一种微型往复摆动的电机结构的制作方法

本发明涉及微型电机技术领域，具体涉及一种微型往复摆动的电机结构。

背景技术：

电动牙刷近年来国内市场逐渐增加，使用的人群也越来越多，也正是由于使用人员越来越多，对电动牙刷产品本身的个性化要求也越来越多。摆动频率、摆动幅度等作为主要的性能指标，分别为不同用户所看重。目前，传统的实现往复摆动的电机主要是利用以下几种方式实现输出的往复摆动：(1)在直流铁芯电机输出轴上装入偏心块，电机旋转带动偏心块旋转，从而产生振动；(2)利用曲柄摆杆机构或凸轮摆杆机构，将电动机的连续旋转运动转变为摆杆的往复摆动运动；(3)利用齿条齿轮机构，将液压缸、气缸活塞的往复直线运动，转变为齿轮的往复摆动运动。采用上述几种方法，或多或少存在一定的缺陷，如寿命不长、结构冗杂、占用空间大、成本高等。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种寿命更长的微型往复摆动器。

技术方案如下：一种微型往复摆动的电机结构，包括机壳、转子和定子，其关键在于：所述定子包括固定安装在所述机壳内的圆筒状的永磁体，该永磁体的左半圆为南极，右半圆为北极；

所述转子包括插装在所述永磁体内的转轴，所述转轴上设有转子铁芯，所述转子铁芯包括套箍在所述转轴上的铁芯块，所述铁芯块的两侧边分别连接有弧形板，两个弧形板的中部分别朝向所述永磁体的南极和北极的分界线，所述铁芯块上对应两个所述弧形板分别绕设有线圈绕组，两个线圈绕组产生的磁场方向相同。

采用上述技术方案定子磁体是一个完整的筒状结构，与传统的采用4片(2对极)磁钢相比，电机的摆动幅度提高了约30-40％，且该电机结构省去了传统的摆动电机中的弹簧，由此避免了因弹簧的失效导致电机无法正常工作的弊端，大大提升了产品的寿命。

作为优选：

上述转子和定子之间设有限位机构，该限位机构包括两个与所述转子铁芯相匹配的绝缘套，两个所述绝缘套分别套设在所述转子铁芯的两端，所述线圈绕组绕设在两个所述绝缘套上，至少一个所述绝缘套上沿所述转轴的径向设有限位块，所述永磁体上设有限位槽，该限位槽的槽心线与所述永磁体南极和北极的分界线重合，所述限位块伸入所述限位槽内。采用此结构，通过限位结构可限制转子的转动角度，防止在未通电的状态下因外力作用使转轴进入极限位置而导致通电后电机不能正常使用的情况出现。

上述限位槽的宽度小于所述永磁体周长的一半。采用此结构，转轴的摆动极限受限于限位槽的宽度，其最大转动角度仅略小于±90°，根据产品的实际用途，转轴的最大转动角度多控制在±60°内。

上述弧形板的外壁包括两个镜像对称的弧面，两个弧面之间经平面连接，所述平面正对所述限位槽，所述平面与所述永磁体之间形成磁阻间隙。采用此结构，在未通电状态下有外力将转子扭转一定角度后，由于磁阻间隙会大大降低弧形板与永磁体之间的磁场，导致永磁体与磁阻间隙附近的弧形板之间的吸引力降低，弧形板会在永磁体的南北极之间作用力的平衡下会到二者之间的位置，即始终保持在初始位置。

两个所述弧形板的侧边边缘之间的间距为l1，所述平面的宽度为l2，所述l1≤l2。采用此结构，在保证转子获得最大摆动幅度的前提下，在未通电状态下还能始终停留在初始位置。

上述线圈绕组的电线直径为d，所述l1＞2d。采用此结构，两个弧形板边缘之间的间隙略大于绕组的电线直径，方便绕线。

上述弧形板的平面中部沿所述转轴的轴向设有绕线定位槽，所述绕线定位槽的槽口正对所述永磁体南极和北极的分界线。采用此结构，绕线时绕线机器可通过绕线定位槽对绕线位置进行定位，方便准确绕线，另外绕线定位槽可辅助磁阻间隙进一步降低弧形板的平面部分和永磁体之间的磁场强度，从而有利于转子停留的初始位置。

上述定子还包括盖合在所述机壳端部的端盖，该端盖内压设有电刷；

所述转子还包括套设在所述转轴上的整流子，所述线圈绕组与所述整流子电连接，所述电刷与所述整流子滑动连接。

上述铁芯块的两端围绕所述转轴分别设有安装定位槽，所述整流子的一部分伸入其中一个所述安装定位槽内，另一个所述安装定位槽内安装有套管。采用此结构，利用安装定位槽可将安装整流子快速定位并安装好，而将铁芯两端都开设有同样的定位槽的目的在于，使铁芯的两端结构一致，这样安装时工人就无需区分正反方向，有利于提升装配效率。

