一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機(jī)械振動技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器。
【背景技術(shù)】
[0002]振動激勵器(簡稱激振器，又稱作動器)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的振動激勵裝置，在輸入信號的驅(qū)動下，以輸出力的方式激勵目標(biāo)產(chǎn)生預(yù)期的振動。隨著技術(shù)進(jìn)步，在科研、軍事、汽車、娛樂等各個領(lǐng)域，隨著人們對振動產(chǎn)生或控制的需求日益強(qiáng)烈，激振器的應(yīng)用也越來越廣泛。
[0003]根據(jù)換能器件的不同，激振器可分為電磁式、壓電式、磁致伸縮式、液壓式等種類。其中壓電式、磁致伸縮式激振器自身力阻抗較大、容許位移較低，一般適合于中高頻率的激振；液壓式激振器需附加外部液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且容許位移較低，但力值較大；而電磁式激振器附加阻抗小、容許位移大，是需求低頻激振場合的一般選擇。
[0004]根據(jù)結(jié)構(gòu)和安裝方式的不同，激振器又可分為普通激振器和慣性式激振器。普通激振器一般由底座和力輸出端構(gòu)成，安裝時要分別將底座和力輸出端進(jìn)行固定，其安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜且對安裝精度要求較高，但力輸出端處附加阻抗很小，并且激振器下限工作頻率較低，一般應(yīng)用于科研等需求精密測試的場合。與普通激振器不同，慣性式激振器不存在力輸出端，僅需將底座固定即可正常工作，故安裝簡易、應(yīng)用更為廣泛，但其下限工作頻率一般要高于普通激振器。
[0005]隨著激振器應(yīng)用需求的增長，人們對其性能指標(biāo)提出了更高的要求。如何在不增加體積、重量的條件下提高激振器的力輸出能力是目前激振器設(shè)計的主要目的。增大線圈電流是最直接的方法，但此時線圈熱功率同樣增加，這對激振器的散熱性能提出了更高的要求。目前，多數(shù)激振器中，線圈與外殼間通過膠水、膠木彈片等導(dǎo)熱性能不佳的材料進(jìn)行連接，而且接觸面積小，線圈產(chǎn)生的熱量難以有效傳導(dǎo)至外殼上，從而使線圈在大電流下容易積累熱量產(chǎn)生高溫。也有一些激振器通過向內(nèi)部注入冷空氣來降低線圈溫度，但該方法需要復(fù)雜的輔助設(shè)備，并不實用。因此，如何提高有效激振器的散熱性能、抑制線圈的溫度是激振器設(shè)計的重要問題，可直接提升其輸出能力。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于，為解決現(xiàn)有的激振器散熱性能差、能量密度低、安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點，提供一種新型的一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器，利用該慣性式激振器能夠提升激振器的散熱能力，提高其長時間、大功率工作的可靠性。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器，具有雙線圈和單動磁體結(jié)構(gòu)，是一種動鐵式激振器，包括:動磁體、外殼、板簧、上線圈和下線圈。所述的板簧呈圓環(huán)板狀彈性結(jié)構(gòu)，用于將動磁體支撐于外殼內(nèi)，并限制動磁體的非軸向位移，所述動磁體的兩端呈對稱設(shè)置的環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)，使得動磁體產(chǎn)生的磁場沿環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的管壁構(gòu)成回路，在每一環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)端面上均設(shè)有一環(huán)形孔，用于放置線圈，所述的環(huán)形孔將環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔與外界貫通，所述的上線圈、下線圈與外殼呈一體化結(jié)構(gòu)，該上線圈和下線圈的一端對稱設(shè)置于外殼內(nèi)的兩端，其另一端對稱的位于兩個環(huán)形孔內(nèi)，當(dāng)兩線圈通入反向交變電流后，該上線圈、下線圈與動磁體間將產(chǎn)生同向的電磁激勵力，使動磁體和外殼間產(chǎn)生相對運動形成振動的激勵。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的動磁體包括:鐵芯、上永磁體、下永磁體、上軛鐵、下軛鐵；所述的鐵芯呈中空的筒狀結(jié)構(gòu)，其上、下兩端的外壁上均設(shè)有一環(huán)形支架，兩個環(huán)形支架之間沿周向開設(shè)有環(huán)形凹槽；所述的上永磁體安裝于一個環(huán)形支架與上軛鐵之間，使得鐵芯上端、上永磁體和上軛鐵組合后形成一個環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)；所述的下永磁體固定于另一個環(huán)形支架與下軛鐵之間，使得鐵芯下端、下永磁體和下軛鐵組合后形成另一個環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外殼包括:上蓋板、下蓋板及殼體，所述的上蓋板和下蓋板分別覆蓋于殼體的上端口和下端口 ；該上蓋板和下蓋板的中央均設(shè)有一環(huán)形筒，分別作為纏繞上線圈的線圈骨架和下線圈的線圈骨架，所述上線圈和下線圈分別纏繞于環(huán)形筒的末端。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的環(huán)形筒與外殼的連接處有弧形倒角，以增加環(huán)形筒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及散熱功能。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵芯上端的外壁與上軛鐵之間設(shè)有的間隙形成一個環(huán)形孔，該鐵芯下端的外壁與下軛鐵之間設(shè)有的間隙形成另一個環(huán)形孔。