CN105515322B - 一种微型扁平式双磁路驱动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种微型扁平式双磁路驱动马达，包括：机壳、位于机壳内的转子组件及定子组件，机壳包括盖合的第一壳体及第二壳体；转子组件包括设于第一壳体内底面的第一轴承；设于第二壳体内底面的第二轴承；一端接于第一轴承，另一端接于第二轴承的转轴及套设在转轴上的线圈转子；定子组件包括固定于第一轴承的第一磁钢、轴向从上至下依次固定于第二轴承的第二磁钢及第一线路板；及一端固定于第一线路板并与第一线路板电连接的电刷，电刷另一端与线圈转子弹性滑动接触。第一磁钢及第二磁钢产生二个磁路闭环，线圈转子通电后产生一个反作用力的磁路，从而使线圈转子转动产生驱动力，双磁路的结构，大大提高磁场利用率，增加有效磁性能，降低能耗。

Description

一种微型扁平式双磁路驱动马达
技术领域
本发明涉及一种驱动马达，尤其涉及一种微型扁平式双磁路驱动马达。
背景技术
于精密智能控制领域中，如智能门锁、智能WIFI控制摄像及监控中，通常需要驱动马达为智能产品提供驱动动力。现有技术中，一般都采用空心杯驱动马达或铁芯驱动马达，为了产生足够的驱动力，所采用的空心杯驱动马达或铁芯驱动马达大多结构繁杂，间接的使得驱动马达尺寸较大，并且能耗大，磁性能也不能得到充分利用，而且，现有的空心杯驱动马达或铁芯驱动马达通常直径在3.2mm以上，长度在15mm以上。
发明内容
针对现有技术中的驱动马达结构繁杂以及能耗大的问题，本发明提供一种结构简单的微型扁平式双磁路驱动马达。
为了解决上述技术问题，本发明揭示了一种微型扁平式双磁路驱动马达备，其包括：
机壳，机壳包括第一壳体及第二壳体，第一壳体与第二壳体盖合；
位于机壳内部的转子组件，包括：
设于第一壳体内底面的第一轴承；
设于第二壳体内底面的第二轴承；
一端接于第一轴承，另一端接于第二轴承的转轴；以及，
套设在转轴上、用以产生电流并绕转轴转动的线圈转子；
位于机壳内部的定子组件，包括：
固定于第一轴承的第一磁钢；
轴向从上至下依次固定于第二轴承上的第二磁钢及第一线路板；以及，
一端固定于第一线路板并与第一线路板电连接的电刷，电刷另一端与线圈转子弹性滑动接触。
根据本发明的一实施方式，其中线圈转子包括：
线圈镶嵌块，线圈镶嵌块套设于转轴上；
嵌入线圈镶嵌块内的线圈；
固定于线圈镶嵌块下底面的第二线路板，第二线路板与线圈电连接，电刷另一端与第二线路板弹性滑动接触。
根据本发明的一实施方式，嵌入线圈镶嵌块内的线圈为2～3组。
根据本发明的一实施方式，嵌入线圈镶嵌块内的线圈为3组，3组线圈呈环形均匀对称的分布在线圈镶嵌块内。
根据本发明的一实施方式，第一磁钢为钕铁硼磁性材料制成。
根据本发明的一实施方式，第二磁钢为钕铁硼磁性材料制成。
根据本发明的一实施方式，第一磁钢及第二磁钢的径向剖面呈圆环状，二者磁极数目相同，为4极或6极。
根据本发明的一实施方式，第一磁钢及第二磁钢的磁极数目为6极。
根据本发明的一实施方式，电刷为2个。
根据本发明的一实施方式，微型扁平式双磁路驱动马达的厚度为3.0mm，直径为10mm。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
第一磁钢及第二磁钢上下两组磁钢，产生二个磁路闭环(固定磁路)，线圈转子(自由切换)通电后产生一个反作用力的磁路，从而使线圈转子转动产生驱动力，结构简单，并且，双磁路的结构，大大提高磁场利用率，增加有效磁性能，降低微型扁平式双磁路驱动马达能耗。在优选例中，线圈转子包括3组线圈，第一磁钢及第二磁钢磁极为6极，使得微型扁平式双磁路驱动马达在厚度T为3mm，直径D为10mm这种轻薄外观尺寸的情况下仍然可以实现强扭力输出，微型扁平式双磁路驱动马达控制更智能化，能快速的实现正反转功能，使其驱动对象更灵活、更便捷，因有效的磁性能增加，微型扁平式双磁路驱动马达的耗电能耗仅为30mA左右，静态能耗为零。
附图说明
图1为本发明一实施方式的双磁路驱动马达的轴向剖视图；
图2为本发明一实施方式的双磁路驱动马达的径向剖视图；
图3为本发明一实施方式的双磁路驱动马达的分解示意图。
附图标记说明：
