对于马达（motor，专业名称电机，俗称为马达）都不陌生，儿童玩具车和一些小玩具上都有马达的存在。但是对于手机上配的线性马达、转子马达、扁平马达这三个马达来说，很多人就不太懂了。

什么是转子马达，什么是扁平马达，什么又是线性马达？工作原理是什么样的？三者之间又有什么不同？带着这几个疑问，下面就来系统分析。

马达的历史

马达也就是电机，它最开始是起于电流磁效应，也就是在1820年丹麦物理学家奥斯特在实验中得到电流在磁场中受到机械力作用，这也是我们今天说的电流磁效应。

电流磁效应实验

而真正奠定直流电机模型的不是奥斯特，而是英国的科学家法拉第。他在1821年时总结了载流导体在磁场中受到机械力发生运动现象，他的这个总结实验模型就是现代广泛使用的直流电动机模型。

在1831年时，法拉第发现了电磁感应定律，并且发明了单极直流电动机。而我们手机用的转子马达、扁平马达都是使用的直流电压供电工作，非严格意义上也就是直流电动机。

转子马达、扁平马达、线性马达

转子和扁平马达原理实际一样，只不过做的外形不同。一个是圆柱形的，一个是扁平形，而线性马达与它们不同。

转子马达（包括扁平马达）

对于这个说的转子马达，估计一部分人来说都没有见过真正长什么样。下图展示的即为手机使用的转子马达，原先手机的振动效果就是由它来实现。

转子马达组成：直流马达、偏心轮

通过观察上图的转子马达外形，可以知道它由直流马达和偏心轮组成。当手机接收到电话或者闹钟响铃时，如果事先设置了振动效果，手机主板就给给这个转子马达一个驱动信号。

转子马达接收到主板信号后两端得到工作电压，马达内部转子有电流通过，根据电磁感应原理，马达转子会因为磁场作用受到机械力，这个机械力推动转子马达高速旋转。

手机上的转子马达，不同手机位置不太同，一般在手机最低部

由于马达的转子轴上固定了一个偏心轮，这个偏心轮其实就是一个圆柱体铁块被从中间切断了一半。马达转动过程带动这个偏心轮转动。而由于偏心轮只有圆柱体铁块的一半，转动过程中它的圆心质点不在马达的转子上，高速转动过程中由于惯性的作用产生振动，也就是我们手机发出的振动。

这里也可以理解为转动不稳定，因为这个偏心轮只有圆柱体铁块的一半，马达带动它转动非常不稳定，会产生振动。而如果用一个整的圆柱体铁块，这个马达就不会发出振动。

图中黑色圆块即为扁平马达，转子马达一种

这里大家也可以找出一个马达进行实验，马达转轴一个固定一个圆柱体转轮，另外一个固定只有圆柱体一半的转轮，就可以得出哪个会振动。

线性马达

线性马达使用也是直流电，但是与转子马达还是有本质性区别。先上图了解，下图就是一个线性马达工作效果图，根据振动方向不同可以分为横向（X轴）线性马达、纵向（Z轴）线性马达。Z轴线性马达基本上可以说是转子马达升级版，效果不如X轴线性马达。

线性马达工作过程的动图

线性马达的工作类似于一个工地上的打桩机，发出“哒哒哒”的震感。线性马达主要由动子和定子组成，其中定子是由线圈和FPC组成，而动子是由磁铁、弹簧、特制质量块组成。

苹果手机上用的线性马达，一般为长方体形

当手机主板给线性马达信号时，线性马达内部定子线圈得电，由于内部有磁场存在，通电的定子线圈会受到力的作用，从而便会按照一定方向（X轴沿横向，Z轴沿纵向）来回往复运动，来回往复运动会带动动子运动，从而产生震感。这就类似于打桩机，来回的往复运动。

X轴和Z轴马达区别

这里我们就可以理解为一个坐标系，X轴也就是代表着水平方向，Z轴代表着纵向。X轴马达一般为长方体形，Z轴线性马达一般为扁平圆柱体形，类似于转子马达中的扁平转子马达。

图中镊子所夹即为Z轴线性马达，效果一般

由于Z轴线性马达的体积比较小，它的纵向行程比较的短。而X轴线性马达为长方体形，它的行程比较长，它的震感要强于Z轴线性马达，一般用于高端旗舰手机上。

转子马达和线性马达对比

转子马达远不如线性马达的效果，这一点可以从曾经一款手机上得到验证。2016年发布的iphone7使用了线性马达并且它的HOME键实际上是按不下去的。

苹果的HOME按键

但是却给人的感觉按了下去，这个功劳就是线性马达起的作用。当人体手指按压HOME键之后，内部线性马达能够振动模拟HOME键弹起的手感。

转子马达由于利用的马达带动偏心轮转动产生震感，它的启动速度很慢，振动结束也是比较慢，也就是会出现拖尾现象，振动没有方向感。这就会导致振动发出“嗡嗡嗡”声音，而线性马达声音是“哒哒哒”。

