一种大推力音圈电机
阅读说明：本技术 一种大推力音圈电机 (High-thrust voice coil motor ) 是由 姚国辉 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大推力音圈电机,其包括基座、转子组件、定子组件以及外壳；所述转子组件包括线轴支架,线轴支架的内侧为摄像头镜头装配腔,外侧设置有线圈,线圈为两组,下线圈轮廓线为等腰梯形,且所述等腰梯形的斜边与水平面之间保持有60～70°的夹角,而上线圈与水平面平行；所述定子组件包括下磁钢、上磁钢以及磁轭,下磁钢和上磁钢分别与下线圈以及上线圈配合并保持同心设置,所述磁轭设置于下磁钢与上磁钢外侧,并在所述磁的环面上等间距设置,并在所述竖向槽内还设置有与所述竖向槽相匹配的条形磁钢。本发明通过改变磁通路能有效提高音圈电机对其内装配的摄像头镜头的推力。(The invention discloses a high-thrust voice coil motor which comprises a base, a rotor assembly, a stator assembly and a shell, wherein the base is provided with a plurality of slots; the rotor assembly comprises a bobbin bracket, wherein a camera lens assembly cavity is formed in the inner side of the bobbin bracket, coils are arranged on the outer side of the bobbin bracket, the number of the coils is two, the outline of the lower coil is isosceles trapezoid, an included angle of 60-70 degrees is kept between the inclined edge of the isosceles trapezoid and the horizontal plane, and the upper coil is parallel to the horizontal plane; stator module includes down magnet steel, last magnet steel and yoke, and lower magnet steel and last magnet steel cooperate and keep concentric setting with lower coil and last coil respectively, the yoke sets up in the magnet steel and last magnet steel outside down, and the equidistant setting on the anchor ring of magnetism, and still be provided with in the vertical inslot with vertical groove phase-match's bar magnet steel. The invention can effectively improve the thrust of the voice coil motor to the camera lens assembled in the voice coil motor by changing the magnetic path.)
技术领域
本发明涉及电机技术中的音圈电机领域，更具体地说，涉及一种大推力音圈电机。
背景技术
音圈电机(Voice Coil Motor)作为一种基于安培力原理的直流驱动电机，其在永久磁场内通过改变马达内线圈的直流电流大小来控制输出部件运动。具有结构简单、体积小、噪声低、比推力高、加速度大(超过20倍的重力加速度)、响应速度快(毫秒级)、传动精度高(微米级)、维护方便、可靠性高的优点，同时可在小间隙内进行装配，以避免传动环节存在的间隙不足的装配缺陷，可作为实现摄像头对焦的解决方案。
