圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用的制作方法

本发明涉及振子，具体是圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用。

背景技术：

1、骨传导耳机的振子和或者触觉反馈的致动器设计，动磁方式的设计具备有诸多优点，比如线圈部分的散热会更佳，作为负载的动子组件本身不会被加热；线圈是空心轴的设计，磁铁位于内部，使得整体实现更紧凑的设计；另外，因为线圈是静止的，所以没有线圈连接线易于损坏的缺点。另外，动磁的设计可以允许有高峰力值，以及高峰力值和移动质量比，从而具备更高的加速度g值。

2、现有的动磁方式的振子设计，因为磁铁和线圈组合方式的设计存在一定的不足，往往会出现比较高的非线性项，即动子组件的所受力或者加速度值，在低频或者高频段会出现比较高的失真，也就是总谐波失真thd(total harmonic distortion)，附图16为现有的动磁式设计的振子的总谐波失真thd测试图，可以看出，在25hz附近，失真达到99％，在100hz左右，失真达到46％。这么大的失真，说明在低频附近，音频信号或者触觉反馈信号的失真导致音质和触觉反馈的实际感知已经和实际的出入很大。一般来说，当失真大于10％时，从音频的标准是不能接受的。

3、而且目前还没有人对动磁方式的振子进行系统的研究，揭示出传振片的劲度系数，与目标谐振频率、磁铁组件和线圈组件的关系，从而从原理上指导，要达到某个目标谐振频率，传振片，磁铁组件和线圈组件要如何设计和改善。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用。

2、本发明的技术方案是：圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用，包括动磁式振子本体，所述动磁式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括线圈组合结构，所述动子组件包括磁铁组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，从中心往外看，磁铁组合结构的永磁铁在外，线圈组合结构的线圈在内；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

3、本发明通过改进在此提供圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

4、1.圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用，可以将动子组件所受驱动力，或者动子组件加速度中对振子线圈电流的非线性项通过一种对称或者非对称的设计，使得该非线性项在最后的合力中能够全部或者部分抵消，从而大大减小振子的失真，改善振子对于原始音频信号或者触觉反馈信号的保真度。

5、2.在低频段的总谐波失真大大降低，从原来的峰值99％降低到峰值15％以下，改善明显。

6、3.失真曲线的降低，从另外一个方面等效换算成振子系统谐振频率的降低，从而音质更好。另外，也可以等效换算成振子系统灵敏度的提高和功耗的降低。

7、4.由于揭示了劲度系数k2与目标谐振频率ωt以及m1和m2的关系，通过目标谐振频率，反向来设计传振片的劲度系数的值，即假定为ωt，而通过修改传振片的材质，厚度，以及修改传振片的传振肢的长度，以及传振肢的宽度，使得最终的劲度系数值接近计算的出来的k2。

技术特征：

1.圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：包括动磁式振子本体，所述动磁式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括线圈组合结构，所述动子组件包括磁铁组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，从中心往外看，磁铁组合结构的永磁铁在外，线圈组合结构的线圈在内；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征。

2.据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：限定所示磁铁组合结构中永磁铁的数量为n磁，限定线圈组合结构的线圈的数量为n圈，n磁>n圈或者n磁＜n圈；n磁为1,2,3,…,100；n圈为1,2,3,…,100。

3.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述动磁式振子本体内部设有2n个两两对称设计的磁域d1,i和d2,i，n为1,2,3,…,100，i＝1,2,3,…；磁域是充满电磁力能量的空间区域，一般由空气或者磁导率较小(比如相对磁导率<1000)的介质组成，包括磁铁材料所在区域,所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域d1,i和d2,i，且在磁域d1,i中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域d2,i中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反；或者在磁域d1,i中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域d2,i中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

4.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：针对每对磁域di，对动子组件的电磁作用力f1,i和f2,i沿着振动方向上的作用力方向相反，因而其各自合力∑if1,i和合力∑if2,i，沿着振动方向上的作用力方向也相反，这种一推一拉的力的组合，形成推挽式的设计，并且在最后的总合力∑i(f1,i+f2,i)中，总合力针对电流的非线性项部分或者全部抵消而减小。

