专利名称：往复直线运动无刷电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用于电动摇床驱动的往复直线运动无刷电机。
现有的电动摇床，按其动力驱动来分大致有如下几类，第一，采用电磁驱动的电动摇床，该机构依靠人工推动才能启动，启动之后依靠电磁机构补充能量，这种摆动仅能维持几分钟，其无法自行启动和长时间可靠运动，因此该机构的实用性受到了极大的限制，大人仍需在婴儿边照料，尤其在夜晚，母亲仍难以摆脱照料婴儿的辛劳，如授权公告号为CN2145548Y的“全自动磁力节能摇床”专利便属此类。第二，采用减速电机驱动的电动摇床，由于其采用蜗轮蜗杆或齿轮等减速机构，并需连杆机构将其圆周运动转换成直线运动，机械部分复杂，且产生的噪音较大，另如果采用直流电机，还有碳刷与换向器之间也会产生一定的噪音，混杂在一起会令消费者大为头疼。电动摇床作为一种现代家用电器，噪音是一项很重要的指标，作为一种育婴工具也是设计者及厂家必须解决的问题，而现有的电动摇床却很难避免这个问题，如授权公告号为CN2176072Y的“电动摇床”专利便属此类。第三，采用直流减速电机的电动摇床，其仍还无法回避使用寿命上的缺陷，该机构为了安全及速度可调而采用了直流电机驱动，而直流电机使用的碳刷寿命往往较短(几百至壹仟伍佰小时)，从而影响整个摇床的使用寿命，如专利号为ZL96217133.6“往复平移式电动摇床”专利便属此类。
本实用新型其目的就在于提供一种专用于电动摇床驱动的往复直线运动无刷电机，使其结构简单，运行稳定，噪音低且寿命长。
实现上述目的而采取的技术方案，包括带永磁激磁回路的运动体，即电机外壳，驱动和辅助绕组，以及包含驱动电路的控制器，导向轴中间设有电枢，电枢设有驱动绕组和辅助绕组，绕驵连接通过一端导向轴内孔引线孔引至控制器；运动体内中部设有永磁激磁回路，两端通过铜套套入导向轴两端，使运动体能在导向轴上左右往复移动。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述，
图1为本装置结构示意图2为控制方框图；图3为驱动电路原理图。
本装置其结构，包括带永磁激磁回路9的运动体1，即电机外壳，驱动和辅助绕组，以及控制器7和驱动电路，导向轴6中间设有电枢2，电枢2上设有驱动绕组3和辅助绕组4，绕组连接通过一端导向轴内孔的引线孔5引至控制器7；运动体1内中部设有永磁激磁回路9，两端通过铜套8套入导向轴6两端，使运动体1能在导向轴6上左右往复移动。电枢2可由驱动绕组3和辅助绕组4共同组成，也可由驱动绕组3单独组成，辅助绕组4可接成与驱动绕组3同向的加速式或与驱动绕组4反向的阻尼式。
控制器7内设有能实现频率可调，声控延时，定时及驱动等功能的电路，其驱动电路包括整流电路、控制电路和相位差180°的方波控制信号A、B，辅助绕组L33和驱动绕组L22串联，L33接三极管BG5集电极，L22接三极管BG8集电极，L33和L22中点接三极管BG7集电极，同时L33两端并联二极管D22；辅助绕组L11一端接三极管BG6集电极，一端串联电阻R4、电容C1后接三极管BG7集电极，L11与R4中点连接三极管BG8集电极，同时L11两端并联二极管D11三极管BG5基极经电阻R25接BG9集电极，BG9发射极接BG8基极，BG9基极接方波控制信号A端，BG6基极经电阻R3接BG4集电极，BG4发射极接BG7基极，BG4基极接方波控制信号B端，同时BG7、BG8发射极接整流电路一端并接地，BG5、BG6发射极接整流电路另一端。
