專利名稱：致動器、電氣裝置及電動剪切裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及可產生往復運動的致動器，尤其適用于剪發器、剃須刀等電動剪切裝置以及震動器、給料機、研磨機等其他電氣裝置。
背景技術：
現有技術中一種振動型致動器包括具有電磁體的定子組件及具有永磁體的振蕩器。其中，電磁體包括E形定子，其具有一個中心凸極和一對側凸極，線圈纏繞于中心凸極， 在電流激勵下中心凸極和側凸極各自上端處的極端磁化為相反的極性；振蕩器具有水平細長的基座，永磁體曝露在基座的底部靠近電磁體的上端，由固定在基座下端的磁軛所支持。 通過施加一個交流電流，電磁體產生一個交變磁場，該磁場與永磁體相互作用，使振蕩器沿線性路徑往復運動。本發明旨在提供一種新型的振動型致動器。
發明內容
本發明實施例的一方面提供一種致動器，包括定子、可相對于定子運動的振蕩器、 彈性地支撐所述振蕩器的彈性裝置、設于定子和振蕩器其中之一的電磁體、設于定子和振蕩器其中之另一的軟磁體；其中所述致動器被配置為使所述電磁體在通電時形成至少兩個磁極，所述軟磁體相應形成至少兩個凸極，所述振蕩器在所述彈性裝置的彈性力以及電磁體與軟磁體間的磁場力的作用下做往復運動。較佳的，所述電磁體和軟磁體具有至少兩對相對的凸極。較佳的，所述電磁體的相鄰磁極間的距離為磁極寬度的1. 0至1. 5倍。較佳的，所述彈性裝置為自然狀態時所述電磁體的磁極的位置與所述軟磁體的相應磁極的位置錯開0. 5至1. 2個極寬。可選的，所述電磁體具有2、3、4或5個凸極。可選的，所述致動器包括至少兩個平行設置的振蕩器，且相鄰振蕩器的往復運動方向相反。可選的，所述彈性裝置被配置為使振蕩器做弧形往復運動。可選的，所述電磁體和軟磁體具有至少兩對相對的凸極，所述電磁體的各凸極的極面和軟磁體的各凸極的極面位于兩個同心的弧面中，以在所述弧形往復運動中使電磁體的凸極與軟磁體的凸極間的氣隙保持均勻。本發明實施例的另一方面提供一種電動剪切裝置，包括控制電路、由所述控制電路驅動的致動器、至少兩個可形成剪切作用的刀頭、及容納所述控制電路和致動器于其內的外殼；其中所述致動器包括相對于所述外殼固定的定子、至少一個可相對于定子運動的振蕩器、彈性地支撐所述振蕩器的彈性裝置、設于定子和振蕩器其中之一的電磁體、設于定子和振蕩器其中之另一的軟磁體；其中所述致動器被配置為所述電磁體在通電時形成至少兩個磁極，所述軟磁體相應形成至少兩個凸極；至少一個振蕩器具有輸出軸用于帶動至少一個刀頭在所述彈性裝置的彈性力以及電磁體與軟磁體間的磁場力的作用下做往復運動。可選的，所述致動器包括兩個具有輸出軸的振蕩器，所述兩個輸出軸分別帶動兩個刀頭做方向相反的直線或弧形往復運動。本發明實施例的再一方面提供一種電氣裝置，具有上述的致動器。可選的，所述電氣裝置為剃須刀、剪發器、震動器、給料機、研磨機、泵、食品加工機、玩具其中之一。本發明實施例采用磁阻電機原理，可顯著提高電機使用壽命和運行效率；無轉軸摩擦部件，因此噪聲低、壽命長；由于省去了永磁鐵元件，且彈簧結構簡單，從而能夠節省材料，降低產品重量和成本。為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
圖IA和圖IB示出本發明一個實施例的致動器；圖2A和圖2B示出本發明實施例的致動器中電磁體的兩種可選供電電壓；圖3示出本發明另一實施例的致動器；圖4示出本發明第三實施例的致動器；圖5示出本發明第四實施例的致動器的彈性裝置和振蕩器；圖6示出本發明第五實施例的致動器的彈性裝置和振蕩器；圖7A至7C示出本發明其他幾個可選實施例的致動器；圖8A和圖8B示出本發明實施例的致動器中電磁體的另外兩種可選的供電電壓；圖9示出本發明一個實施例的電動剪切裝置。