此時上線圈、下線圈的主體分別位于由上軛鐵和鐵芯、下軛鐵和鐵芯形成的磁隙中。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述板簧的數(shù)量為兩個；所述的兩個板簧均為圓環(huán)板狀彈性結(jié)構(gòu)，用于支撐動磁體的重量，其中一個板簧的外緣固定于上蓋板和殼體之間，其內(nèi)緣則固定于上軛鐵的外壁上，另一個板簧的外緣固定于下蓋板與殼體之間，其內(nèi)緣固定于下軛鐵的外壁上。所述的上蓋板和下蓋板均可通過其邊緣設(shè)置的凸緣將兩個板簧固定于殼體上。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的上永磁體、下永磁體沿軸向極化，并利用膠水與鐵芯及上軛鐵、下軛鐵固定，并且安裝于鐵芯上后其相對的一面具有相同的極性。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鐵芯、上軛鐵、下軛鐵均利用軟磁材料整體加工成型。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的上永磁體、下永磁體均利用永磁材料整體加工成環(huán)形結(jié)構(gòu)，或采用永磁材料加工成若干扇形結(jié)構(gòu)，并拼接成圓環(huán)。
[0016]本實用新型的一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器優(yōu)點在于:
[0017]本實用新型慣性式激振器中的線圈與外殼進(jìn)行一體化設(shè)計，使得線圈產(chǎn)生的熱量能夠有效傳導(dǎo)至外殼上，線圈的發(fā)熱可直接經(jīng)外殼傳遞至外界，使激振器的散熱性能大大加強(qiáng)，提高其大功率、長期工作的可靠性；將動磁體的兩端設(shè)置呈環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)，使得動磁體產(chǎn)生的磁場沿環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的管壁構(gòu)成回路，使得磁場絕大部分約束于該回路內(nèi)部，從而極大增強(qiáng)環(huán)形孔內(nèi)的磁場，使通電線圈產(chǎn)生更強(qiáng)的力，配合設(shè)置的雙線圈結(jié)構(gòu)，使激振器在相同體積、重量下具有更高的力輸出能力，能夠激勵更強(qiáng)的振動；同時該慣性式激振器可在任意安裝角度下工作，提高了適用范圍。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型實施例中的一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器的剖面視圖。
[0019]附圖標(biāo)識:
[0020]1、動磁體2、外殼3、鐵芯
[0021]4、上永磁體5、下永磁體6、上軛鐵
[0022]7、下軛鐵8、上板簧9、下板簧
[0023]10、上蓋板11、下蓋板12、殼體
[0024]13、上線圈14、下線圈15、環(huán)形支架
[0025]16、環(huán)形筒17、環(huán)形孔18、環(huán)形凹槽
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型所述的一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]如圖1所示，本實用新型提供的一種基于一體化雙線圈結(jié)構(gòu)的慣性式激振器包括:動磁體1、外殼2、上板簧8、下板簧9、上線圈13、下線圈14。所述的上板簧和下板簧9均呈圓環(huán)板狀彈性結(jié)構(gòu)，用于將動磁體I支撐于外殼2內(nèi)，并限制動磁體I的非軸向位移，所述動磁體I的兩端呈對稱設(shè)置的環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)，使得動磁體I產(chǎn)生的磁場沿環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的管壁構(gòu)成回路，在每一環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)端面上均設(shè)有一環(huán)形孔17，用于放置線圈，所述的環(huán)形孔17將環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔與外界貫通，所述的上線圈13、下線圈14與外殼2呈一體化結(jié)構(gòu)，該上線圈13和下線圈14的一端對稱設(shè)置于外殼2內(nèi)的兩端，其另一端對稱的位于兩個環(huán)形孔17內(nèi)，當(dāng)通入反向交變電流后，該上線圈13、下線圈14與動磁體I間將產(chǎn)生同向的電磁激勵力，使動磁體I和外殼2間產(chǎn)生相對運動形成振動的激勵。所述上線圈13、下線圈14通以反向電流，可采用級聯(lián)或并聯(lián)方式利用外部功放進(jìn)行驅(qū)動。
[0028]基于上述結(jié)構(gòu)的慣性式激振器，如圖1所示，在本實施例中，所述動磁體I包括:鐵芯3、上永磁體4、下永磁體5、上軛鐵6、下軛鐵7 ;所述鐵芯3是一次加工成型的特殊旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，其包括中央的筒狀結(jié)構(gòu)和在該鐵芯上、下兩端的外壁上設(shè)置的兩個環(huán)形支架15 ;所述上永磁體4、下永磁體5體均可設(shè)計為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，分別安裝于上述兩個環(huán)形支架15上；所述上軛鐵6和下軛鐵7為特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分別安裝于上永磁體4和下永磁體5上。在本實施例中，所述動磁體I可由鐵芯3、上永磁體4、下永磁體5、上軛鐵6、下軛鐵7組合粘接而成，使得鐵芯3上端、上永磁體4和上軛鐵6組合后形成一個環(huán)形管狀結(jié)構(gòu)，鐵芯3下端、下永磁體5和下軛鐵7組合后形