电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块实用新型专利

专利名称：电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202311169154.9

专利申请（专利权）人：之江实验室
权利人地址：浙江省杭州市余杭区中泰街道科创大道之江实验室

专利发明（设计）人：陶文韬,阮刘霞,刘畅,梁宏博,毛方涛,杨文珍

专利摘要：本公开是关于一种电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块。电磁致动器包括壳体、支撑架、线圈体和移动件。所述支撑架设于所述壳体内，与所述壳体内壁合围形成管状区段。所述线圈体沿所述管状区段的轴向方向环绕所述支撑架设置；至少部分所述移动件设于所述管状区段内，并在所述管状区段内往复运动或保持静止。所述线圈体通电产生磁场，所述移动件在所述磁场中受到电磁力，通过改变所述线圈体的通电的大小或方向改变所述电磁力的大小或方向，以改变所述移动件的运动速度和方向。如此，能够使电磁致动器实现来回往返的全程中均受控地运动以及在任意位置的悬停。

主权利要求：
1.一种电磁致动器，其特征在于，包括：
壳体；
支撑架，设于所述壳体内，与所述壳体内壁合围形成管状区段；
线圈体，沿所述管状区段的轴向方向环绕所述支撑架设置；及
移动件，至少部分所述移动件设于所述管状区段内，并在所述管状区段内往复运动或保持静止；
所述线圈体通电产生磁场，所述移动件在所述磁场中受到电磁力，通过改变所述线圈体的通电方向改变所述电磁力的方向，以改变所述移动件的运动方向；
所述电磁致动器还包括设于所述支撑架的磁感件，所述磁感件设于所述管状区段的端部；所述磁感件可在线圈体通电产生的磁场中被磁化；
所述磁感件包括第一磁感件和第二磁感件，所述第一磁感件设于所述管状区段的一端，所述第二磁感件设于所述管状区段的另一端；所述移动件在所述第一磁感件和所述第二磁感件之间往复运动或保持静止；
所述线圈体包括第一线圈绕组和第二线圈绕组，所述第一线圈绕组通电后磁化所述第一磁感件，所述第二线圈绕组通电后磁化所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相同或相反；
所述第一磁感件的磁场强度通过选择相应的所述第一线圈绕组的通电方向、通电电流大小控制；
所述第二磁感件的磁场强度通过选择相应的所述第二线圈绕组的通电方向、通电电流大小控制。
2.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，所述第一磁感件和所述第二磁感件之间的行程段沿所述管状区段径向方向的投影，位于所述线圈体的绕设区间内。
3.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，所述移动件在所述第一线圈绕组通电和所述第一磁感件共同产生的磁场中受到第一电磁力；和/或所述移动件受到所述第一磁感件在所述第一线圈绕组通电或未通电时的第一永磁力；
和/或
所述移动件在所述第二线圈绕组通电和所述第二磁感件共同产生的磁场中受到第二电磁力；和/或所述移动件受到所述第二磁感件在所述第二线圈绕组通电或未通电时的第二永磁力。
4.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，所述线圈体在所述第一磁感件处的绕向与在所述第二磁感件处的绕向相同，所述线圈体通电后磁化所述第一磁感件和所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相同；或所述线圈体在所述第一磁感件处的绕向与在所述第二磁感件处的绕向相反，所述线圈体通电后磁化所述第一磁感件和所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相反。
5.如权利要求4所述的电磁致动器，其特征在于，所述移动件在所述线圈体通电、所述第一磁感件和所述第二磁感件共同产生的磁场中受到电磁力；和/或所述移动件受到所述第一磁感件在所述线圈体通电或未通电时的第一永磁力；和/或所述移动件受到所述第二磁感件在所述线圈体通电或未通电时的第二永磁力。
6.如权利要求1至5任一项所述的电磁致动器，其特征在于，所述移动件包括动子和与所述动子连接的移动轴；所述动子设于所述管状区段内，并在所述管状区段内往复运动或保持静止；所述移动轴沿所述管状区段的轴向方向延伸，并穿出所述壳体。
7.如权利要求6所述的电磁致动器，其特征在于，所述动子采用永磁材料，所述移动轴采用非磁性材料。