控制信号A、B为相位差180°的方波信号，在前半周期t1时间内输入端A为高电平，三极管BG9导通，同时BG5和BG8导通，此时输入端B为低电平，三极管BG4截止，同时BG6、BG7截止，这时辅助绕组L33及驱动绕组L22沿图3中实线箭头方向通电，即VCC→BG5→L33→L22→BG8→地，在磁场作用下，电机沿轴线的一个方向运动。在后半周期t2时间内，输入端A为低电平，BG4导通，同时BG6、BG7导通，此时输入端B为高电平，BG9截止，同时BG5、BG8也截止，这时辅助绕组L11及驱动绕组L22沿图3中虚线方向导通，即VCC→BG6→L11→BG8集电极→L22→BG7→地，由于驱动绕组L22电流方向换向，电机将向相反方向运动。以上周而复始，便实现了电机的往复直线运动。
控制输入信号频率，便可实现频率可调的往复直线运动。同时，根据需要可将辅助绕组接成加速式(与驱动绕组同向)或阻尼式(与驱动绕组反向)二种工作状态，如不需要加速式或阻尼式工作状态，可采用电枢绕组单独工作方式。
本装置专用于电动摇床上，导向轴两端用螺栓固定在摇床架上，运动体则与摇床相连，即可实现摇床的自动摇摆，无需其他任何辅助装置，如连杆、减速机构等。本装置也可用于需要频率可调，往复直线运动的相应场合。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点，1、由于本装置驱动电路中的控制信号采用了相位差180°的方波信号控制输入，使其电流在驱动绕组上可得到自动换向，实现电机的往复直线运动，因而具有结构简单，运行稳定，噪音低的特点，用于电动摇床上无需连杆、减速等机构。
2、由于电机的换向采用了驱动控制电路自动实现，无需碳刷换向，因而具有噪音低、寿命长的特点。
权利要求1.一种往复直线运动无刷电机，包括带永磁激磁回路(9)的运动体(1)，即电机外壳，驱动和辅助绕组，以及包含驱动电路的控制器，其特征在于，导向轴(6)中间设有电枢(2)，电枢(2)上设有驱动绕组(3)和辅助绕组(4)，绕组连接通过一端导向轴内孔的引线孔(S)引至控制器；运动体(1)内中部设有永磁激磁回路(9)，两端通过铜套(8)套入导向轴(6)两端，使运动体(1)能在导向轴(6)上左右往复移动。
2.根据权利要求1所述的一种往复直线运动无刷电机，其特征在于，电枢(2)可由驱动绕组(3)和辅助绕组(4)共同组成，也可由驱动绕组(3)单独组成，辅助绕组(4)可接成与驱动绕组(3)同向的加速式或与驱动绕组(4)反向的阻尼式。
3.根据权利要求1所述的一种往复直线运动无刷电机，其特征在于，驱动电路包括整流电路、控制电路和相位差180°的方波控制信号A、B，辅助绕组L33和驱动绕组L22串联，L33接三极管BG5集电极，L22接三极管BG8集电极，L33和L22中点接三极管BG7集电极，同时L33两端并联二极管D22；辅助绕组L11一端接三极管BG6集电极，一端串联电阻R4、电容C1后接三极管BG7集电极，L11与R4中点连接极管BG8集电极，同时L11两端并联二极管D11三极管BG5基极经电阻R25接BG9集电极，BG9发射极接BG8基极，BG9基极接方波控制信号A端，BG6基极经电阻R3接BG4集电极，BG4发射极接BG7基极，BG4基极接方波控制信号B端，同时BG7、BG8发射极接整流电路一端并接地，BG5、BG6发射极接整流电路另一端。
专利摘要一种往复直线运动无刷电机,由永磁运动体、电枢、导向轴、控制器等组成,在电机运动前半周期,控制器输出一定向直流电至电枢,在磁场作用下,永磁运动体向导向轴的一边移动,在电机运动后半周期,控制器输出一反向直流电至电枢,在磁场作用下,永磁运动体将向导向轴的另一边移动,以上周而复始即形成电机的往复直线运动,用于自动摇床上从而解决了换向、减速问题,具有运行稳定,噪音低、寿命长,结构简单等优点。
文档编号H03K21/00GK2373950SQ98242159
公开日2000年4月12日 申请日期1998年10月23日 优先权日1998年10月23日
发明者陈冬萍, 许江洲, 于长庆 申请人:九江市天才儿童用品制造有限公司