夹持式纵弯复合超声电机振子制造技术

夹持式纵弯复合超声电机振子，属于压电超声电机技术领域，具体涉及一种夹持式纵弯复合超声电机振子。解决了现有贴片式超声电机振子中存在的陶瓷材料抗拉强度低、胶层的强度和疲劳寿命以及振子振幅提高受限的问题，本发明专利技术的四片压电陶瓷基片平行设置，且均夹在两块硬板中间，第一片压电陶瓷基片和第二片压电陶瓷基片的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片和第四片压电陶瓷基片的极化方向相反，五片电极片分别夹持在第一块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间、相邻两片压电陶瓷基片之间和第二块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间。本发明专利技术适用于作为纵弯复合超声电机振子。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】夹持式纵弯复合超声电机振子，属于压电超声电机
，具体涉及一种夹持式纵弯复合超声电机振子。解决了现有贴片式超声电机振子中存在的陶瓷材料抗拉强度低、胶层的强度和疲劳寿命以及振子振幅提高受限的问题，本专利技术的四片压电陶瓷基片平行设置，且均夹在两块硬板中间，第一片压电陶瓷基片和第二片压电陶瓷基片的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片和第四片压电陶瓷基片的极化方向相反，五片电极片分别夹持在第一块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间、相邻两片压电陶瓷基片之间和第二块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间。本专利技术适用于作为纵弯复合超声电机振子。【专利说明】夹持式纵弯复合超声电机振子
本专利技术属于压电超声电机
，具体涉及一种夹持式纵弯复合超声电机振子。
技术介绍
压电超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动，具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点，作为一种压电驱动器有着十分广泛的应用。出于激励原理的简单性和理论分析方法的简便性，目前压电超声电机大多采用金属弹性体粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励，由于受压电陶瓷材料的抗拉强度低，以及胶层的强度和疲劳寿命等的限制，这样的激励方式使得超声电机的机械输出能力受到严重制约。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有贴片式超声电机振子中存在的陶瓷材料抗拉强度低、胶层的强度和疲劳寿命以及振子振幅提高受限的问题，提供了一种夹持式纵弯复合超声电机振子。本专利技术所述夹持式纵弯复合超声电机振子，它包括四片压电陶瓷基片、两块硬板和五片电极片；四片压电陶瓷基片平行设置，且均夹在两块硬板中间，第一片压电陶瓷基片和第二片压电陶瓷基片的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片和第四片压电陶瓷基片的极化方向相反，五片电极片分别夹持在第一块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间、相邻两片压电陶瓷基片之间和第二块硬板与其相邻的压电陶瓷基片之间。本专利技术的夹持式纵弯复合超声电机振子采用五个电极片时第一片压电陶瓷片与第二片压电陶瓷片之间电极片和第三片压电陶瓷片与第四片压电陶瓷片之间的电极片分别连接两相交流电压信号，第二片压电陶瓷片与第三片压电陶瓷片之间的电极片、第一片压电陶瓷片与硬板之间的电极片和第四片压电陶瓷片与硬板之间的电极片均与激励电源公共端相连，实现振子奇数阶纵振和奇数阶弯振模态的复合激励。本专利技术的夹持式纵弯复合超声电机振子采用七个电极片时，第一片压电陶瓷基片与第二片压电陶瓷基片之间的电极片和第三压电陶瓷基片与第四压电陶瓷基片之间电极片分别连接驱动电源的两相交流电压信号端，第二片压电陶瓷片与第三片压电陶瓷片之间的电极片、第一片压电陶瓷片与硬板之间的电极片和第四片压电陶瓷片与硬板之间的电极片均与激励电源的公共端相连，实现了振子偶数阶振动模态纵振或弯振的激励。更进一步，若所述振子中第二片压电陶瓷片和第三片压电陶瓷片的极化方向相同时，可实现振子偶数阶纵振和奇数阶弯振模态的复合激励。此时，应用压电陶瓷的D31工作模态在振子中激励出相应的纵弯复合振动，进而在硬板末端驱动足区域生成椭圆轨迹振动，通过采用适当的纵弯振型阶数组合可以实现直线或旋转致动输出。倘若两相交流电压信号相位差为+90°时，振子正向驱动，则当调整两相激励信号的相位差为-90°时，可以实现反向驱动。