5.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述传振片的劲度系数k2是m1,m2,ωt的函数，即k＝f(m1,m2,ωt)，其中，m1＝mshell+m线圈组件，m2＝m磁铁组件，ωt为目标谐振频率。

6.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述传振片的劲度系数

7.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈组合结构包括线圈和第一导磁体，所述磁铁组合结构包括永磁铁和第二导磁体。

8.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述磁铁组合结构包括磁铁件和第二导磁体，所述磁铁件为单一磁铁或者多个磁铁(n磁>1)的组合件形成的整体磁场等效于某个单一磁铁，该组合件中的磁铁所形成磁场和某一主导磁场方向相同/(如果组成的多个磁铁的磁场强度相差比较大时，这些磁铁相互的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的磁铁件产生，通常磁铁之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在磁铁之间，或者在磁铁边缘，或者磁铁周围)，或者即使没有结构件，通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将磁铁连接起来。

9.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈组合结构包括线圈件和第一导磁体，所述线圈件为单一线圈或者多个线圈(n圈>1)的组合件产生的整体磁场等效于某个单一线圈产生的磁场，该组合件中的线圈所产生的磁场和某一主导线圈产生磁场方向相同/(如果组成的多个线圈产生的磁场强度相差比较大时，这些线圈产生的磁场方向也可以相反，但整体的磁场方向和主导线圈产生磁场方向相同)，从而其产生的整体的磁场可以等效看成一个单一的线圈件中的电流产生，通常线圈之间通过某一硬性结构件或者软性结构件(在线圈之间，或者在线圈边缘，或者线圈周围)，或者即使没有结构件，也通过粘接、焊接、嵌入、螺丝、螺旋、铆合、插销、卡扣、夹爪、支架、套筒、压盖或者其它方式将线圈连接起来。

10.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件。

11.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：n磁＝(n圈+1)*n；n是自然数，n＝1,2,3…；当n磁>1时，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同；当n圈>1时，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同。

12.根据权利要求2所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：n磁＝(n圈-1)*n；n是自然数，n＝1,2,3…；

13.根据权利要求4所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈靠近的外筒处使用导磁体，使得线圈形成电磁铁的磁路的磁阻尽量小；磁铁组件中永磁铁之间用导磁体隔离；线圈和永磁铁周围使用轭铁，或者针对线圈组件，和线圈靠近的外筒使用导磁外筒。

14.根据权利要求12所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈组合结构还包括第一导磁环，所述磁铁组合结构还包括第二导磁环，所述永磁铁为两个，所述线圈为一个，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同，所述传振片设有一个，所述传振片固定在所述外筒的顶面上，所述第一导磁体的一端固定在所述外筒的底面上，所述线圈环绕式固定在所述第一导磁体上，所述第一导磁环固定在所述第一导磁体的一端，传振支架呈l型，所述传振支架的水平部与振动方向平行，所述第二导磁体固定在所述传振支架的水平部上，所述永磁铁固定设置在所述第二导磁体的两侧，两个所述永磁铁固定在所述传振支架的水平部上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动磁式振子本体内部设有2个两两对称设计的磁域d1和d2，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域d1和d2，在磁域d1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反，而在磁域d2中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相同。

15.根据权利要求11所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈组合结构还包括第一导磁环和第二导磁环，从中心往外看，所述线圈在内，所述永磁铁在外，所述永磁铁为一个，所述线圈为两个，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述传振片设有一个，所述传振片固定在所述外筒的顶面上，所述第一导磁体的一端固定在所述外筒的底面上，两个所述线圈环绕式固定在所述第一导磁体上，第二导磁环固定在所述第一导磁体的一端，所述第一导磁环通过环绕式固定在所述第一导磁体的中部且位于两个所述线圈之间，传振支架呈l型，所述传振支架的水平部与振动方向平行，所述永磁铁固定在所述传振支架的水平部中间，所述第二导磁体位于所述永磁铁的两侧且固定在所述传振支架的水平部上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动磁式振子本体内部设有4个两两对称设计的磁域d1,1、d2,1、d1,2、d2,2，其中，d1,1和d2,1对称，d1,2和d2,2对称，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域d1,1、d2,1、d1,2、d2,2，在磁域d1,1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相反。