现有技术中常见的音圈电机通常包括底座、转子、定子以及外壳，其转子被布置在底座上，能在线圈单向通电后通过切割磁感线所产生的安培力的作用下相对于定子上下移动。常规音圈电机的线圈架能相对于基部利用切割磁感线所产生的安培力向一个方向产生推力，并通过弹性体在电磁产生的推力消除时进行结构归位，这使得转子在相对于定子上下移动时不可避免地要同时克服弹性体的弹力和线圈架的自重来对音圈电机进行驱动，而现有技术中的音圈电机多是使用单线圈结构，其容易导致推力不够的情形，在此情况下要增大音圈电机的推力，常见的处理方式为增大缠绕在线圈架或磁体上的线圈的尺寸，这种技术路径会导致音圈电机的整体尺寸增大，而体积较大的外壳几乎不能增加在所述轭的内部所设置的永磁体和线圈的尺寸，从而导致产生的安培力减弱，同时，由于常见的音圈电机多采用合成树脂作为外壳，若增大缠绕在线圈架或磁体上的线圈的尺寸会导致音圈电机更容易易受冲击和/或振动的影响。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种大推力音圈电机，可用以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种大推力音圈电机，包括基座、转子组件、定子组件以及外壳，所述转子组件成型于所述基座上，所述定子组件同心套装于所述转子组件外侧，所述定子组件外侧以及顶面通过所述外壳进行封闭；
所述转子组件包括线轴支架，所述线轴支架的内侧为摄像头镜头装配腔，其腔内设置有与摄像头镜头进行装配固定的装配单元，所述线轴支架的外侧设置有线圈，所述线圈包括两组串联的线圈，两组线圈中的上线圈与水平面平行，所述摄像头镜头装配腔对应设置于上线圈的内侧，而下线圈轮廓线为等腰梯形，且所述等腰梯形的斜边朝向所述摄像头镜头；
所述定子组件包括下磁钢、上磁钢以及磁轭，所述下磁钢对应设置于下线圈外侧并与下线圈保持同心设置，所述上磁钢对应设置于上线圈外侧并与上线圈保持同心设置，而所述磁轭设置于下磁钢与上磁钢外侧，并在对应下磁钢以及上磁钢位置设置有对下磁钢以及上磁钢进行夹角和位置保持的环槽，同时在所述磁轭上还设置有若干上下贯通的竖向槽，所述竖向槽为盲槽，设置于环槽外侧，所述竖向槽在磁轭的环面上等间距设置，并在所述竖向槽内还设置有与所述竖向槽相匹配的条形磁钢。
作为进一步限定，所述外壳包括竖向设置的筒形侧壁以及顶盖，所述筒形侧壁以及所述顶盖均为磁屏蔽材料成型制成，所述筒形侧壁与所述顶盖为可拆卸连接结构；
所述筒形侧壁的外壁环面上成型有若干定位槽，所述定位槽的截面为矩形或者是倒梯形，而所述顶盖在下表面外缘设置有与所述定位槽相匹配的定位凸起，以通过定位凸起与定位槽的配合实现可拆卸连接。
作为进一步限定，所述定子组件的磁轭外侧包绕有复合纸层，所述复合纸层包括作为外层的云母纸以及成型于云母纸内侧的碳纳米管膜层或者是石墨烯膜层。
作为进一步限定，所述转子组件的上部和/或下部设置有弹性体，所述转子组件上部的弹性体设置于所述转子组件的上部与所述外壳之间，而所述转子组件下部的弹性体设置于所述转子组件的下部与所述基座之间。
作为进一步限定，所述装配单元为螺纹装配单元，在所述摄像头镜头装配腔的内侧与待装配镜头的外侧面上设置有相匹配的螺纹面，以通过螺纹旋合方式将摄像头镜头固定于所述线轴支架内侧的摄像头镜头装配腔内。
作为进一步限定，所述转子组件上还设置有线圈支架，成组设置的两组所述线圈装配于所述线圈支架上，并通过粘合剂粘连的方式将所述线圈支架粘连于所述线轴支架的外周面上以实现位置固定。
有益效果：本发明公开了一种大推力音圈电机，这种大推力音圈电机通过在转子组件、定子组件中通过同心设置的两组线圈和磁钢进行配合，从而使得导通电流后的线圈产生交互的磁场，并通过同极相互排斥，异极相互吸引的原理在转子组件的线轴支架内侧产生一个磁场加强区域，在该磁场加强区域内磁场强度得到了有效提高，配合竖向槽内成环状设置的多条条形磁钢进型二次加强，可使得转子组件中的线圈产生更强的作用力，在线圈中绕组数量不变的情况下提高了转子组件上的接受的因电磁感应而产生的推力，使得音圈电机在外径不增加的情况下，扩大其适用范围。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