本专利技术的夹持式纵弯复合超声电机振子具有结构简单、设计灵活、可实现高电压激励、性能稳定、易于控制、可系列化生产的优点。同时夹持在两块硬板中间解决了陶瓷材料抗拉强度低、胶层的强度低的问题，增加了夹持式纵弯复合超声电机振子的疲劳寿命以及提高了振子振幅。【专利附图】【附图说明】图1本专利技术所述的夹持式纵弯复合超声电机振子采用五片电极片时的结构示意图；图2为专利技术所述的夹持式纵弯复合超声电机振子采用七片电极片时的结构示意图；图3是本专利技术所述夹持式纵弯复合超声电机振子一阶纵振模态振型示意图；图4是本专利技术所述夹持式纵弯复合超声电机振子二阶纵振模态振型示意图；图5是本专利技术所述夹持式纵弯复合超声电机振子一阶弯振模态振型示意图；图6是本专利技术所述夹持式纵弯复合超声电机振子二阶弯振模态振型示意图。【具体实施方式】【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述夹持式纵弯复合超声电机振子，它包括四片压电陶瓷基片1、两块硬板2和五片电极片3 ；四片压电陶瓷基片I平行设置，且均夹在两块硬板2中间，第一片压电陶瓷基片I和第二片压电陶瓷基片I的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片I和第四片压电陶瓷基片I的极化方向相反，五片电极片3分别夹持在第一块硬板2与其相邻的压电陶瓷基片I之间、相邻两片压电陶瓷基片I之间和第二块硬板2与其相邻的压电陶瓷基片I之间。【具体实施方式】二、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的夹持式纵弯复合超声电机振子的进一步说明，按从左至右的顺序，第一片压电陶瓷基片I与第二片压电陶瓷基片I之间的电极片3和第三压电陶瓷基片I与第四压电陶瓷基片I之间的电极片3分别连接激励电源的相位差为90度的两相交流电压信号，第二片压电陶瓷片I与第三片压电陶瓷片I之间的电极片3、第一片压电陶瓷片I与第一块硬板2之间的电极片3和第四片压电陶瓷片I与第二块硬板2之间的电极片3均与激励电源公共端相连。【具体实施方式】三、结合图2说明本实施方式所述的夹持式纵弯复合超声电机振子，它包括四片压电陶瓷基片1、两块硬板2和七片电极片3 ；四片压电陶瓷基片I平行设置，且均夹在两块硬板2中间，第一片压电陶瓷基片I和第二片压电陶瓷基片I的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片I和第四片压电陶瓷基片I的极化方向相反，第一片压电陶瓷片I和第二片压电陶瓷片I之间设置有两片电极片3，且该两片电极片3平行设置位于同一平面内，所述两片电极片3之间留有间隙，第三片压电陶瓷片I和第四片压电陶瓷片I之间也设置有两片电极片3，且该两片电极片3平行设置位于同一平面内，所述两片电极片3之间留有间隙；其余三片电极片3分别夹在硬板第一片压电陶瓷片I与第一块硬板2之间、第二片压电陶瓷片I与第三片压电陶瓷片I之间和第四片压电陶瓷片I与第二块硬板2之间。当本专利技术所述的夹持式纵弯复合超声电机振子中第二片压电陶瓷片和第三片压电陶瓷片的极化方向相反时，实现振子奇数阶纵振和偶数阶弯振模态的复合激励。当持式纵弯复合超声电机振子中第二压电陶瓷片和第三片压电陶瓷片的极化方向相同时，实现振子偶数阶纵振和奇数阶弯振模态的复合激励。【具体实施方式】四、本实施方式是对【具体实施方式】三所述的夹持式纵弯复合超声电机振子的进一步说明，按从左至右的顺序，第一片压电陶瓷片I和第二片压电陶瓷片I之间的两片电极片3与第三片压电陶瓷片I和第四片压电陶瓷片I之间的两片电极片3交叉连接组合为两组电极，该两组电极分别连接激励电源的相位差为90度的两相交流电压信号，第二片压电陶瓷片I和第三片压电陶瓷片之间的电极片3、第一片压电陶瓷片I与硬板之间的电极片3和第四片压电陶瓷片I与硬板之间的电极片3均与激励电源公共端相连。【具体实施方式】五、本实施方式是对【具体实施方式】一或三所述的夹持式纵弯复合超声电机振子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
夹持式纵弯复合超声电机振子，其特征在于，它包括四片压电陶瓷基片(1)、两块硬板(2)和五片电极片(3)；四片压电陶瓷基片(1)平行设置，且均夹在两块硬板(2)中间，第一片压电陶瓷基片(1)和第二片压电陶瓷基片(1)的极化方向相反，第三片压电陶瓷基片(1)和第四片压电陶瓷基片(1)的极化方向相反，五片电极片(3)分别夹持在第一块硬板(2)与其相邻的压电陶瓷基片(1)之间、相邻两片压电陶瓷基片(1)之间和第二块硬板(2)与其相邻的压电陶瓷基片(1)之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维山，杨小辉，刘英想，刘军考，石胜君，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23