超声波电机制造技术

技术编号:20290961 阅读:32 留言:0更新日期:2019-02-10 21:02
本发明专利技术涉及一种超声波电机,包括:致动器(1),致动器为压电板(2)的形式具有至少一个摩擦元件(3);热补偿平台(6),热补偿平台具有接触部分(7);以及张紧装置(9),张紧装置用于将摩擦元件压靠在待驱动元件(4)上。张紧装置具有两个旋转角度杆(51),具有相应的压力杆臂(53)和张紧杆臂(54),它们通过张紧的拉伸弹簧(55)相互连接,使得压力杆臂作用在致动器的侧表面上,所述侧表面与具有摩擦元件的侧表面相对,以便致动器沿着接触部分被按压并在待驱动元件的方向上被其线性引导。

Ultrasonic motor

The invention relates to an ultrasonic motor, which comprises an actuator (1) with at least one friction element (3) in the form of a piezoelectric plate (2), a thermal compensation platform (6), a thermal compensation platform with a contact part (7), and a tensioning device (9), which is used to press the friction element against the driving element (4). The tensioning device has two rotating angle rods (51) with corresponding pressure rod arms (53) and tensioning rod arms (54), which are connected with each other by a tension spring (55), so that the pressure rod arm acts on the lateral surface of the actuator, which is opposite to the side surface of the friction element, so that the actuator is pressed along the contact part and linearly in the direction of the element to be driven. Guidance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波电机
本专利技术涉及根据权利要求1所述的超声波电机。
技术介绍
从EP2200101A1中已知一种超声波电机,其中超声波致动器借助于多个弹簧保持,其中一个弹簧基本上平行于待驱动元件的运动方向。在这种已知的超声波电机中,超声波致动器的位移发生在待驱动元件的运动开始时以及停止运动时,这降低了待驱动元件的定位精度。此外,从EP2258004B1中已知一种超声波电机,其中超声波致动器通过限位挡块保持在其两个侧表面上。限制挡块有效地防止致动器在待驱动元件的启动和停止期间移位。在此,通过作用在致动器的一侧表面上的两个独立的弹簧,实现将摩擦元件压靠在待驱动元件上-类似于上面引用的EP2200101A1。然而,通过使用两个独立的弹簧,不可能在每个致动器侧确保完全相同的接触压力,当待驱动元件在两个相对的驱动方向上移动时,这会干扰到电机操作的对称性。
技术实现思路
因此,本专利技术的目标技术问题是提供一种超声波电机,能够相对于驱动方向进行对称的电机操作,从而实现提高的定位精度。该问题通过根据权利要求1所述的超声波电机来解决,其中随后的从属权利要求至少构成了有利的其他实施例。因此,假设一种超声波电机,其包括致动器,致动器为压电板的形式具有两个主表面和至少四个侧表面,所述两个主表面具有最大面积,所述至少四个侧表面将所述主表面彼此连接,至少一个摩擦元件设置在所述侧表面的至少一个上。此外,所述超声波电机包括:待驱动元件,所述待驱动元件与所述致动器的所述摩擦元件主动接触并通过其驱动;张紧装置,所述张紧装置用于将所述至少一个摩擦元件压靠在所述待驱动元件上;以及热补偿平台,所述热补偿平台具有邻接部分,所述致动器的相关侧表面邻接所述邻接部分,以便所述致动器的位移只能沿邻接的侧表面。