8.如权利要求1所述的电磁致动器，其特征在于，所述支撑架包括绕线部和固定部，所述管状区段穿设于所述绕线部和所述固定部，所述线圈体绕设于所述绕线部，所述固定部连接于所述绕线部沿所述管状区段的轴向方向上的至少一端。
9.如权利要求8所述的电磁致动器，其特征在于，所述绕线部包括绕线管和分隔板，所述分隔板将所述绕线管沿所述管状区段的轴向方向分隔成多段绕线区域。
10.如权利要求8所述的电磁致动器，其特征在于，所述固定部在第一方向上设有凸台，在第二方向上设有凹槽，所述第一方向和所述第二方向均与所述管状区段的轴向方向相交；所述凸台的宽度和所述凹槽的宽度相等。
11.如权利要求10所述的电磁致动器，其特征在于，所述电磁致动器还包括针脚，穿设于所述凸台内，所述线圈体通过所述针脚通电。
12.一种电磁阀，其特征在于，包括：如权利要求1至11任一项所述的电磁致动器、活塞和阀体；所述阀体设有至少两个阀口，所述活塞和所述电磁致动器的移动件连接，所述移动件带动所述活塞运动，使所述活塞调节其中至少一个所述阀口的开口大小。
13.一种触觉显示模块，其特征在于，包括多个如权利要求1至11任一项所述的电磁致动器和主板，所述多个电磁致动器阵列排布于所述主板。 说明书 : 电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块技术领域[0001] 本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块。背景技术[0002] 电磁致动器是指基于电磁原理进行能量转换的致动器，将电能和机械能相互转换。能量转换发生在所谓的气隙中，气隙将致动器的固定构件(定子或固定触点)和移动构件(转子或移动触点)分开。电磁致动器按运动形式能够分为二类，电磁驱动旋转致动器和电磁驱动直线致动器。[0003] 现有的电磁致动器仅具有单程受控地运动以及特定位置的悬停的功能，因此，亟需一种电磁致动器，能够实现来回往返的全程中均受控地运动以及在任意位置的悬停。发明内容[0004] 本公开的目的在于提供一种电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块，能够使电磁致动器实现来回往返的全程中均受控地运动以及在任意位置的悬停。[0005] 本公开实施例提供一种电磁致动器，包括壳体、支撑架、线圈体和移动件；所述支撑架设于所述壳体内，与所述壳体内壁合围形成管状区段；所述线圈体沿所述管状区段的轴向方向环绕所述支撑架设置；至少部分所述移动件设于所述管状区段内，并在所述管状区段内往复运动或保持静止；所述线圈体通电产生磁场，所述移动件在所述磁场中受到电磁力，通过改变所述线圈体的通电方向改变所述电磁力的方向，以改变所述移动件的运动方向。[0006] 在其中一个实施例中，所述电磁致动器还包括设于所述支撑架的磁感件，所述磁感件设于所述管状区段的端部。[0007] 在其中一个实施例中，所述磁感件包括第一磁感件和第二磁感件，所述第一磁感件设于所述管状区段的一端，所述第二磁感件设于所述管状区段的另一端；所述移动件在所述第一磁感件和所述第二磁感件之间往复运动或保持静止。[0008] 在其中一个实施例中，所述第一磁感件和所述第二磁感件之间的行程段沿所述管状区段径向方向的投影，位于所述线圈体的绕设区间内。[0009] 在其中一个实施例中，所述线圈体包括第一线圈绕组和第二线圈绕组，所述第一线圈绕组通电后磁化所述第一磁感件，所述第二线圈绕组通电后磁化所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相同或相反。[0010] 在其中一个实施例中，所述移动件在所述第一线圈绕组通电和所述第一磁感件共同产生的磁场中受到第一电磁力；和/或[0011] 所述移动件受到所述第一磁感件在所述第一线圈绕组通电或未通电时的第一永磁力；和/或[0012] 所述移动件在所述第二线圈绕组通电和所述第二磁感件共同产生的磁场中受到第二电磁力；和/或[0013] 所述移动件受到所述第二磁感件在所述第二线圈绕组通电或未通电时的第二永磁力；和/或[0014] 所述第一磁感件的磁场强度通过选择相应的所述第一线圈绕组的通电方向、通电电流大小控制；[0015] 所述第二磁感件的磁场强度通过选择相应的所述第二线圈绕组的通电方向、通电电流大小控制。[0016] 在其中一个实施例中，所述线圈体在所述第一磁感件处的绕向与在所述第二磁感件处的绕向相同，所述线圈体通电后磁化所述第一磁感件和所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相同；或[0017] 所述线圈体在所述第一磁感件处的绕向与在所述第二磁感件处的绕向相反，所述线圈体通电后磁化所述第一磁感件和所述第二磁感件，所述第一磁感件和所述第二磁感件的磁场强度的矢量方向相反。