本发明专利技术提供了一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器，包括：动磁体(1)、上线圈(13)、下线圈(14)、板簧和外壳(2)；所述动磁体(1)的两端呈对称设置的环形管状结构，使得动磁体(1)产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，所述的上线圈(13)、下线圈(14)与外壳(2)呈一体化结构，该上线圈(13)和下线圈(14)的一端对称的位于两个环形孔(17)内，当通入反向交变电流后，该上线圈(13)、下线圈(14)与动磁体(1)间将产生同向的电磁激励力，使动磁体(1)和外壳(2)间产生相对运动形成振动的激励。该惯性式激振器利用外壳和线圈一体化的结构提升了激振器的散热能力，提高其长时间、大功率工作的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械振动
，特别涉及一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器。
技术介绍
振动激励器(简称激振器，又称作动器)是一种将电能转化为机械能的振动激励装置，在输入信号的驱动下，以输出力的方式激励目标产生预期的振动。随着技术进步，在科研、军事、汽车、娱乐等各个领域，随着人们对振动产生或控制的需求日益强烈，激振器的应用也越来越广泛。根据换能器件的不同，激振器可分为电磁式、压电式、磁致伸缩式、液压式等种类。其中压电式、磁致伸缩式激振器自身力阻抗较大、容许位移较低，一般适合于中高频率的激振；液压式激振器需附加外部液压系统，结构复杂且容许位移较低，但力值较大；而电磁式激振器附加阻抗小、容许位移大，是需求低频激振场合的一般选择。根据结构和安装方式的不同，激振器又可分为普通激振器和惯性式激振器。普通激振器一般由底座和力输出端构成，安装时要分别将底座和力输出端进行固定，其安装结构复杂且对安装精度要求较高，但力输出端处附加阻抗很小，并且激振器下限工作频率较低，一般应用于科研等需求精密测试的场合。与普通激振器不同，惯性式激振器不存在力输出端，仅需将底座固定即可正常工作，故安装简易、应用更为广泛，但其下限工作频率一般要高于普通激振器。随着激振器应用需求的增长，人们对其性能指标提出了更高的要求。如何在不增加体积、重量的条件下提高激振器的力输出能力是目前激振器设计的主要目的。增大线圈电流是最直接的方法，但此时线圈热功率同样增加，这对激振器的散热性能提出了更高的要求。目前，多数激振器中，线圈与外壳间通过胶水、胶木弹片等导热性能不佳的材料进行连接，而且接触面积小，线圈产生的热量难以有效传导至外壳上，从而使线圈在大电流下容易积累热量产生高温。也有一些激振器通过向内部注入冷空气来降低线圈温度，但该方法需要复杂的辅助设备，并不实用。因此，如何提高有效激振器的散热性能、抑制线圈的温度是激振器设计的重要问题，可直接提升其输出能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为解决现有的激振器散热性能差、能量密度低、安装结构复杂的缺点，提供一种新型的一体化双线圈结构的惯性式激振器，利用该惯性式激振器能够提升激振器的散热能力，提高其长时间、大功率工作的可靠性。为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器，具有双线圈和单动磁体结构，是一种动铁式激振器，包括：动磁体、外壳、板簧、上线圈和下线圈。所述的板簧呈圆环板状弹性结构，用于将动磁体支撑于外壳内，并限制动磁体的非轴向位移，所述动磁体的两端呈对称设置的环形管状结构，使得动磁体产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，在每一环形管状结构的外侧端面上均设有一环形孔，用于放置线圈，所述的环形孔将环形管状结构的内腔与外界贯通，所述的上线圈、下线圈与外壳呈一体化结构，该上线圈和下线圈的一端对称设置于外壳内的两端，其另一端对称的位于两个环形孔内，当两线圈通入反向交变电流后，该上线圈、下线圈与动磁体间将产生同向的电磁激励力，使动磁体和外壳间产生相对运动形成振动的激励。作为上述技术方案的进一步改进，所述的动磁体包括：铁芯、上永磁体、下永磁体、上轭铁、下轭铁；所述的铁芯呈中空的筒状结构，其上、下两端的外壁上均设有一环形支架，两个环形支架之间沿周向开设有环形凹槽；所述的上永磁体安装于一个环形支架与上轭铁之间，使得铁芯上端、上永磁体和上轭铁组合后形成一个环形管状结构；所述的下永磁体固定于另一个环形支架与下轭铁之间，使得铁芯下端、下永磁体和下轭铁组合后形成另一个环形管状结构。作为上述技术方案的进一步改进，所述的外壳包括：上盖板、下盖板及壳体，所述的上盖板和下盖板分别覆盖于壳体的上端口和下端口；该上盖板和下盖板的中央均设有一环形筒，分别作为缠绕上线圈的线圈骨架和下线圈的线圈骨架，所述上线圈和下线圈分别缠绕于环形筒的末端。作为上述技术方案的进一步改进，所述的环形筒与外壳的连接处有弧形倒角，以增加环形筒的结构强度及散热功能。作为上述技术方案的进一步改进，所述铁芯上端的外壁与上轭铁之间设有的间隙形成一个环形孔，该铁芯下端的外壁与下轭铁之间设有的间隙形成另一个环形孔。此时上线圈、下线圈的主体分别位于由上轭铁和铁芯、下轭铁和铁芯形成的磁隙中。作为上述技术方案的进一步改进，所述板簧的数量为两个；所述的两个板簧均为圆环板状弹性结构，用于支撑动磁体的重量，其中一个板簧的外缘固定于上盖板和壳体之间，其内缘则固定于上轭铁的外壁上，另一个板簧的外缘固定于下盖板与壳体之间，其内缘固定于下轭铁的外壁上。所述的上盖板和下盖板均可通过其边缘设置的凸缘将两个板簧固定于壳体上。作为上述技术方案的进一步改进，所述的上永磁体、下永磁体沿轴向极化，并利用胶水与铁芯及上轭铁、下轭铁固定，并且安装于铁芯上后其相对的一面具有相同的极性。