10、第一壳体；20、第二壳体；30、第一轴承；40、第二轴承；50、第一线路板；60、第一电刷；70、第二电刷；80、第一磁钢；90、第二磁钢；110、线圈镶嵌块；120、线圈；130、第一垫圈；140、第二垫圈；150、转轴；160、第二线路板；T、马达厚度；D、马达直径；L、转轴轴长。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
关于本文中所使用之“第一＂、“第二＂等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
本发明为有关于一种微型扁平式双磁路驱动马达的设计，本微型扁平式双磁路驱动马达可应用于精密智能控制领域，如：智能门锁、智能WIFI控制摄像及监控；工业4.0产品及相关领域，如：智能机器人的活动关节及微动传动部分等，除此之外，本发明还会在未来智能硬件产品方面大放光彩。
请参考图1及图3，图1为本发明一实施方式的双磁路驱动马达的轴向剖视图，图3为本发明一实施方式的双磁路驱动马达的分解示意图。如图所示，微型扁平式双磁路驱动马达包括内部中空以形成容置腔体的机壳、位于机壳容置腔体中的定子组件以及位于机壳容置腔体中的转子组件。本发明实施例中，微型扁平式双磁路驱动马达的厚度T为3.0mm，直径D为10mm。
其中，机壳包括第一壳体10及第二壳体20，第一壳体10与第二壳体20盖合，形成一容置腔体，其中，形成的容置腔体为近似圆柱状。第二壳体20具有一主体部及一向主体部外部伸展的延伸部，主体部呈一圆盘状，延伸部用于引出第一线路板50上的电线。第一壳体10呈空心圆柱状，其具有上底面。第二壳体20盖合于第一壳体10下方，形成第一壳体10的下底面。
转子组件包括第一轴承30、第二轴承40、转轴150以及线圈转子。如图1及3，第一轴承30设于第一壳体10的内底面，具体的，第一轴承30固定于第一壳体10主体部的中心位置；第二轴承40设于第二壳体20的内底面，具体的，第二轴承40固定于第二壳体20上底面的中心位置，且与第一轴承30正对；转轴150的一端接于第一轴承30，另一端接于第二轴承40，转轴150位于机壳的轴线上，其中，转轴150的轴长L＝6.8mm；线圈转子套设在转轴150上，并绕转轴150转动，线圈转子用以产生电流，形成电场。
定子组件包括固定于第一轴承30的第一磁钢80，第一磁钢80及线圈转子之间通过第一垫圈130隔开；定子组件还包括依次固定于第二轴承40上的第一线路板50及第二磁钢90，如图3所示，沿着微型扁平式双磁路驱动马达的轴向来看，第一线路板50及第二磁钢90由下至上固定于第二轴承40，第二磁钢90及线圈转子之间通过第二垫圈140隔开；以及，定子组件还包括一端固定于第一线路板50并与第一线路板50电连接的电刷，电刷另一端与线圈转子弹性滑动接触，用以改变线圈转子中电流的方向。其中，电刷共有两个，为第一电刷60及第二电刷70，每个电刷的其中一端固定在第一线路板50上，另一端与线圈转子弹性滑动接触。
更进一步而言，线圈转子包括线圈镶嵌块110、线圈120以及第二线路板160，线圈镶嵌块110套设于转轴150上，其上设有镶嵌线圈120用的腔；如图1及2，线圈120嵌入线圈镶嵌块110内的腔中；第二线路板160则固定于线圈镶嵌块110的下底面，并与线圈120电连接，电刷另一端与第二线路板160弹性滑动接触。第一线路板50连接外部电源，第一线路板50与第二线路板160之间通过电刷形成电流通路，使线圈120通电。其中，第一线路板50为F-PCB板，第二线路板160为H-PCB板。线圈120为2～3组，实际中，线圈120最优为3组，3组线圈120呈环形均匀对称的分布在线圈镶嵌块110内。如图2及3所示，线圈镶嵌块110径向剖面为圆形，其上挖出3个腔，每个腔中分别嵌入一组线圈120，线圈120的径向剖面呈近似的“D”型，具有近似的直线段以及与近似直线段两端相接的弧形段，其中每组线圈120的弧形段都靠近线圈镶嵌块110的外边缘，每组线圈120的近似直线段朝向转轴150。
实际应用中，第一磁钢80及第二磁钢90二者的径向剖面呈圆环状，具体采用汝铁硼材料制成，二者磁极数目相同，为4极或6极，最优为6极。
微型扁平式双磁路驱动马达的工作原理是：由第一磁钢80以及第二磁钢90两组磁钢(钕铁硼磁性材料)产生二个磁路闭环(固定磁路)，三组线圈(自由切换)通电后产生一个反作用力的磁路，从而使线圈转子转动产生驱动力。微型扁平式双磁路驱动马达的电性能参数如下：工作电压：3.0V；工作电流：50mA以下；启动电流：80mA以下；启动时间：45nS。