[0018] 在其中一个实施例中，所述移动件在所述线圈体通电、所述第一磁感件和所述第二磁感件共同产生的磁场中受到电磁力；和/或[0019] 所述移动件受到所述第一磁感件在所述线圈体通电或未通电时的第一永磁力；和/或[0020] 所述移动件受到所述第二磁感件在所述线圈体通电或未通电时的第二永磁力；和/或[0021] 所述第一磁感件的磁场强度和所述第二磁感件的磁场强度通过选择相应的所述线圈体的通电方向、通电电流大小控制。[0022] 在其中一个实施例中，所述移动件包括动子和与所述动子连接的移动轴；所述动子设于所述管状区段内，并在所述管状区段内往复运动或保持静止；所述移动轴沿所述管状区段的轴向方向延伸，并穿出所述壳体。[0023] 在其中一个实施例中，所述动子采用永磁材料，所述移动轴采用非磁性材料。[0024] 在其中一个实施例中，所述支撑架包括绕线部和固定部，所述管状区段穿设于所述绕线部和所述固定部，所述线圈体绕设于所述绕线部，所述固定部连接于所述绕线部沿所述管状区段的轴向方向上的至少一端。[0025] 在其中一个实施例中，所述绕线部包括绕线管和分隔板，所述分隔板将所述绕线管沿所述管状区段的轴向方向分隔成多段绕线区域。[0026] 在其中一个实施例中，所述固定部在第一方向上设有凸台，在第二方向上设有凹槽，所述第一方向和所述第二方向均与所述管状区段的轴向方向相交；所述凸台的宽度和所述凹槽的宽度相等。[0027] 在其中一个实施例中，所述电磁致动器还包括针脚，穿设于所述凸台内，所述线圈体通过所述针脚通电。[0028] 本公开的电磁致动器实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：[0029] 当线圈体正向通电时，移动件受到自管状区段的一端指向另一端的电磁力，移动件能够从管状区段的一端向另一端正向运动。当线圈体反向通电时，移动件受到自管状区段的另一端指向一端的电磁力，移动件能够从管状区段的另一端向一端反向运动。如此，实现了移动件在管状区段中来回往返运动，并且往返运动的全程中均受到电磁力控制，运动速度等参数可调控。并且，当线圈体未通电时，移动件不受力，能够在管状区段中保持静止，产生悬停的效果。[0030] 本公开实施例提供一种电磁阀，包括：如上述任一实施例所述的电磁致动器、活塞和阀体；所述阀体设有至少两个阀口，所述活塞和所述电磁致动器的移动件连接，所述移动件带动所述活塞运动，使所述活塞调节其中至少一个所述阀口的开口大小。[0031] 本公开的电磁阀实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：[0032] 在电磁阀中应用上述任一实施例的电磁致动器，能够稳定调节阀口221的开口大小，从而精准调控电磁阀2中通过的气体或液体的流量。[0033] 本公开实施例提供一种触觉显示模块，包括上述任一实施例所述的电磁致动器和主板，所述多个电磁致动器阵列排布于所述主板。[0034] 本公开的电磁阀实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：[0035] 在触觉显示模块中应用上述任一实施例的电磁致动器，能够达到更加准确的显示效果以及更加方便地实现扩展。[0036] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明[0037] 附图说明构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。[0038] 为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0039] 图1所示为一实施例中的电磁致动器的结构示意图。[0040] 图2所示为一实施例中的电磁致动器的纵向剖视图。[0041] 图3所示为另一实施例中的电磁致动器的纵向剖视图。[0042] 图4所示为一实施例中的支撑架的结构示意图。[0043] 图5为图4所示支撑架另一视角的结构示意图。[0044] 图6所示为另一实施例中支撑架的结构示意图。[0045] 图7所示为一实施例中的多个电磁致动器装配的结构示意图。[0046] 图8所示为另一实施例中的多个电磁致动器装配的结构示意图。[0047] 图9为图2所示电磁致动器中的动子移动至第一磁感件处的纵向剖视图。[0048] 图10为图2所示电磁致动器中的动子移动至第二磁感件处的纵向剖视图。[0049] 图11所示为一实施例中的第一磁感件的结构示意图。[0050] 图12所示为一实施例中的第二磁感件的结构示意图。[0051] 图13所示为一实施例中的封盖的结构示意图。