根据本专利技术所述的超声波电机的特征在于,所述张紧装置具有两个旋转安装的旋转角度杆,其中,每个旋转角度杆包括张紧杆臂和压力杆臂,所述两个压力杆臂通过张紧的拉伸弹簧相互连接,从而拉力可施加在每个所述旋转角度杆上。作用在相应的张紧杆臂的远端部分上的所述拉伸弹簧的拉力将扭矩引入所述旋转杆的角度,使得每个所述压力杆臂以限定的力作用在所述致动器的所述侧表面上,所述侧表面与设置有所述至少一个摩擦元件的侧表面相对,以便所述致动器沿着所述邻接部分被按压并在所述待驱动元件的方向上被其线性引导。有利地是,选择所述热补偿平台及其材料的长度,使其温度相关长度的变化等于所述压电板的温度相关长度的变化与所述邻接部分的温度相关宽度的变化之和,以便在所述温度变化时,所述致动器基本上没有压力。术语“长度的变化”是指在所述热补偿平台和所述压电板的最大几何延伸方向上或沿着其最大几何延伸方向的尺寸的变化,即其长度的变化。另一方面,术语“宽度的变化”是指在垂直于所述邻接部分的最大几何延伸的方向上的尺寸的变化。该方向基本上与所述热补偿平台和所述压电板的长度方向一致。还有利地是,每个所述邻接部分具有一个基部和两个翼部,每个所述翼部具有自由端,所述致动器与其相应的或相关的侧表面邻接在所述自由端上,其中,所述翼部通过连接腹板连接至所述基部,优选地通过公共连接腹板。另外,有利地是,每个所述邻接部分具有基部和两个壁部,所述致动器与其相应的侧表面邻接在所述两个壁部上,每个所述壁部通过至少一个连接腹板连接至所述基部,优选地通过公共连接腹板和紧固腹板。此外,可有利地是,至少一个翼部或至少一个壁部的共振频率Fs等于或大于所述致动器的工作频率Fa。另外,可有利地是,所述致动器相对于所述邻接部分设置成使每个连接腹板和/或每个紧固腹板在操作中可位于所述致动器的相应侧表面上产生的变形振动的相应速度最小值的范围内。另外,可有利地是,所述致动器相对于所述旋转角度杆设置成使一个所述压力杆臂与所述致动器之间的相应接触点在操作中可处于所述致动器的相应侧表面上产生的变形振动的相应速度最小值的范围内。利用上述致动器的有利布置,所述致动器在其操作期间对其中引起的变形振动的干扰最小或影响最小,从而产生所述致动器的高效率。附图说明在附图中:图1:根据本专利技术的超声波电机的实施例的分解图。图2:根据本专利技术的超声波电机的另一个实施例的分解图。图3:图示15:根据本专利技术的超声波电机的致动器的前视图;图示16:根据图示15的致动器的后侧视图;图示17:用于说明在根据本专利技术的具有电励磁装置的超声波电机中根据图示15和图示16的致动器的可能连接的框图。图4:图示31和图示32:计算出的根据本专利技术的超声波电机的致动器的变形状态;图示33:计算出的根据本专利技术的超声波电机的致动器的侧表面点的轨迹。图5:图示34:组装状态下根据图1的超声波电机;图示35:在第一位置处根据图示34的超声波电机的截面;图示36:在第二位置处根据图示34的超声波电机的截面。图6:图示37和图示40:根据本专利技术的超声波电机的邻接部分的实施例。图7:图示64:与致动器的工作频率Fa相比,翼部或壁部的弯曲振动的第一模式的共振频率Fs的位置;图示45和图示46:计算出的根据图示37的邻接部分的翼部的变形;图示47和图示48:计算的根据图示40的邻接部分的壁部的变形。图8:图示49:根据本专利技术的超声波电机的侧视图,示出了作用在致动器上的接触力;图示50:根据图示49的超声波电机的俯视图,示出了其部件的热膨胀。图9:图示56:根据本专利技术的超声波电机的致动器的实施例的立体图;图示57:根据图示56的致动器的前侧视图;图示58:根据图示56的致动器的后侧视图;图示59:示出了根据本专利技术的具有电励磁装置的超声波电机中根据图示56至图示58的致动器的可能连接的框图。图10:根据本专利技术具有根据图9的致动器的超声波电机的分解图。图11:图示60:根据本专利技术的超声波电机的致动器的实施例的立体图;图示61:根据图示60的致动器的前侧视图;图示62:根据图示60的致动器的后侧视图;图示63:示出了根据本专利技术的具有电励磁装置的超声波电机中根据图示60至图示62的致动器的可能连接的框图。图12:根据本专利技术具有根据图11的致动器的超声波电机的分解图。具体实施方式在下文中,术语“超声波电机”和“电机”同义使用。这同样适用于术语“超声波致动器”和“致动器”或“热补偿平台”和“平台”。图1示出了根据本专利技术的用于线性运动的超声波电机的实施例。