具體實施例方式下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。參閱圖IA和圖1B，本發明一實施例的致動器100包括定子110、可相對于定子做直線往復運動的振蕩器130、連接于振蕩器130與支撐體102之間的彈性裝置。其中，定子 110可以由支撐體102固定支撐，定子110中設有包括由鐵心及線圈116的電磁體，鐵心可由軟磁材料制成，具有中心凸極112和一對側凸極113、114及連接三個凸極的軛部115，各凸極的極面可以是平面或弧面。線圈116纏繞于中心凸極112，線圈116通電后可在中心凸極112和側凸極113、114的上端部產生極性相反的磁極。較佳的，電磁體的相鄰磁極間的距離為磁極寬度的1. 0至1. 5倍。振蕩器130包括輸出軸131和軟磁體，軟磁體可由硅鋼等軟磁材料制成，包括三個凸極132 134分別與定子110的三個凸極112 114相對應。 彈性裝置包括兩個分別設置于振蕩器130兩側的彈簧151、152，彈簧151、152包括自由端 151b、15 和固定端151a、152b分別固定于振蕩器130和支撐體102。在圖IA所示的初始狀態(即致動器未被供電的狀態)下，彈簧151、152處于自然狀態，電磁體的三個凸極的位置與軟磁體的相應凸極的位置相互錯開，較佳的錯開0. 5-1. 2個極寬，以保證振蕩器130可受電磁體吸引而移動。本實施例的致動器的工作原理為定子110中電磁體的線圈116通電后在鐵心中產生磁通，并在三個凸極112 114的上端部形成磁極，振蕩器130中的軟磁體在三個凸極 132 134相應形成磁通，從而使振蕩器130受到磁場力的吸引并克服彈簧151、152的軸向變形力而向左移動至圖IB所示的位置；電磁體的線圈116斷電后，電磁體的磁場消失，振蕩器在彈簧151、152的軸向回復力的作用下向右運動直至彈簧恢復自然狀態，即回到圖IA所示的位置。由此，當向電磁體提供如圖2A或圖2B所示的電壓時，振蕩器130可以實現在圖 IA和圖IB所示的兩個位置之間不斷做直線往復運動。本發明實施例采用磁阻電機原理，可顯著提高電機使用壽命和運行效率；無轉軸摩擦部件，因此噪聲低、壽命長；由于省去了永磁鐵元件，且彈簧結構簡單，從而能夠節省材料，降低產品重量和成本。圖3示出本發明另一實施例的致動器200，致動器200與致動器100的區別在于， 致動器200包括兩個平行交錯設置的振蕩器130a、130b，電磁體通電后，在電磁體的磁場作用下，振蕩器130a向左運動而振蕩器130b向右運動，電磁體斷電后，在各自的兩個水平設置于振蕩器兩側的彈簧(圖中未示出)的作用下，振蕩器130a向右運動而振蕩器130b向左運動；即兩振蕩器130a、130b做方向相反的直線往復運動方向，從而可以平衡動量，降低震動噪聲。圖4示出本發明第三實施例的致動器300，與致動器200相似，致動器300也包括兩個平行交錯設置的振蕩器130a、130b，區別之處在于，致動器300中，彈性裝置包括擺動卷簧153、IM分別用于彈性地支撐振蕩器130a、130b，擺動卷簧的固定端固定于支撐件(圖中未示出)，定子110的電磁體通電后，在電磁體的磁場作用下，振蕩器130a、130b分別克服卷簧153、154的變形力向左、向右弧形運動，電磁體斷電后，在卷簧153、154的回復力的作用下，振蕩器130a、130b分別向右、向左弧形運動。