[0052] 图14所示为一实施例中的电磁阀的结构示意图。[0053] 图15所示为另一实施例中的电磁阀的结构示意图。[0054] 图16所示为一实施例中的触觉显示模块的结构示意图。[0055] 图17所示为另一实施例中的触觉显示模块的结构示意图。[0056] 图18所示为又一实施例中的触觉显示模块的结构示意图。具体实施方式[0057] 为使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本公开进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本公开，并不限定本公开的保护范围。[0058] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。[0059] 下面结合附图，对本公开的电磁致动器、电磁阀和触觉显示模块进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。[0060] 在本公开的一个实施例中，参照图1和图2所示，提供一种电磁致动器1，包括壳体11、支撑架12、线圈体13和移动件14。其中，支撑架12设于壳体11内，与壳体11内壁合围形成管状区段12a。线圈体13沿管状区段12a的轴向方向环绕支撑架12设置。至少部分移动件14设于管状区段12a内，并在管状区段12a内往复运动或保持静止。线圈体13通电产生磁场，移动件14在磁场中受到电磁力，通过改变线圈体13的通电方向改变电磁力的方向，以改变移动件14的运动方向。[0061] 当线圈体13正向通电时，移动件14受到自管状区段12a的一端指向另一端的电磁力，移动件14能够从管状区段12a的一端向另一端正向运动。当线圈体13反向通电时，移动件14受到自管状区段12a的另一端指向一端的电磁力，移动件14能够从管状区段12a的另一端向一端反向运动。如此，实现了移动件14在管状区段12a中来回往返运动，并且往返运动的全程中均受到电磁力控制，运动速度等参数可调控。[0062] 并且，当线圈体13未通电时，移动件14不受力，能够在管状区段12a中保持静止，产生悬停的效果。[0063] 在一些实施例中，通过改变线圈体13的通电方向改变电磁力的方向，能够实现高效运动响应。[0064] 在一些实施例中，通过调节线圈体13的通电电流大小，改变磁场大小，从而改变电磁力的大小，最终改变移动件14的运动速度。[0065] 在一些实施例中，当需要在某一位置处悬停时，可以提前减小通电电流，以减小移动件14的运动速度，直至移动件14悬停在所需位置处。可以理解地，通过此方式，能够实现移动件14在管状区段12a中的任意位置悬停。[0066] 在另一些实施例中，移动件14与壳体11和/或支撑架12之间存在摩擦力，当移动件14受到的电磁力和摩擦力相等时，移动件14可实现悬停。[0067] 上述悬停方式能耗小、控制精度高，能够有效解决相关技术中电磁致动器易发热、能耗高、精度差的问题。[0068] 关于电磁致动器1的具体结构，在一些实施例中，继续参照图1和图2所示，壳体11包括封壳111和封盖112，封壳111设为中空，具有一敞口，封盖112密封于敞口处，两者连接构成封闭的腔室113，将磁场线封闭于腔室113内。封壳111和封盖112可以通过螺钉17固接，参照图13所示，封盖112上设有第一装配孔1121供螺钉17穿设。支撑架12、线圈体13和至少部分移动件14设置于腔室113内。[0069] 封壳111和封盖112可以采用含铁量大于99.8％的工业纯铁，进行喷漆防锈处理。[0070] 在本实施例中，电磁致动器1还包括封套18，套设于线圈体13外。封套18可以采用PVC塑料薄膜，套装在线圈体13的外围，经加热后把线圈体13紧密包裹住，防止线圈体13与封壳111短路。[0071] 在一些实施例中，参照图2所示，支撑架12设置为管状，线圈体13绕设于支撑架12的外表面。支撑架12的一端与与封壳111的内表面抵接，支撑架12的另一端与封盖112的内表面抵接，支撑架12的管内空间两端被壳体11封堵，构成管状区段12a。[0072] 在一些实施例中，部分移动件14位于管状区段12a内，部分移动件14穿出壳体11，如此，电磁致动器1能够将运动向外界传输。[0073] 具体地，在本实施例中，参照图2所示，移动件14包括动子141和与动子141连接的移动轴142。动子141设于管状区段12a内，并在管状区段12a内往复运动或保持静止。移动轴142沿管状区段12a的轴向方向延伸，并穿出壳体11。[0074] 在一些实施例中，继续参照图2所示，动子141设为圆柱体，与管状区段12a相适应，便于运动。