿设于绕线管中，在绕线管的轴向所述磁芯的两端磁极相同，所述绕线管通电后两端的磁极相反；或，
7.在绕线管的轴向所述磁芯两端的磁极相反，所述绕线管通电后两端的磁极相同；
8.其中，在绕线管的长度方向上，所述绕线管的内管截面为至少三条边所组成的多边形；且，
9.所述多边形的所有内角角度相同；
10.其中，在绕线管的长度方向上，所述磁芯的截面为圆形；且，
11.所述圆形的直径等于所述绕线管的内管截面处多边形的准内切圆直径；
12.其中，d1＝d-d2，d为多边形的内切圆直径，d2为配合公差；
13.所述绕线管的两端还设置有反推组件，所述反推组件具有磁性；且，所述反推组件靠近所述磁芯的一端与相互靠近的磁芯部位的磁极相反。
14.进一步地，所述绕线管的内管截面为六边形。
15.进一步地，所述绕线管的内管的多边形内角处还设置有扰流齿，所述扰流齿在所述绕线管的长度方向两侧具有两个相对设置的扰流面，所述扰流面具有远离所述绕线管内角一侧的端部，所述扰流面的端部相互倾斜靠近；且，
16.所述扰流面的端部与多边形截面的内管内切面圆之间具有过流间隙；
17.其中，多个所述扰流齿沿所述绕线管的长度方向布置；
18.其中，绕线管内管的内角处均设置有扰流齿；
19.其中，所述绕线管内管的两端均设置有气流密封件。
20.进一步地，所述扰流面的端部为圆弧形；且，
21.所述圆弧形的中心与内管的多边形截面中心重合。
22.进一步地，所述扰流齿设置在插接杆上，所述绕线管的内管的多边形内角处开设有插接槽，所述插接杆与所述插接槽插接固定；
23.所述扰流齿靠近所述绕线管的内管面的一侧具有与内管面相接触的贴合面。
24.进一步地，所述磁芯两端面的侧边开设有倾斜的导流面。
25.进一步地，所述反推组件为反推线圈，所述反推线圈缠绕在所述绕线圈的两端。
26.进一步地，所述磁芯包括同心设置的第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁之间采用绝缘连接件进行连接；且，第一磁铁和第二磁铁的磁极方向相反；
27.所述线圈为单向缠绕的第一线圈；
28.其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁端面间最大距离大于或小于第一线圈两端之间最大的距离。
29.进一步地，所述磁芯为第三磁铁；
30.所述线圈为缠绕方向相反的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈沿绕线管的长度方向设置；
31.其中，第三磁铁的长度大于或小于第二线圈和第三线圈的最远的两个末端之间的距离。
32.本发明的有益效果体现在：
33.本发明所提供的一种电磁式冲击结构，通过具有多边形截面内管的绕线管与圆形的磁芯之间相接触，磁芯柱面与平面之间的接触为线接触的方式，在多个平面与磁芯的柱面接触时限制了磁芯在移动过程中的移动方向，使磁芯保持在绕线管内管的中心，避免磁芯在移动过程中的晃动并降低噪音，同时减小了在磁芯移动时的摩擦力，提高能源和动能之间的转化效率。
附图说明
34.图1为本发明所提供的电磁式冲击结构的一种线圈缠绕示意图；
35.图2为本发明所提供的电磁式冲击结构的另一种线圈缠绕示意图；
36.图3为图1的剖面结构示意图；
37.图4为图3的正视图；
38.图5为图4中a处细节放大示意图；
39.图6为图2的剖面结构示意图；
40.图7为图6的正视图；
41.图8为磁芯与绕线管所接触的截面示意图；
42.图9为扰流齿的设置位置示意图；
43.图10为图9中b处细节放大示意图；
44.图11为一种插接杆与插接槽的安装示意图；
45.图12为另一种插接杆与插接槽的安装示意图；
46.图13为图11中插接杆的插接示意图；
47.图14为插接杆与扰流齿的连接示意图；
48.图15为图14中插接杆的长度方向视图。
49.附图标记：
50.绕线管10、内管11、气流密封件12、插接槽13、反推组件14；
51.线圈20、第一线圈21、第二线圈22、第三线圈23；
52.磁芯30、导流面31、第一磁铁32、第二磁铁33、第三磁铁34、绝缘连接件35；