16.根据权利要求11所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述线圈组合结构还包括第一导磁环和轭铁，所述磁铁组合结构还包括第二导磁环，所述永磁铁为三个，邻近所述永磁铁相对的两个端面的极性相同，所述线圈为两个，邻近线圈中电流的方向相反，相邻两个线圈，临近的两个端面的电磁场的极性相同，所述传振片设有一个，所述传振片固定在所述外筒的顶面上，所述第一导磁体的一端固定在所述外筒的底面上，两个所述线圈环绕式固定在所述第一导磁体上，两个所述线圈之前固设有所述轭铁，所述第一导磁环固定在所述第一导磁体的一端，传振支架呈l型，所述传振支架的水平部与振动方向平行，三个所述永磁铁依次固定在所述传振支架的水平部上，相邻所述永磁铁之间固设有所述第二导磁体，所述永磁铁外侧设有第二导磁环，所述第二导磁环和所述第二导磁体固定在所述传振支架的水平部上，所述动子组件和所述定子组件形状呈凹凸交错咬合排列，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别交替穿过所述动子组件和所述定子组件，所述动磁式振子本体内部设有4个两两对称设计的磁域d1,1、d2,1、d1,2和d2,2，所述线圈的主磁力线闭合曲线和所述永磁铁的主磁力线闭合曲线分别穿越磁域d1,1、d2,1、d1,2和d2,2，在磁域d1,1中，所述线圈的磁力线方向和所述永磁铁的磁力线方向相同，而在磁域d2,1中，所述线圈的磁力线方向和永磁铁的磁力线方向相反。

17.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：传振片的劲度系数k2和成单调正相关关系,其中，ωt是该振的目标谐振频率。

18.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：传振片的劲度系数k2和成线性正相关关系。

19.根据权利要求5所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：传振片的劲度系数k2和m1以及m2分别成单调正相关关系。

20.根据权利要求5所述圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：传振片的劲度系数k2和m1(g，克)以及m2(g，克)分别成单调正相关关系。

21.根据权利要求1所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，其特征在于：所述传振片为圆形、跑道型、矩形或者三维型。

22.根据权利要求1-21任一项所述的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子的应用，其特征在于：采用上述结构的圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子，应用于骨传导耳机，骨传导眼镜，有线耳机，无线耳机，ar眼镜，vr眼镜，智能手表，智能手环，头戴设备，可穿戴设备，智能手机，游戏手柄，游戏耳机，游戏方向盘，游戏脚踏，鼠标，键盘，触摸屏，电器控制面板，触控装置，屏幕发声装置，车载触觉反馈装置，智能座舱，游戏椅，按摩椅，按摩器，触觉反馈背心，触觉反馈手套，触觉反馈腰带，触觉反馈腿部装置，辅听助听设备，助眠设备或者触觉反馈网络互联装置。

技术总结
圈磁并联型推挽式非线性项抵消的动磁振子及应用，包括动磁式振子本体，所述动磁式振子本体包括外筒，传振片，定子组件和动子组件，所述定子组件包括线圈组合结构，所述动子组件包括磁铁组合结构，所述定子组件固定在外筒内，所述传振片固定在外筒上，所述动子组件与所述传振片通过至少一个位点固定连接，从中心往外看，磁铁组合结构的永磁铁在外，线圈组合结构的线圈在内；所述动子组件同时受到两两成对的推力和拉力的电磁作用力，呈现一种推挽式的结构特征，并且在最后的总合力∑<subgt;i</subgt;(F<subgt;1,i</subgt;+F<subgt;2,i</subgt;)中，总合力针对电流的非线性项全部或者部分抵消。

技术研发人员：胡中骥,胡思钦
受保护的技术使用者：东莞市惟动智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1