此外，本實施例中，可使定子110三個凸極的極面與振蕩器130a(或130b)三個凸極的極面位于兩個同心的弧面中，這樣的配置可以在振蕩器130a (或130b)的弧形往復運動過程中，使振蕩器130a (或130b)的磁極與定子110的磁極間的氣隙保持均勻。如圖5所示，在本發明的第四實施例中，致動器也可只設有一個振蕩器130進行弧形往復運動。其中，彈性裝置為一擺動卷簧153，其具有徑向延伸的螺旋部153c可沿弧形往復運動的軌跡擺動，擺動卷簧153的固定端153a固定于支撐體(圖中未示出)并設于弧形往復運動的運動軌跡的一個中心軸線位置上，自由端15 固定于振蕩器130。較佳的，擺動卷簧153的固定端153a可在振蕩器130弧形運動軌跡的一中心線位置被固定于支撐件(圖中未示出)。可以理解的，在更多實施例中，致動器中還可以設有三個平行放置的振蕩器，其中兩側的振蕩器與中間的振蕩器的直線或弧形往復運動方向相反，以消除扭矩上的不平衡震動。可以理解的，在更多實施例中，彈性裝置的實現也可采用其他方式。例如在第五實施例中，也可如圖6所示，在振蕩器130兩側分別設置片簧155、156，片簧155、156的自由端155b、156b固定于振蕩器130，固定端155a、15^固定于支撐體(圖中未示出)并設于振蕩器130的直線往復運動的運動軌跡的一個中心線位置157上。再例如，也可以使支撐體102可移動地支撐振蕩器130，而只在振蕩器130其中一側設置一個片簧155 (或156)或彈簧 151(或 152)。可以理解的，在更多實施例中，電磁體的凸極數并不限于上述實施例中所述的3 個，還可以是如圖7A至7C所示的2個、4個或5個等。可以理解的，在更多實施例中，提供給電磁體的電壓信號不僅限于圖2A或2B所示的電壓，例如還可以是如圖8A或8B所示的電壓信號，或者還可以是與圖2A或圖2B的電壓反相的電壓。本發明實施例所提供的致動器可用于剃須刀、理發器等電動剪切裝置、或震動器、 給料機、研磨機、泵、食品加工機、電動玩具等電氣裝置，用于驅動刀頭等被驅動件做直線或弧形往復運動。圖9示出一個電動剪切裝置900的實施例，其包括外殼912、電源接口 914用于接外接電源、控制電路916、致動器918、以及兩個刀頭920、922 ；其中，致動器920可以選用前面實施例所述的致動器，其定子相對外殼912固定。當電源接口 914接通電源時，控制電路 916可從電源接口 914獲取電源，輸出一定頻率、幅值和占空比的電壓；較佳的，電壓的頻率可以為100 250赫茲可調，占空比可為20 %至50 %可調。驅動致動器918使其輸出軸9 輸出圖示方向的直線或弧形往復運動；本實施例中，驅動器918包括一個具有輸出軸擬4的振蕩器，輸出軸擬4帶動刀頭920做左右方向的直線或弧形往復運動，刀頭922則相對外殼 912固定，由此兩刀頭920、922可相互形成剪切作用將兩者之間的毛發剪斷。較佳的，電動剪切裝置900還可以包括充電電池擬6與控制電路916電連接，由從電源接口 914輸入的外接電源充電，以使電動剪切裝置900在斷開外接電源后仍可繼續工作一段時間。本實施例的電動剪切裝置可以實現高速剪切，效率較高。可以理解的，在電動剪切裝置的更多實施例中，致動器918也可包括兩個各自具有輸出軸的振蕩器，兩輸出軸帶動兩刀頭920、922做方向相反的直線或弧形往復運動，從而使兩刀頭920、922相互形成剪切作用。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。例如，在更多實施例中，彈性裝置也可連接于振蕩器和定子之間；軟磁體凸極及凹槽部分也可為其它形狀；此外，也可將電磁體設于振蕩器而將軟磁體設于定子，同樣可以實現本發明的目的。