53.扰流齿40、扰流面41、过流间隙l、插接杆42、贴合面43。
具体实施方式
54.下面结合附图及本发明的实施例对本发明作进一步详细的说明。
55.参阅图1-图15，本发明提供一种电磁式冲击结构，包括绕线管10、线圈20以及磁芯30，线圈20缠绕在绕线管10长度方向的中部，磁芯30穿设于绕线管10中，在绕线管10的轴向所述磁芯30的两端磁极相同，所述绕线管10通电后两端的磁极相反(如图4所示)；或，在绕线管10的轴向所述磁芯30两端的磁极相反，所述绕线管10通电后两端的磁极相同(如图7所示)；
56.其中，在绕线管10的长度方向上，所述绕线管10的内管11截面为至少三条边所组成的多边形；且，所述多边形的所有内角角度相同；
57.其中，在绕线管10的长度方向上，所述磁芯30的截面为圆形；且，所述圆形的直径等于所述绕线管10的内管11截面处多边形的准内切圆直径；
58.其中，d1＝d-d2，d为多边形的内切圆直径，d2为配合公差，0《d2≤3mm。
59.现有的电磁式冲击结构的绕线管内管截面都是做成圆形的，同样是圆形的磁芯放置在圆形的绕线管内管中，方便磁芯在内管中滑动，而这种圆形与圆形之间配合的结构弊端在于，若是圆形磁芯的截面直径等于圆形的绕线管內管的截面直径，则在滑动时绕线管与磁芯30之间的接触面较大，这样固然可以保证在移动的过程中磁芯的晃动减少，但是磁芯与绕线管之间的摩擦力确是呈倍数增大，导致冲击结构的动动能被消耗，转化到按摩冲击力的力度也被减小。另外由于冲击结构被安装在按摩装置上时冲击结构大多是被密封在按摩装置的壳体的内部的，磁芯在按摩装置中移动时若是磁芯的截面直径等于绕线管内管的直径，则磁芯在绕线管中起到类似于活塞的作用，在磁芯到绕线管的端部移动时，绕线管两端的气流被压缩产生阻力，同样对冲击结构的动能产生消耗。
60.所以在现有的产品中，冲击结构的磁芯截面直径设置为小于绕线管内管的截面直径，减小磁芯与绕线管之间的接触面积，并留出磁芯移动时气流的通过间隙。但是这种方式同样存在着弊端，因为留有间隙，磁芯因为自身重力的原因，运动过程中就会贴近地表侧，从而产生磁芯不居中的问题，磁芯在线圈中不居中，就会影响其电磁场的作用，在行进方向有一个偏离的侧拉力，从而影响其运动速度，还会导致磁芯在绕线管内管中晃动，最终表现就是冲击的惯量变小。
61.在本实施例所提供的技术方案中，绕线管10的内管11截面为至少三条边所组成的多边形，相较于圆形截面的绕线管10内管11，绕线管10的内管11表面由圆柱面变成了至少三个两两相接的平面，相接平面之间的夹角还相同，且，这至少三个平面的所有接触边是相
互平行的。
62.而设置在绕线管10内管11之中的磁芯30的圆形截面的直径等于绕线管10内管11的内切圆柱的直径，在磁芯30插入绕线管10内管11中时，磁芯30的表面与绕线管10内管11中所有的平面之间都有接触，并且还是圆柱面与平面之间的线接触，至少三个相接的面，限制了磁芯30在绕线管10内管11周向的自由度，使磁芯30只能在绕线管10的长度方向进行移动。而磁芯30与绕线管10内管11面之间的接触范围也被减小，相应的绕线磁芯30移动时磁芯30表面与绕线管10内管11表面之间的摩擦力减小，减少了磁芯30在移动时的动能消耗，让更多的动能转换为冲击力。同时减少了磁芯30在重力方向的位移，让磁场的作用达到最大的平衡，降低自身的阻力，提高能源的转化效率。
63.多边形截面的内管11与圆形磁芯30之间的接触，圆形磁芯30并不能占满内管11的所有范围，内管11的几个平面交角处还具有空隙，在磁铁移动时端面的空气被磁芯30挤压后会从交角处的空隙中被挤压到绕线管10另外一端，不会对空气进行压缩，也不会产生对磁芯30移动时的阻力。
64.在电磁式冲击结构工作时，对缠绕在绕线管10内部的线圈20通入直流电，利用磁铁的同极相斥异极相吸原理，使磁芯30从绕线管10的一端移动至绕线管10的另一端，磁芯30与绕线管10末端冲撞时的力即为冲击结构的冲击力，然后再改变线圈20的通电方向，即改变线圈20的磁极，使磁芯30向绕线筒的初始端移动，再次产生冲击。