动子141的直径略大于移动轴142的直径，壳体11上开设通孔114供移动轴142穿出，通孔114的直径小于动子141的直径，保证动子141始终位于管状区段12a内。[0075] 在一些实施例中，移动轴142和通孔114的内壁之间设有油封。移动轴142和通孔114的内壁之间可以设置适当的摩擦力。[0076] 在本实施例中，移动轴142自一处穿出壳体11。在另一些实施例中，移动轴142自两处穿出壳体11。[0077] 在一些实施例中，动子141采用永磁材料，移动轴142采用非磁性材料。如此，仅动子141受电磁力的作用。动子141始终位于管状区段12a内，体积保持固定，而移动轴142随着运动不断改变在管状区段12a内的长度，体积不断变化。因此，将体积保持固定的动子141设置为永磁材料，作为运动源，便于计算动子141受到的电磁力，方便设计动子141的运动。[0078] 在本实施例中，动子141采用Nd2Fe14B稀土粉末制成，为牌号N35的钕铁硼磁铁。移动轴142采用不锈钢制成，可以是1Cr18Ni9Ti无磁钢。[0079] 在一些实施例中，参照图3所示，电磁致动器1还包括设于支撑架12的磁感件16，磁感件16设于管状区段12a的端部。如此，一方面，磁感件16在线圈体13通电产生的磁场中能够被磁化，产生磁性。由于磁感件16磁极方向的不同，磁感件16和动子141之间能够产生吸力和斥力。当动子141运动至磁感件16处时，若磁感件16和动子141之间产生吸力，使得动子141和磁感件16紧密接触，动子141能够有效悬停在此处。若磁感件16和动子141之间产生斥力，磁感件16能够推出动子141，提升电磁致动器1的运行效率。另一方面，磁感件16在线圈体13通电及未通电时均能够与采用永磁材料制成的动子141之间相互吸引，因此，在一些实施例中，当动子141运动至磁感件16处时，可以将线圈体13断电，动子141吸附于磁感件16，实现无能耗的止停。[0080] 具体地，在本实施例中，磁感件16从支撑架12的一端插入支撑架12的管内空间。[0081] 在一些实施例中，磁感件16可以采用铁基非晶合金，使用本材料能够使得磁感件16具有狭窄的B‑H回路，具有高导磁性和低损耗的特点，电阻率比晶体合金高出2‑3倍，这样也有利于减少涡流损耗。磁感件16还可以采用含铁量大于99.8％的工业纯铁等材料。含铁量大于99.8％的工业纯铁可以进行喷漆防锈处理。[0082] 在一些实施例中，参照图3至图6所示，支撑架12包括绕线部121和固定部122，管状区段12a穿设于绕线部121和固定部122，线圈体13绕设于绕线部121，固定部122设于绕线部121沿管状区段12a的轴向方向上的至少一端。[0083] 管状区段12a贯穿整个支撑架12设置以获得更多的空间。绕线部121和固定部122沿管状区段12a的轴向方向连接。在图4至图6所示实施例中，支撑架12包括绕线部121和设于绕线部121一端上的固定部122。在另一些实施例中，支撑架12包括绕线部121和设于绕线部121两端上的两个固定部122。[0084] 在图4至图6所示实施例中，绕线部121的一端和固定部122连接，另一端设有环形凸起123，用于对线圈体13进行限位。管状区段12a也贯穿环形凸起123设置。进一步地，环形凸起123的直径设置为与封壳111的内径相等，使得环形凸起123在管状区段12a的径向方向上与封壳111的内壁抵接，以便固定支撑架12。[0085] 进一步地，在一些实施例中，继续参照图4至图6所示，绕线部121包括绕线管1211和分隔板1212，分隔板1212将绕线管1211沿管状区段12a的轴向方向分隔成多段绕线区域12121。将长度较长的绕线管1211分隔成长度较短的多段绕线区域12121，能够使得线圈体13的绕设更均匀。[0086] 在一些实施例中，分隔板1212上设置有线槽12122，供线圈体13穿过，以便连接不同绕线区域的线圈体13。具体地，分隔板1212上可设置多个线槽12122。在图4至图6所示实施例中，环形分隔板1212上沿圆周方向阵列设置有四个线槽12122。[0087] 在一些实施中，线圈体13为同一线圈绕组，分设于不同的绕线区域12121。在另一些实施例中，线圈体13包括多个线圈绕组，一个线圈绕组对应设置于一个或多个绕线区域12121。[0088] 在一些实施例中，继续参照图4至图6所示，固定部122在第一方向x上设有凸台1221，在第二方向y上设有凹槽1222，第一方向x和第二方向y均与管状区段12a的轴向方向相交。凸台1221的宽度和凹槽1222的宽度相等。如此，凸台1221能够插置于凹槽1222内。如图7和图8所示，在使用多个电磁致动器1时，可以通过此种方式装配多个电磁致动器1。[0089] 在图4至图6所示实施例中，固定部122包括凸出段1223，两个凸出段1223之间设有凹槽1222。