在该情况下,超声波电机包括超声波致动器1,其为具有两个主表面和四个侧表面的压电板2的形式,所述两个主表面具有最大面积,所述四个侧表面将两个主表面彼此连接。摩擦元件3设置在侧表面的一个上,并设置用于与待驱动的杆状元件4的摩擦层5进行摩擦接触。应注意,在图1中待驱动元件4打断示出。超声波电机还包括热补偿平台6,该热补偿平台具有邻接部分7,致动器的相应的或相关的侧表面支撑在该邻接部分上,且致动器通过该邻接部分线性引导。邻接部分7通过螺钉8固定在热补偿平台6上,而热补偿平台6本身借助于固定元件11安装在电机或装置壳体10上。摩擦元件3借助于张紧装置9压靠在待驱动元件4的摩擦层5上。通过护盖12防止或限制致动器1的可能的横向位移,即沿着主表面的表面法线的位移。待驱动元件4可由设置在壳体10上的轴承13移动地支撑。绝缘中间轴承14将致动器1与平台6或护盖12电绝缘和/或声学绝缘。图2示出了根据本专利技术的用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波电机,包括:—致动器(1),所述致动器为压电板(2)的形式具有两个主表面(18)和至少四个侧表面(19、20),所述两个主表面具有最大面积,所述至少四个侧表面将所述主表面彼此连接,其中,至少一个摩擦元件(3)设置在所述侧表面(19)的至少一个上;—待驱动元件(4),所述待驱动元件与所述致动器(1)的所述摩擦元件(3)主动接触并通过其驱动;—张紧装置(9),所述张紧装置用于将所述至少一个摩擦元件(3)压靠在所述待驱动元件(4)上;—以及热补偿平台(6),所述热补偿平台具有邻接部分(7),所述致动器(1)的相关的侧表面(20)邻接所述邻接部分,以便所述致动器(1)的位移只能沿邻接的侧表面(20),其特征在于,所述张紧装置(9)包括两个旋转角度杆(51),其中,每个所述旋转角度杆(51)包括一个张紧杆臂(54)和一个压力杆臂(53),并且其中,所述两个张紧杆臂(54)通过张紧的拉伸弹簧(55)相互连接,所述拉伸弹簧(55)的拉力在所述旋转角度杆(51)上施加扭矩,使得每个所述压力杆臂(53)以限定的力作用在所述致动器(1)的侧表面(19)上,所述侧表面与设置有所述至少一个摩擦元件(3)的侧表面(19)相对,以便所述致动器沿着所述邻接部分(7)被按压并在所述待驱动元件(4)的方向上被其线性引导。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.13 DE 102016110771.91.一种超声波电机,包括:—致动器(1),所述致动器为压电板(2)的形式具有两个主表面(18)和至少四个侧表面(19、20),所述两个主表面具有最大面积,所述至少四个侧表面将所述主表面彼此连接,其中,至少一个摩擦元件(3)设置在所述侧表面(19)的至少一个上;—待驱动元件(4),所述待驱动元件与所述致动器(1)的所述摩擦元件(3)主动接触并通过其驱动;—张紧装置(9),所述张紧装置用于将所述至少一个摩擦元件(3)压靠在所述待驱动元件(4)上;—以及热补偿平台(6),所述热补偿平台具有邻接部分(7),所述致动器(1)的相关的侧表面(20)邻接所述邻接部分,以便所述致动器(1)的位移只能沿邻接的侧表面(20),其特征在于,所述张紧装置(9)包括两个旋转角度杆(51),其中,每个所述旋转角度杆(51)包括一个张紧杆臂(54)和一个压力杆臂(53),并且其中,所述两个张紧杆臂(54)通过张紧的拉伸弹簧(55)相互连接,所述拉伸弹簧(55)的拉力在所述旋转角度杆(51)上施加扭矩,使得每个所述压力杆臂(53)以限定的力作用在所述致动器(1)的侧表面(19)上,所述侧表面与设置有所述至少一个摩擦元件(3)的侧表面(19)相对,以便所述致动器沿着所述邻接部分(7)被按压并在所述待驱动元件(4)的方向上被其线性引导。2.根据权利要求1所述的超声波电机,其特征在于,所述热补偿平台(6)的长度及其材料被选择为使其温度相关的长度的变化等于所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员:弗拉迪米尔·维什涅夫斯基阿列克谢·维什涅夫斯基
申请(专利权)人:物理仪器PI两合有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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