65.磁芯30的磁极以及线圈20通电后的磁极始终处于一者两端磁极相同另者两端磁极相反的磁极分布状态，使在线圈20通电后出现线圈20的一端与磁芯30的一端相吸，而线圈20的另一端与磁芯30的另一端相斥的情况，同时对磁芯30施加作用力，明确磁芯30的移动方向，并在切换通电方向时使磁芯30快速移动。
66.需要说明的是，线圈20通电状态的切换可采用控制器来进行，而控制器为现有的技术，故在本发明中不再赘述。
67.所述绕线管10的两端还设置有反推组件14，所述反推组件14具有磁性；且，所述反推组件14靠近所述磁芯30的一端与相互靠近的磁芯30部位的磁极相反。
68.反推组件14采用磁场同性相斥的方式进行反推，磁芯30和反推组件14之间不接触，可以避免实体之间冲撞时所产生的噪音，以及长时间的实体冲撞使磁芯30和反推组件14损坏。在磁芯30反推组件14之间冲撞后，改变线圈20通电的方向使磁芯30朝反方向移动时，反推组件14也能为磁芯30提供推动力，增大磁芯30反向移动的初始力。
69.参照图8，进一步地，所述绕线管10的内管11截面为六边形。六边形的内角相同，该六边形为正六边形，绕线管10内管11的表面有六个平面与磁芯30相接触。即磁芯30的外表面与绕线管10之间共有六个等角度阵列的线接触位置，在装有本发明所提供的电磁式冲击结构的按摩装置承任意的偏斜角度摆放时，始终有至少两个线接触点和保持磁芯30与绕线管10之间的接触，绕线管10的两个轨道(绕线管10内表面上与磁芯30线接触的位置)对磁芯30进行重力方向的支撑，可以保持磁芯30移动的稳定性，另外也避免单个轨道长时间的对磁芯30进行支撑，对单个轨道的位置产生长时间的磨损。
70.参照图3-图7，进一步地，所述绕线管10的内管11的多边形内角处还设置有扰流齿40，所述扰流齿40在所述绕线管10的长度方向两侧具有两个相对设置的扰流面41，所述扰流面41具有远离所述绕线管10内角一侧的端部，所述扰流面41的端部相互倾斜靠近；且，所
述扰流面41的端部与多边形截面的内管11内切面圆之间具有过流间隙l；
71.其中，多个所述扰流齿40沿所述绕线管10的长度方向布置；
72.其中，绕线管10内管11的内角处均设置有扰流齿40；
73.其中，所述绕线管10内管11的两端均设置有气流密封件12。
74.绕线管10内管11与磁芯30之间采用几个线接触位置来降低摩擦力的方式，降低了大部分接触摩擦，但是还是存在磁芯30与管内管11之间线接触的摩擦力。
75.磁铁在达到稳定状态时可以在线圈20所形成的磁场中心悬浮，但是在冲击结构的使用场景中，按摩装置在空间中的位置是不固定的，冲击结构也会随着按摩装置移动移动，使得磁芯30在重力的作用下向绕线管10的侧壁方向偏移，造成磁芯30不能在绕线管10中悬浮，与绕线管10内管11表面之间接触，产生摩擦。
76.扰流的作用在于将流经扰流齿40的气流的方向改变，使气流向磁芯30的表面上冲击，而绕线管10内管11上的多边形交角上都设置有绕线齿，使磁芯30的周向均匀的受力，靠近绕线管10内管11的中部，磁芯30离开与绕线管10内管11表面的接触面，避免接触也就避免了在移动过程中磁芯30与绕线管10内管11表面之间的摩擦。由于线圈20通电时会产生使磁芯30悬浮的力，扰流齿40所产生的气流冲击磁芯30的力无需太大，既能使磁芯30悬浮在绕线管10内管11的中部。
77.具体的，由于绕线管10的内管11两端被气流密封件12所密封，在线圈20通电时磁芯30向绕线管10的一端移动，原本在绕线管10内管11一端的空气被挤压，沿着多边形的交角处流动，进入磁芯30与多边形交角所产生的空隙中，而气流在流经扰流齿40时，与气流流动方向相对的扰流面41改变冲击在扰流面41上的气流的方向，倾斜的扰流面41使气流向磁芯30的表面冲击，让磁芯30表面与绕线管10内管11表面之间的接触分离。
78.连续设置的扰流齿40在气流通过前一扰流齿40的过流间隙l后又与下一扰流齿40的扰流面41接触，流动的气流始终冲击磁芯30的表面，使移动过程中的磁芯30保持悬空的状态。设置在扰流齿40两侧的扰流面41在磁芯30向绕线管10的两端移动时均能起到改变气流方向的作用。
