[发明专利]基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机

权利要求书

1.基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：包括外层定子、内层动子、永磁体、支撑轴、线圈绕组、直线轴承、谐振弹簧与端盖；

外层定子为具有圆筒状通道的结构，内层动子为圆筒状结构，内层动子位于外层定子内部；

所述外层定子内侧壁周向上等间距开有至少2个线圈绕组槽，用来设置线圈绕组；

所述内层动子两端具有外凸边缘；内层动子外壁周向上安装有永磁体，永磁体采用哈尔巴赫阵列排布方式；内层动子内部设置有支撑轴，支撑轴两端贯穿于内层动子两端，且通过端盖将支撑轴两端分别与外层定子两端固定锁紧；支撑轴中部套接有直线轴承，支撑轴上还套接有两个谐振弹簧，两个谐振弹簧分别位于直线轴承两端；谐振弹簧与内层动子间位置相对固定；直线轴承与内层动子位置相对固定；

内层动子左端或右端设计为至少两瓣式连接体，连接体穿过与外层定子左端或右端固连的端面后，通过具有球铰的外部设备连接头，实现与外部执行机构相连；

上述结构中内层动子、支撑轴、外层定子同轴，且直线轴承中心处到外层定子左右两侧端盖中心处的距离相等。

2.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述外层定子为具有圆筒状通道的长方体结构。

3.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述内层动子两端外凸边缘的外壁与外层定子内壁间具有1mm气隙距离。

4.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述内层动子的行程s与相邻两线圈绕组槽的间距成正比，且小于两线圈绕组槽的间距。

5.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述线圈绕组槽外层定子内侧壁周向上开有等间距24mm的六个线圈绕组槽。

6.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述内层动子内侧壁中部周向上设计有环形凸台，由此在环形凸台左右两端面与内层动子左右两端固定的端盖间形成谐振弹簧设置腔，将谐振弹簧一端与环形凸台端面贴合，另一端与端盖贴合，实现谐振弹簧与内层动子间的相对定位；直线轴承与环形凸台内壁间具有过盈配合，且直线轴承的两端分别与固定在内层动子内侧壁中的两个卡簧贴合，由此实现直线轴承与内层动子间的相对固定。

7.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：两个谐振弹簧刚度相同，均为40～80N/mm，且两个谐振弹簧预压缩量相同。

8.如权利要求7所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：本发明中谐振弹簧7的刚度为K＝4π²f²m，其中f为内层动子运动频率，m为内层动子的质量，且每个谐振弹簧的预压缩量大于s/2，最大压缩量大于s。

9.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：所述内层动子的左端面、右端面与左端盖、右端盖间的距离大于s。

10.如权利要求1所述基于哈尔巴赫阵列自屏蔽特性的直驱泵用直线振荡电机，其特征在于：端盖采用十字法兰结构，由此将内层动子左端或右端的连接体设计为与十字法兰相配合的四瓣式结构连接体，四瓣式结构连接体可穿过十字法兰与外部柱塞等执行机构相连。