凸台1221在管状区段12a的轴向方向上靠近绕线管1211的一端与凸出段1223齐平，另一端超出凸出段1223。[0090] 在一些实施例中，凸台1221和凸出段1223之间夹持形成线槽1224，可供线圈体13穿过。[0091] 支撑架12可以采用玻纤增强尼龙，由精密模具注塑而成。[0092] 进一步地，参照图3至图6所示，电磁致动器1还包括针脚15，穿设于凸台1221内，线圈体13通过针脚15通电。具体地，线圈体13与针脚15焊接连接。如图5和图6所示，凸台1221设有孔12211，供针脚15穿设。在本实施例中，针脚15自凸台1221内穿出，穿过封盖112至电磁致动器1外。如图11所示，封盖112上设有第二装配孔1122供针脚15穿设。在一些实施例中，如图5所示，电磁致动器1设有一对孔12211，用于穿设一对针脚15以供一个线圈绕组通电。在另一些实施例中，电磁致动器1可以设置多对孔12211，用于穿设多对针脚15，以供不同的线圈绕组通电，如图6所示，电磁致动器1设有两对孔12211，用于穿设两对针脚15，可供两组线圈绕组通电。[0093] 在一些实施例中，参照图3所示，磁感件16包括第一磁感件161和第二磁感件162，第一磁感件161设于管状区段12a的一端，第二磁感件162设于管状区段12a的另一端。移动件14在第一磁感件161和第二磁感件162之间往复运动或保持静止。在管状区段12a的两端分别设置第一磁感件161和第二磁感件162，将移动件14的行程设置于第一磁感件161和第二磁感件162之间，使得移动件14的往复运动具有清晰的起点和终点。当移动件14运动至靠近第一磁感件161和第二磁感件162中一者的位置时，能够被吸附，实现短时间内的止停。如图9所示，动子141移动至第一磁感件161处止停，如图10所示，动子141移动至第二磁感件162处止停。[0094] 具体地，在本实施例中，参照图3至图6、图11、图12所示，第一磁感件161包括定位部1611和插置部1612，定位部1611夹持于封壳111和环形凸起123之间，插置部1612插置于支撑架12内。移动轴142穿设于第一磁感件161和封壳111。移动轴142和第一磁感件161之间也可设置摩擦力。第二磁感件162插置于固定部122内。动子141在第一磁感件161和第二磁感件162之间往复运动或保持静止。[0095] 进一步地，参照图9和图10所示，第一磁感件161和第二磁感件162之间的行程段沿管状区段12a径向方向的投影，位于线圈体13的绕设区间内。如此，能够使得动子141处于线圈体13产生的有效磁场内，便于计算电磁力。[0096] 在一些实施例中，线圈体13在第一磁感件161处的绕向与在第二磁感件162处的绕向相同，线圈体13通电后磁化第一磁感件161和第二磁感件162，第一磁感件161和第二磁感件162的磁场强度的矢量方向相同。具体地，在一些实施例中，绕线部121设有一个分隔板1212，分隔板1212将绕线管1211沿管状区段12a的轴向方向分隔成两段绕线区域12121，其中一段绕线区域12121在管状区段12a的轴向方向上靠近第一磁感件161设置，另一段绕线区域12121在管状区段12a的轴向方向上靠近第二磁感件162设置，线圈体13在两段绕线区域12121内的绕设方向相同，例如，均为正向绕设。[0097] 在另一些实施例中，线圈体13在第一磁感件161处的绕向与在第二磁感件162处的绕向相反，线圈体13通电后磁化第一磁感件161和第二磁感件162，第一磁感件161和第二磁感件162的磁场强度的矢量方向相反。具体地，在一些实施例中，绕线部121设有一个分隔板1212，分隔板1212将绕线管1211沿管状区段12a的轴向方向分隔成两段绕线区域12121，其中一段绕线区域12121在管状区段12a的轴向方向上靠近第一磁感件161设置，另一段绕线区域12121在管状区段12a的轴向方向上靠近第二磁感件162设置，线圈体13在两段绕线区域12121内的绕设方向相反，例如，靠近第一磁感件161绕设的线圈体13为正向绕设，靠近第二磁感件162绕设的线圈体13为反向绕设。[0098] 在本实施例中，线圈体13为一个线圈绕组，或者多个通电方向相同的线圈绕组。线圈体13同时控制第一磁感件161和第二磁感件162，使得第一磁感件161和第二磁感件162的极性方向相同或相反。以图3中的电磁致动器1为例，当线圈体13在第一磁感件161处的绕向与在第二磁感件162处的绕向相同时，线圈体13通电后，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端也为N极，下端也为S极。