權利要求
1.一種致動器，包括定子、可相對于定子運動的振蕩器、彈性地支撐所述振蕩器的彈性裝置、設于定子和振蕩器其中之一的電磁體、設于定子和振蕩器其中之另一的軟磁體；其中所述致動器被配置為使所述電磁體在通電時形成至少兩個磁極，所述軟磁體相應形成至少兩個凸極，所述振蕩器在所述彈性裝置的彈性力以及電磁體與軟磁體間的磁場力的作用下做往復運動。
2.如權利要求1所述的致動器，其特征在于，所述電磁體和軟磁體具有至少兩對相對的凸極。
3.如權利要求1所述的致動器，其特征在于，所述電磁體的相鄰磁極間的距離為磁極寬度的1.0至1.5倍。
4.如權利要求1所述的致動器，其特征在于，所述彈性裝置為自然狀態時所述電磁體的磁極的位置與所述軟磁體的相應磁極的位置錯開0. 5至1. 2個極寬。
5.如權利要求1所述的致動器，其特征在于，所述電磁體具有2、3、4或5個凸極。
6.如權利要求1至5任一項所述的致動器，其特征在于，所述彈性裝置被配置為使振蕩器做弧形往復運動。
7.如權利要求7所述的致動器，其特征在于，所述電磁體和軟磁體具有至少兩對相對的凸極，所述電磁體的各凸極的極面和軟磁體的各凸極的極面位于兩個同心的弧面中，以在所述弧形往復運動中使電磁體的凸極與軟磁體的凸極間的氣隙保持均勻。
8.如權利要求1至5任一項所述的致動器，其特征在于，所述致動器包括至少兩個平行設置的振蕩器，且相鄰振蕩器的往復運動方向相反。
9.一種電動剪切裝置，包括控制電路、由所述控制電路驅動的致動器、至少兩個可形成剪切作用的刀頭、及容納所述控制電路和致動器于其內的外殼；其中所述致動器包括相對于所述外殼固定的定子、至少一個可相對于定子運動的振蕩器、 彈性地支撐所述振蕩器的彈性裝置、設于定子和振蕩器其中之一的電磁體、設于定子和振蕩器其中之另一的軟磁體；其中所述致動器被配置為所述電磁體在通電時形成至少兩個磁極，所述軟磁體相應形成至少兩個凸極；至少一個振蕩器具有輸出軸用于帶動至少一個刀頭在所述彈性裝置的彈性力以及電磁體與軟磁體間的磁場力的作用下做往復運動。
10.如權利要求9所述的電動剪切裝置，其特征在于，所述致動器包括兩個具有輸出軸的振蕩器，所述兩個輸出軸分別帶動兩個刀頭做方向相反的直線或弧形往復運動。
11.如權利要求9所述的電動剪切裝置，其特征在于，所述致動器具有如權利要求2至 7任一項所述致動器的特征。
12.一種電氣裝置，具有如權利要求1至8任一項所述的致動器。
13.如權利要求11所述的電氣裝置，其特征在于，所述電氣裝置為剃須刀、剪發器、震動器、給料機、研磨機、泵、食品加工機、玩具其中之一。
全文摘要
本發明實施例公開致動器、電氣裝置及電動剪切裝置，所述致動器包括定子、可相對于定子運動的振蕩器、彈性地支撐所述振蕩器的彈性裝置、設于定子和振蕩器其中之一的電磁體、設于定子和振蕩器其中之另一的軟磁體；其中所述致動器被配置為使所述電磁體在通電時形成至少兩個磁極，所述軟磁體相應形成至少兩個凸極，所述振蕩器在所述彈性裝置的彈性力以及電磁體與軟磁體間的磁場力的作用下做往復運動。本發明實施例具有重量輕、成本低、噪聲低、效率高、壽命長等優點。
文檔編號B26B19/02GK102447371SQ20101051241
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者劉立生, 干金云, 張國際, 李越 申請人:德昌電機(深圳)有限公司