其中：1、顶盖；2、上弹性体；3、线轴支架；4、摄像头镜头；5、筒形侧壁；6、磁轭；7、条形磁钢；8、上磁钢；9、上线圈；10、装配螺纹面；11、下线圈；12、下磁钢；13、下弹性体；14、基座。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参见图1的一种大推力音圈电机的较佳实施例，在本实施例中，大推力音圈电机包括外侧的基座14以及外壳，基座14和外壳均为磁屏蔽材料成型制成，基座14位于底部，而外壳包括设置于外侧的筒形侧壁5以及位于顶面的顶盖1，其筒形侧壁5为竖向设置的筒体结构，其上部设置有内翻边，并在内翻边位置的外缘设置有凹凸扣接结构，筒形侧壁5在顶面通过该凹凸扣接结构与顶盖1进行可拆卸连接，该技术方式的成型方式更为简单，有利于控制生产成本。
作为另外的实施方式，在其他实施例中，筒形侧壁5可设置为竖直筒体结构，并在筒体外壁环面上成型有若干截面为矩形或者是倒梯形的定位槽，而在顶盖在下表面外缘设置有与该定位槽相匹配的定位凸起，以通过定位凸起与定位槽的配合实现可拆卸连接，在该实施例的技术方案中，通过定位凸起的设置可在筒形侧壁5的侧壁上进行加强，其加强方式类似于加强肋，可以提高音圈电机的外部抗冲击性能，但也会增加生产成本，也会小幅增加音圈电机的尺寸。
基座14以及外壳内侧围出有腔体，并在该腔体内封装有转子组件、定子组件，转子组件与定子组件为同心套装结构，转子组件在内侧而定子组件在外侧，转子组件和定子组件的横截面轮廓形状可以为多边形也可以在圆形，在本实施例中，转子组件和定子组件的横截面轮廓形状均为圆形。
转子组件包括线轴支架3，该线轴支架3的底部成型于基座14上，并在线轴支架3与基座14之间还设置有下弹性体13，线轴支架3为空心柱筒结构，其上部为圆柱形柱筒，而下部为倒锥形柱筒，线轴支架3的上部圆柱形柱筒结构内侧设置有一个空腔，该空腔对应的内侧侧壁上设置有内螺纹面，该空腔为摄像头镜头装配腔，而待装配的摄像头镜头4具有与线轴支架3内侧内螺纹面相匹配的外螺纹面，内螺纹面与外螺纹面组成装配螺纹面10来实现摄像头镜头4在摄像头镜头装配腔内的装配。另外，在线轴支架3的上表面上设置有顶靠线轴支架3的上弹性体2，上弹性体2与下弹性体13具有弹性回复力，通过上弹性体2与下弹性体13的配合可实现摄像头镜头14在非受力条件下的复位，而上线圈9与下线圈11则在线圈单向通电后通过切割磁感线所产生的安培力来获得推力，以抵抗上述弹性回复力以及摄像头镜头4和转子组件的重力而使得摄像头镜头4进行移动。
线轴支架3的外侧设置有上下两组线圈支架独立成型，两组线圈支架分别对应设置于圆柱形柱筒以及倒锥形柱筒的外筒面上，两组线圈支架独立成型，其上均成型有设置有绕线部，并在该绕线部为截面呈圆形的空心柱筒结构，绕线部的柱面上缠绕有表面涂覆有绝缘树脂的长导线以分别得到上线圈9以及下线圈11，其中，上线圈9形成如图所示的与水平面平行的状态，而下线圈11形成如图所示的轮廓线为等腰梯型的状态，且该等腰梯型的斜边朝向摄像头镜头4。上线圈9与下线圈11对应的线圈支架固定分别套装于线轴支架3的上部圆柱形柱筒以及下部倒锥形柱筒上，并通过环氧树脂作为粘合剂进行粘连方式的结构固定。
在本实施例中，定子组件设置于转子组件的外侧，其主体为磁轭6，该磁轭6的外侧包绕有复合纸层(未标出)，该复合纸层包括作为外层的云母纸以及成型于云母纸内侧的碳纳米管膜层或者是石墨烯膜层，可用以作为辅助绝缘结构和辅助磁屏蔽结构。而在磁轭6的内侧成型有上下两组环形槽，并在上下两组环形槽分别通过压力成型方式嵌装有上磁钢8以及下磁钢12，上磁钢8对应设置于上线圈9的外侧并与上线圈9保持同心设置，能通过向上线圈9通电实现切割磁感线；而下磁钢12对应设置于下线圈11的外侧并与下线圈11保持同心设置，能通过向下线圈11通电实现切割磁感线。同时在嵌装上磁钢8以及下磁钢12的环形槽内侧底面上还成型有竖向贯穿的多条竖向槽，这些竖向槽均为盲槽，在磁轭6的环向上等间距设置，并在竖向槽内通过压力成型方式嵌装有条形磁钢7。
在本发明的实施例中，通过上线圈9与上磁钢8的结构设置能获得类同于现有技术的音圈电机的效果，但由于现有技术的音圈电机本身结构限制，环形磁场本身无聚磁能力，存在的问题是聚磁效果不佳，通过线圈的磁场强度低，电机性能不佳情况，而磁轭6在上磁钢8外侧设置的条形磁钢7则能解决这个问题；另外，下线圈11与下磁钢12的设置则能在通电后产生的安培力中产生一个轴向的分力，该分力能够有效保证音圈电机在安培力所产生的推力增加的情况下保证转子组件以及定子组件的同轴度，以保证摄像头镜头4移动的位置精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种基于磁力耦合传动的深海电机及传动方法