双磁路的结构，大大提高磁场利用率，增加有效磁性能，降低微型扁平式双磁路驱动马达能耗。在优选例中，线圈转子包括3组线圈，第一磁钢80及第二磁钢90磁极为6极，使得微型扁平式双磁路驱动马达在厚度T为3mm，直径D为10mm这种轻薄外观尺寸的情况下仍然可以实现强扭力输出，因而，微型扁平式双磁路驱动马达控制更智能化，能快速的实现正反转功能，使其驱动对象更灵活、更便捷，因有效的磁性能增加，微型扁平式双磁路驱动马达的耗电能耗仅为30mA左右，静态能耗为零。3组线圈及6极磁极的结构，使得线圈切换过程中，磁场利用无死角，磁场得到充分利用。
上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于，包括：
机壳，所述机壳包括第一壳体(10)及第二壳体(20)，所述第一壳体(10)与第二壳体(20)盖合；
位于所述机壳内部的转子组件，包括：
设于所述第一壳体(10)内底面的第一轴承(30)；
设于所述第二壳体(20)内底面的第二轴承(40)；
一端接于所述第一轴承(30)，另一端接于所述第二轴承(40)的转轴(150)；以及，
套设在所述转轴(150)上、用以产生电流并绕所述转轴(150)转动的线圈转子；所述线圈转子包括线圈镶嵌块(110)、线圈(120)以及第二线路板(160)，线圈镶嵌块(110)套设于转轴(150)上，其上设有镶嵌线圈(120)用的腔；线圈(120)嵌入线圈镶嵌块(110)内的腔中；第二线路板(160)则固定于线圈镶嵌块(110)的下底面，并与线圈(120)电连接；
其中所述线圈镶嵌块(110)径向剖面为圆形，其上挖出3个腔，3个腔沿线圈镶嵌块(110)的圆周均匀分布，每个腔中分别嵌入一组线圈(120)，线圈(120)的径向剖面呈近似的“D”型，具有近似的直线段以及与近似直线段两端相接的弧形段，其中每组线圈(120)的弧形段都靠近线圈镶嵌块(110)的外边缘，每组线圈(120)的近似直线段朝向转轴(150)；
位于所述机壳内部的定子组件，包括：
固定于所述第一轴承(30)的第一磁钢(80)；
轴向从上至下依次固定于所述第二轴承(40)上的第二磁钢(90)及第一线路板(50)；以及，
一端固定于第一线路板(50)并与第一线路板(50)电连接的电刷，所述电刷另一端与所述第二线路板(160)弹性滑动接触；所述电刷为2个，2个所述电刷环绕所述转轴排列。
2.根据权利要求1所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于：嵌入所述线圈镶嵌块(110)内的线圈(120)为2～3组。
3.根据权利要求2所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于：嵌入所述线圈镶嵌块(110)内的线圈(120)为3组，3组线圈(120)呈环形均匀对称的分布在所述线圈镶嵌块(110)内。
4.根据权利要求1-3任一所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于：所述第一磁钢(80)为钕铁硼磁性材料制成。
5.根据权利要求1-3任一所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于：所述第二磁钢(90)为钕铁硼磁性材料制成。
6.根据权利要求1-3任一所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于：所述第一磁钢(80)及所述第二磁钢(90)的径向剖面呈圆环状，二者磁极数目相同，为4极或6极。
7.根据权利要求6所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于，所述第一磁钢(80)及所述第二磁钢(90)的磁极数目为6极。
8.根据权利要求1-3任一所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于，所述电刷为2个。
9.根据权利要求1-3任一所述的微型扁平式双磁路驱动马达，其特征在于，所述微型扁平式双磁路驱动马达的厚度为3.0mm，直径为10mm。
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