有益效果：采用本发明的定子磁体是一个完整的筒状结构，与传统的采用4片(2对极)磁钢相比，电机的摆动幅度提高了约30-40％，永磁体为整体式结构，组装更加高效快捷，另外这种整体式的筒状永磁体与传统的由多个磁钢粘结而成的磁体相比，能够大大提升产品的可靠性；且该电机结构省去了传统的摆动电机中的弹簧，由此避免了因弹簧的失效导致电机无法正常工作的弊端，大大提升了产品的寿命，该摆动器可广泛用于脸部按摩器、保健产品等上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为图1的b-b剖视图；

图4为图1的c-c剖视图；

图5为本发明的爆炸图；

图6为转子逆时针转动一定角度示意图；

图7为转子顺时针转动一定角度示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，一种微型往复摆动的电机结构，包括机壳3、转子和定子，所述定子包括固定安装在所述机壳3内的圆筒状的永磁体4，该永磁体4的左半圆为南极，右半圆为北极；

所述转子包括插装在所述永磁体4内的转轴8，所述转轴8上设有转子铁芯7，所述转子铁芯包括套箍在所述转轴8上的铁芯块7a，所述铁芯块7a的两侧边分别连接有弧形板7b，所述铁芯块7a和两个弧形板7b一体成型，它们共同形成“工”字型的所述转子铁芯7，两个弧形板7b的中部分别朝向所述永磁体4的南极和北极的分界线，所述铁芯块7a上对应两个所述弧形板7b分别绕设有线圈绕组5，两个线圈绕组5产生的磁场方向相同。

所述机壳3为一端具有大开口一端具有小开口的筒状结构，所述定子还包括端盖14、电刷12，所述端盖14盖合在所述机壳3的大开口端，该端盖14内压设有电刷12，所述端盖14内还固定安装有第一轴承13，所述机壳3的小开口端固定安装有第二轴承2，所述转轴8的内端安装在所述第一轴承13内，所述转轴8的外端通过所述第二轴承2穿出所述机壳3后连接有输出轴套1，所述转子还包括套设在所述转轴8上的整流子10，所述线圈绕组5与所述整流子10电连接，所述电刷12与所述整流子10滑动连接。

为方便组装，所述铁芯块7a的两端围绕所述转轴8分别设有安装定位槽，所述整流子10和第一轴承13之间的转轴8上套箍有调整垫圈11，所述整流子10的一端伸入其中一个所述安装定位槽内，所述整流子10的另一端抵在所述调整垫圈11上，另一个所述安装定位槽内安装有套管9。

所述转子和定子之间设有限位机构，该限位机构包括两个与所述转子铁芯7相匹配的绝缘套6，两个所述绝缘套6分别套设在所述转子铁芯7的两端，所述线圈绕组5绕设在两个所述绝缘套6上，至少一个所述绝缘套6上沿所述转轴8的径向设有限位块6a，所述永磁体4上设有限位槽4a，该限位槽4a的槽心线与所述永磁体4南极和北极的分界线重合，所述限位块6a伸入所述限位槽4a内，所述限位块6a与所述限位槽4a的槽壁之间留有摆动间隙，所述限位槽4a的宽度小于所述永磁体4周长的一半，所述弧形板7b的外壁包括两个镜像对称的弧面，两个弧面之间经平面连接，所述平面正对所述限位槽4a，所述平面与所述永磁体4之间形成磁阻间隙，所述弧形板7b的平面中部沿所述转轴8的轴向设有绕线定位槽7c，所述定位槽7c的槽口正对所述永磁体4南极和北极的分界线，两个所述弧形板7b的侧边边缘之间的间距为l1，所述平面的宽度为l2，所述线圈绕组5的电线直径为d，2d＜l1≤l2。

为更好地对转子的摆动角度进行限位，靠近所述端盖14的所述绝缘套6上正对设有两个所述限位块6a，所述永磁体4上对应设有两个所述限位槽4a，所述限位块6a伸入对应的所述限位槽4a内，所述限位块6a与所述绝缘套6一体成型。

如图6所示，当给予线圈绕组5正向通电时，弧形板7b形成一个磁场，其与永磁体4的磁场相互作用下，转子逆时针摆动一定的角度；如图7所示，当给予线圈绕组5反向通电时，弧形板7b形成的磁场与之前的磁场方向相反，其与永磁体4的磁场相互作用下，转子反向摆动一定角度。当给予电机一定节拍的正、反向交替通电时，转子就会按照这个频率做一个往复的来回的摆动；而在未通电状态下，弧形板7b在与永磁体4的南极和北极之间吸引力的平衡下，会始终定位在二者的中间位置处。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。