作为上述技术方案的进一步改进，所述的铁芯、上轭铁、下轭铁均利用软磁材料整体加工成型。作为上述技术方案的进一步改进，所述的上永磁体、下永磁体均利用永磁材料整体加工成环形结构，或采用永磁材料加工成若干扇形结构，并拼接成圆环。本专利技术的一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器优点在于：本专利技术惯性式激振器中的线圈与外壳进行一体化设计，使得线圈产生的热量能够有效传导至外壳上，线圈的发热可直接经外壳传递至外界，使激振器的散热性能大大加强，提高其大功率、长期工作的可靠性；将动磁体的两端设置呈环形管状结构，使得动磁体产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，使得磁场绝大部分约束于该回路内部，从而极大增强环形孔内的磁场，使通电线圈产生更强的力，配合设置的双线圈结构，使激振器在相同体积、重量下具有更高的力输出能力，能够激励更强的振动；同时该惯性式激振器可在任意安装角度下工作，提高了适用范围。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器的剖面视图。附图标识：1、动磁体2、外壳3、铁芯4、上永磁体5、下永磁体6、上轭铁7、下轭铁8、上板簧9、下板簧10、上盖板11、下盖板12、壳体13、上线圈14、下线圈15、环形支架16、环形筒17、环形孔18、环形凹槽具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术所述的一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供的一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器包括：动磁体1、外壳2、上板簧8、下板簧9、上线圈13、下线圈14。所述的上板簧和下板簧9均呈圆环板状弹性结构，用于将动磁体1支撑于外壳2内，并限制动磁体1的非轴向位移，所述动磁体1的两端呈对称设置的环形管状结构，使得动磁体1产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，在每一环形管状结构的外侧端面上均设有一环形孔17，用于放置线圈，所述的环形孔17将环形管状结构的内腔与外界贯通，所述的上线圈13、下线圈14与外壳2呈一体化结构，该上线圈13和下线圈14的一端对称设置于外壳2内的两端，其另一端对称的位于两个环形孔17内，当通入反向交变电流后，该上线圈13、下线圈14与动磁体1间将产生同向的电磁激励力，使动磁体1和外壳2间产生相对运动形成振动的激励。所述上线圈13、下线圈14通以反向电流，可采用级联或并联方式利用外部功放进行驱动。基于上述结构的惯性式激振器，如图1所示，在本实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器，其特征在于，包括：动磁体(1)、上线圈(13)、下线圈(14)、板簧和外壳(2)；所述的板簧呈圆环板状弹性结构，用于将动磁体(1)支撑于外壳(2)内，并限制动磁体(1)的非轴向位移，所述动磁体(1)的两端呈对称设置的环形管状结构，使得动磁体(1)产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，在每一环形管状结构的外侧端面上均设有一环形孔(17)，用于放置线圈，所述的环形孔(17)将环形管状结构的内腔与外界贯通，所述的上线圈(13)、下线圈(14)与外壳(2)呈一体化结构，该上线圈(13)和下线圈(14)的一端对称设置于外壳(2)内的两端，其另一端对称的位于两个环形孔(17)内，当两线圈通入反向交变电流后，该上线圈(13)、下线圈(14)与动磁体(1)间将产生同向的电磁激励力，使动磁体(1)和外壳(2)间产生相对运动形成振动的激励。
【技术特征摘要】
1.一种基于一体化双线圈结构的惯性式激振器，其特征在于，包括：动磁体(1)、上线圈(13)、下线圈(14)、板簧和外壳(2)；所述的板簧呈圆环板状弹性结构，用于将动磁体(1)支撑于外壳(2)内，并限制动磁体(1)的非轴向位移，所述动磁体(1)的两端呈对称设置的环形管状结构，使得动磁体(1)产生的磁场沿环形管状结构的管壁构成回路，在每一环形管状结构的外侧端面上均设有一环形孔(17)，用于放置线圈，所述的环形孔(17)将环形管状结构的内腔与外界贯通，所述的上线圈(13)、下线圈(14)与外壳(2)呈一体化结构，该上线圈(13)和下线圈(14)的一端对称设置于外壳(2)内的两端，其另一端对称的位于两个环形孔(17)内，当两线圈通入反向交变电流后，该上线圈(13)、下线圈(14)与动磁体(1)间将产生同向的电磁激励力，使动磁体(1)和外壳(2)间产生相对运动形成振动的激励。2.根据权利要求1所述的基于一体化双线圈结构的惯性式激振器，其特征在于，所述的动磁体(1)包括：铁芯(3)、上永磁体(4)、下永磁体(5)、上轭铁(6)和下轭铁(7)；所述的铁芯(3)呈中空的筒状结构，其上端和下端的外壁上均设有一环形支架(15)，两个环形支架(15)之间沿周向开设有环形凹槽(18)；所述的上永磁体(4)固定于一个环形支架(15)与上轭铁(6)之间，使得铁芯(3)上端、上永磁体(4)和上轭铁(6)组合后形成一个环形管状结构；所述的下永磁体(5)固定于另一个环形支架(15)与下轭铁(7)之间，使得铁芯(3)下端、下永磁体(5)和下轭铁(7)组合后形成另一个环形管状结构；上永磁体(4)、下永磁体(5)相...
【专利技术属性】
技术研发人员：马龙华，安峰岩，孙红灵，程晓斌，杨军，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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