79.需要说明的是气流密封件12可以使塞在扰流管两端的密封塞，也可以是在将冲击结构安装在按摩装置上时对冲击结构两端进行封堵的按摩装置部位。
80.参照图9、图10，进一步地，所述扰流面41的端部为圆弧形；且，所述圆弧形的中心与内管11的多边形截面中心重合。扰流齿40与磁芯30表面之间的过流间隙l始终相同，在气流通过时，通过过流间隙l将对磁芯30表面进行冲击推动磁芯30悬浮的气流保持恒定，提高气流悬浮的稳定性。
81.参照图9-图13，进一步地，所述扰流齿40设置在插接杆42上，所述绕线管10的内管11的多边形内角处开设有插接槽13，所述插接杆42与所述插接槽13插接固定；所述扰流齿40靠近所述绕线管10的内管11面的一侧具有与内管11面相接触的贴合面43。
82.扰流齿40设置在绕线管10内管11上，而绕线管10一般采用绝缘的塑料材质制成，采用注塑成型工艺，在管型件的内管11上设置凸起的方式注塑时对模具的要求较高，会有比较复杂的分模结构，而且扰流齿40的尺寸较小，在脱模过程中若是有刮蹭，直接将扰流齿40注塑在扰流管内管11中的方式难以进行注塑质量的检测。
83.将扰流齿40和绕线管10内管11分别进行加工，可以降低制造过程中的难度，在制
造绕线管10是只需在扰流管内管11上留出安装扰流齿40的插接槽13，仅有插接槽13的绕线管10，长度方向上的截面相同，无需进行特别的分模。而通过插接杆42与插接槽13进行插接配合的扰流齿40，连同插接杆42一体制造，降低制造的难度，并且所制造出的插接杆42和扰流齿40可以直接进行检查，对有残缺的扰流齿40可以进行报废处理，对于注塑成型后的扰流齿40，还可对扰流齿40在制造时的飞边进行修整，然后再将完好的扰流齿40安装在绕线管10内管11中。
84.插接槽13与插接杆42的插接方向可以为绕线管10的长度方向，即在插入插接杆42时从绕线管10内管11的一个端面将插接杆42插入插接槽13中，扰流齿40方向朝向绕线管10内管11的中心。此时插接槽13朝向绕线管10中心的一侧开口小于插接槽13远离绕线管10中心一侧的开口，如图11中所示。
85.插接槽13与插接杆42的插接方向也可以为绕线管10的周向，在插入插接杆42时先将插接杆42从伸入绕线管10的内管11中，然后将插接杆42朝向插接槽13的方向，从绕线管10的周向向外的方式插入插接槽13中，此时插接槽13朝向绕线管10中心的一侧开口与插接槽13远离绕线管10中心一侧的开口大小相同，如图2中所示。
86.参照图15，进一步地，所述磁芯30两端面的侧边开设有倾斜的导流面31。
87.在磁芯30移动时，所受到的空气阻力主要来自于磁芯30的端面，磁芯30端面的面积越大，移动时所受到的阻力也就越大。将磁芯30的端面侧边设置为倾斜的导流面31，首先减小了磁芯30在移动时所遇到的空气阻力。倾斜的导流面31在移动时还对气流的流向进行引导，使被挤压后流向多边形的绕线管10交角处的气流都与扰流齿40的扰流面41接触经过扰流面41的引导，气流都向磁芯30的表面冲击，使磁芯30快速进悬浮的状态。
88.参照图4，进一步地，所述反推组件14为反推线圈20，所述反推线圈20缠绕在所述绕线圈20的两端。
89.由线圈20通电产生磁场，所产生的磁场与靠近的磁芯30的端面一端同级相斥，阻止移动的磁芯30的继续移动，出现冲击震动。相对于永磁铁的恒定磁场而言，采用通电线圈20可以改变通入电源的电流大小，而改变此磁场的强度，即在需要冲击结构有较大的冲击力时增大通入反推线圈20的电流，此时磁场的强度变大，磁芯30冲击磁场时震动变大。而需要小的冲击力时，降低减小通入反推线圈20的电流，使反推线圈20所产生的磁场的强度减小，磁芯30的移动距离增长，冲击震动减小。
90.另外，也可以调整反推线圈20通电的时间，通过设置反推线圈20的通电时间，在磁芯30即将靠近反推线圈20时对反推线圈20记性通电。若是始终存在的反推磁场，在磁芯30靠近反推磁场时与反推磁场之间是的磁场接触时由弱逐渐变强的，对磁芯的移动有逐渐减速的作用，而在磁芯30移动靠近反推线圈20时对反推线圈20进行通电，所产生的磁场是突然出现的，磁芯30的磁场已经越过了反推磁场中较弱的部分磁场，与反推磁场中强度较高对部分接触，突然出现反推力，所产生的震动大于始终存在的反推磁场。