当线圈体13在第一磁感件161处的绕向与在第二磁感件162处的绕向相反时，线圈体13通电后，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端为S极，下端为N极。[0099] 在一些实施例中，移动件14在线圈体13通电、第一磁感件161和第二磁感件162共同产生的磁场中受到电磁力。具体地，在一些实施例中，线圈体13通电，移动件14受到磁化的第一磁感件161的第一电磁力，移动件14受到磁化的第二磁感件162的第二电磁力，移动件14受到线圈体13的第三电磁力。以图3中的电磁致动器1为例，当同向绕设的线圈体13通电后，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端为N极，下端为S极，动子141自身的上端为N极，下端为S极，此时，动子141的上端受到第一磁感件161的第一电磁力，为向上的力，动子141的下端受到第二磁感件162的第二电磁力，为向下的力。动子141还受到线圈体13的第三电磁力，为向上的力。在线圈体13通电时，动子141的上端还受到第一磁感件161的第一永磁力，为向上的力，动子141的下端还受到第二磁感件162的第二永磁力，为向下的力。[0100] 此外，动子141还受到重力以及摩擦力。动子141在上述七力的共同作用下进行运动或者保持静止。[0101] 在一些实施例中，第一磁感件161的磁场强度和第二磁感件162的磁场强度通过选择相应的线圈体13的通电方向、通电电流大小控制。通过控制线圈体13的通电方向，能够改变第一磁感件161和第二磁感件162的磁场强度的矢量方向，也即改变第一电磁力和第二电磁力的方向。以图3中的电磁致动器1为例，当线圈体13正向通电后，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端为N极，下端为S极。当线圈体13反向通电后，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为S极，下端为N极，第二磁感件162的上端为S极，下端为N极。通过控制线圈体13的通电电流大小，能够改变第一电磁力和第二电磁力的大小，从而控制动子141的运动。[0102] 在另一些实施例中，如图3所示，线圈体13包括第一线圈绕组131和第二线圈绕组132，第一线圈绕组131通电后磁化第一磁感件161，第二线圈绕组132通电后磁化第二磁感件162，第一磁感件161和第二磁感件162的磁场强度的矢量方向相同或相反。第一线圈绕组131和第二线圈绕组132分别控制第一磁感件161和第二磁感件162，如此，第一磁感件161和第二磁感件162的极性方向可相同，也可不同，可灵活控制。以图3中的电磁致动器1为例，第一线圈绕组131正向通电，第二线圈绕组132正向通电，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端也为N极，下端也为S极。第一线圈绕组131正向通电，第二线圈绕组132反向通电，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端为S极，下端为N极。[0103] 在一些实施例中，移动件14在第一线圈绕组131通电和第一磁感件161共同产生的磁场中受到第一电磁力。具体地，在一些实施例中，第一线圈绕组131通电，移动件14受到磁化的第一磁感件161的磁感件第一电磁力，移动件14受到第一线圈绕组131的绕组第一电磁力。在一些实施例中，移动件14在第二线圈绕组132通电产生的磁场中受到第二电磁力。具体地，在一些实施例中，第二线圈绕组132通电，移动件14受到磁化的第二磁感件162的磁感件第二电磁力，移动件14受到第二线圈绕组132的绕组第二电磁力。以图3中的电磁致动器1为例，第一线圈绕组131正向通电，第二线圈绕组132反向通电，在纸面方向上，第一磁感件161的上端为N极，下端为S极，第二磁感件162的上端为S极，下端为N极，动子141自身的上端为N极，下端为S极，此时，动子141受到向上的第一电磁力，动子141的上端受到第一磁感件161的磁感件第一电磁力，为向上的力，动子141受到第一线圈绕组131向上的绕组第一电磁力，动子141的下端受到第二磁感件162的磁感件第二电磁力，为向上的力，动子141受到第二线圈绕组132向下的绕组第二电磁力。动子141的上端还受到第一磁感件161的第一永磁力，为向上的力，动子141的下端还受到第二磁感件162的第二永磁力，为向下的力。[0104] 此外，动子141还受到重力以及摩擦力。动子141在上述八力的共同作用下进行运动或者保持静止。[0105] 在一些实施例中，第一磁感件161的磁场强度通过选择相应的第一线圈绕组131的通电方向、通电电流大小控制。