三种不同的马达工作动图对比

不同于转子马达，线性马达接收到驱动信号后响应非常的快，并且给人的振动感觉非常强，振动结束后不会像转子马达那样有拖尾现象出现。

左边为转子马达工作波形，右边为线性马达工作波形

但是由于转子马达成本更加低，对技术要求不高，仍然是很多手机的首选。而线性马达成本比较高，对于技术要求比较高，目前仅是在一些高端手机上使用。

如果仅仅认为转子马达只用在手机上那就比较错误了，其它产品也有它的身影。

电动牙刷

对于早期的电动牙刷和一些低价的电动牙刷来说，为了节约成本内部振动产生用的就是转子马达。利用马达带动偏心轮转动，从而产生振动，达到清洁牙齿作用。但是由于这种设计也会带动牙刷手柄的振动，刷牙效果并不是很理想，体验效果比较差。

一些比较廉价的电动牙刷

而大多数高档一点电动牙刷都用上了磁悬浮声波马达，这种马达每分钟振动次数可以达到4万次左右，清洁效果非常好，不会出现牙刷手柄抖动现象。

家用按摩器

对于一些性价比比较高的按摩产品，例如网上售卖的电动按摩器，它都是通过机器振动来进行人体按摩。

电动按摩器

它的内部就是一个转子马达，马达通电后带动偏心轮转动从而产生振动。通过调节不同档位，也就是调节了马达的输入电压，电压越高马达转速越高，振动效果越强。

工地混凝土振动棒

在一些建筑水泥地方，会看到工人拿着下图所示工具对水泥进行振动，从而来达到加速固化作用。而它的原理大部分也就是转子马达作用，马达带动偏心轮产生振动，这个振动通过轴承传递给振动棒的壳体，使振动棒产生圆周振动。

小型水泥振动棒

手机中那个你忽略的马达

最近这个转子马达和线性马达比较火，对于一些对马达要求比较看重的来说，有没有线性马达也成了选择手机的标准。实际上手机上不单单是有转子马达和线性马达，还有别的马达。

上年的华为P30Pro的30倍变焦深受人们的关注，今年的华为P40Pro+更是达到了100倍变焦，而这个变焦从何实现？

如果利用传统的单反相机那样变焦，手机的电路板体积根本得不到保证，而这时就用到了一个VCM马达。它的全称是VCM自动对焦马达，手机的对焦和变焦正是通过它来实现。而我们国内做这个VCM马达（音圈马达）是新思考电机厂家，华为、小米、OPPO、VIVO等厂商的自动对焦马达基本都是来自这家厂商生产。

结构图

日本调查公司Techno Systems Research Co. Ltd曾经做了一个预估调查统计，2014年全球可对焦摄像头占主摄像头68.7%，2015年达到了73.6%，2019达到了83.8。而在今年，这个比例会更加的高。

什么是VCM马达，原理怎么样

首先有一点，目前基本上1300万像素以上的摄像头手机都配有VCM马达，个别的800万像素上用的也有。

它和转子马达一样，也是把电能转换为机械能。与转子马达不同的是它可以实现直线型及有限摆角的运动，利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。

在反馈做的好的情况下，它的定位精度可以轻易达到10NM，加速度可达300g。

笔者结语

通过上面的介绍，就可以得出结论线性马达效果远超转子马达。根据目前手机使用线性马达的数量，笔者认为在未来几年内，手机上基本上也会淘汰掉转子马达，线性马达才是未来的主流。

而在笔者看来转子马达、线性马达、VCM马达影响中，VCM马达的影响更加大。线性马达给人带来的振动体验更加优越，而VCM则是把手机影像带到了一个新的高度，从之前的定焦镜头到现在的自动对焦镜头。人们不需要专业的摄影技能，也能拍出高质量的照片，提升了人们的生活品质。

不单单这几种马达，生活中的直流马达、交流电动机（电动机俗称为马达）都深刻影响我们的生活。例如每家每户都有的豆浆机、电风扇、榨汁机、洗衣机、抽油烟机内部都有电动机，正是它们的功劳，我们的生活才是如此的便捷。例如目前的智能窗帘，手机发出命令即可控制它的开启和关闭，正是因为电动机带动它才得以开启和关闭。

而在未来新能源车是主流，新能源车驱动也是电动机功劳。电动机是人类生活中不可或缺的一个电器，深刻的影响着我们的生活。