91.参照图3、图4，进一步地，所述磁芯30包括同心设置的第一磁铁32和第二磁铁33，第一磁铁32和第二磁铁33之间采用绝缘连接件35进行连接；且，第一磁铁32和第二磁铁33的磁极方向相反；所述线圈20为单向缠绕的第一线圈21；
92.其中，所述第一磁铁32和所述第二磁铁33端面间最大距离大于或小于第一线圈21两端之间最大的距离。
93.当线圈20通电时，同向缠绕的线圈20两端出现两个极性相反的磁极，而绕线管10内部的磁芯30的两端由于有两个磁铁同心且反向连接，使得磁芯30的两端磁铁的磁极是相同的，在线圈20通电后，线圈20的一端的磁极与靠近这一端线圈20的磁芯30的磁极极性相同，即将磁芯30向远离这一端线圈20的方向上推，而线圈20的另一端的磁极与靠近这一段线圈20的磁芯30的磁极相反，即将磁芯30向靠近这一端的方向上拉。线圈20的两端同时对线圈20的推和拉的力的方向相同，使线圈20在这两个力的作用下向线圈20的一个方向运动。
94.而两节磁铁组装成的磁芯30的长度不等于线圈20的长度，使磁芯30在线圈20通电时，磁芯30在套线管的长度方向上具有移动距离。
95.两个磁铁的同极磁场相互靠近时，会出现相互排斥的力，若是将两个磁铁磁极相同的一端直接进行连接，始终存在的同极相斥的力，会使连接件不牢靠。采用绝缘连接件35对两个磁铁的同极之间进行连接，使两个磁铁间隔一定的距离，避免两个磁铁的同极之间相互排斥，也能在延长磁芯30长度时减少磁芯30的重量。
96.具体的，绝缘连接件35可以选择塑料和橡胶等材料制成。
97.参照图6、图7，进一步地，所述磁芯30为第三磁铁34；所述线圈20为缠绕方向相反的第一线圈21和第二线圈22，所述第一线圈21和所述第二线圈22沿绕线管10的长度方向设置；
98.其中，第三磁铁34的长度大于或小于第二线圈22和第三线圈23的最远的两个末端之间的距离。
99.当线圈20通电时，两个反向缠绕的线圈20的最远端的极性相同，而绕线管10内部的磁芯30的两端磁极不同，在线圈20通电后，线圈20的一端的磁极与靠近这一端线圈20的磁芯30的磁极极性相同，即将磁芯30向远离这一端线圈20的方向上推，而线圈20的另一端的磁极与靠近这一段线圈20的磁芯30的磁极相反，即将磁芯30向靠近这一端的方向上拉。线圈20的两端同时对线圈20的推和拉的力的方向相同，使线圈20在这两个力的作用下向线圈20的一个方向运动。
100.而两节磁铁组装成的磁芯30的长度不等于线圈20的长度，使磁芯30在线圈20通电时，磁芯30在套线管的长度方向上具有移动距离。
101.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。
102.在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
103.在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连
接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
104.在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
105.在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，
“‑”
和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。“a～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。
106.在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
107.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。