在一些实施例中，第二磁感件162的磁场强度通过选择相应的第二线圈绕组132的通电方向、通电电流大小控制。通过控制第一线圈绕组131和第二线圈绕组132的通电方向，能够改变第一磁感件161和第二磁感件162的磁场强度的矢量方向，也即改变第一永磁力和第二永磁力的方向，还能够改变第一电磁力和第二电磁力的方向。通过控制第一线圈绕组131和第二线圈绕组132的通电电流大小，能够改变第一电磁力和第二电磁力的大小，从而控制动子141的运动。[0106] 在一些实施例中，移动件14受到第一磁感件161在线圈体13未通电时的第一永磁力。当动子141运动至第一磁感件161处时，可以将线圈体13断电，动子141吸附于第一磁感件161，实现无能耗的止停。[0107] 在一些实施例中，移动件14受到第二磁感件162在线圈体13未通电时的第二永磁力。当动子141运动至第二磁感件162处时，可以将线圈体13断电，动子141吸附于第二磁感件162，实现无能耗的止停。[0108] 在本公开的一个实施例中，参照图14和图15所示，还提供一种电磁阀2，包括如上述任一实施例中的电磁致动器1、活塞21和阀体22。阀体22设有至少两个阀口221，活塞21和电磁致动器1的移动件14连接，移动件14带动活塞21运动，使活塞21调节其中至少一个阀口221的开口大小。将本公开中的电磁致动器1应用于电磁阀，能够稳定调节阀口221的开口大小，从而精准调控电磁阀2中通过的气体或液体的流量。[0109] 具体，在图14所示实施例中，电磁阀2设有两个阀口，分别为阀口221a和阀口221b，活塞21调节阀口221a的开口大小。图14(a)至图14(c)所示过程为移动件14带动活塞21运动，使阀口221a逐渐变大的过程，从而使得流经电磁阀2的气体或液体的流量逐渐增大。[0110] 在图15所示实施例中，电磁阀2设有三个阀口，分别为阀口221c、阀口221d和阀口221e，活塞21调节阀口221c和阀口221d的开口大小。如图15(a)所示，移动件14带动活塞21运动至阀口221d处，阀口221d关闭，气体或液体自阀口221c流入，阀口221e流出。如图15(b)所示，移动件14带动活塞21运动至阀口221c处，阀口221c关闭，气体或液体自阀口221d流入，阀口221e流出。[0111] 在本公开的一个实施例中，参照图16至18所示，还提供一种触觉显示模块3，包括多个上述任一实施例中的电磁致动器1和主板31，多个电磁致动器1阵列排布于主板31。将本公开中的电磁致动器1应用于触觉显示模块3，能够达到更加准确的显示效果以及更加方便地实现扩展。[0112] 多个电磁致动器1和主板31电连接，每个电磁致动器1单独受到控制。[0113] 触觉显示模块3可以是盲文点显模块。图16所示实施例为六个触点的盲文点显模块，六个电磁致动器1按盲文点位尺寸排列组合而成。图17所示实施例为八个触点的盲文点显模块，八个电磁致动器1按盲文点位尺寸排列组合而成，并且装配了驱动电路板和控制接口，可以实现每个盲文点独立精确地控制。[0114] 触觉显示模块3还可以是点阵图像显示模块。图18所示实施例为二十五个触点的点阵图像显示模块，二十五个电磁致动器1按五行五列等距排列组合而成，主板31为驱动电路板，主板31上设有USB‑C控制接口311，可以实现每个触点独立精确地控制。[0115] 在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。[0116] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0117] 在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。[0118] 在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0119] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在传统技术中可以实现，在此不再累赘。[0120] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。[0121] 以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开的发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。

专利地区：浙江

专利申请日期：2023-09-11

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN117116597B