【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种行波超声电机,具体涉及一种含柔性轴的行波超声电机。属于压电驱动
技术介绍
超声电机是一种利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能的一种新型微型电机。超声电机的定子通常是由压电陶瓷和金属弹性体组成的特定形状的复合弹性体,通过给压电陶瓷施加超声频率的交流电压实现定子弹性体中同频机械振动的激励,进而在定子表面形成具有驱动作用的运动轨迹,一般情况下质点的运行轨迹为椭圆,通过定子和转子间的摩擦耦合,实现转子宏观运动的输出。与传统电磁电机相比,超声电机具有低速大转矩、响应速度快、无电磁干扰、断电自锁等优点。随着我国航空航天等事业的飞速发展,超声电机的优点越来越受到重视,但同时也对超声电机的运转稳定性提出了更高的要求。因此,研制出具有高运转稳定性的行波超声电机具有十分重要的意义。公开号为CN201742324U,公开日为2011年02月09日,专利名称为“旋转型行波超声电机”的不足之处在于不具备柔性轴结构,且不能消除下轴承的游隙,使电机的运转稳定性不高。公开号为CN202111634U,公开日为2012年01月11日,专利名称为“螺母调节预压力的旋转型行波超声电机”的专利技术专利在输出轴上加工有一段螺纹,通过旋转预紧螺母将固联在转轴上的转子向定子的方向拉紧,通过控制预紧螺母在转轴的中心线沿定子的方向移动距离控制定子与转子之间的预压力,其不足之处在于不具备柔性轴结构,如果采用深沟球轴承则轴承的径向游隙难以消除,电机的运转稳定性难以保证;如果采用角接触轴承则定子和转子的相对位置固定,不能自适应调节,难以保证定子面与转子面的紧密均匀接触,降低电 ...
【技术保护点】
一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:它包括底座(1)、前角接触球轴承(3)、柔性轴(4)、外壳(9)、后角接触球轴承(10)、转子(12)和定子(13);外壳(9)和底座(1)可拆卸连接,底座(1)上安装有前角接触球轴承(3),外壳(9)上安装有后角接触球轴承(10),柔性轴(4)安装在前角接触球轴承(3)和后角接触球轴承(10)上;转子(12)和定子(13)布置在前角接触球轴承(3)和后角接触球轴承(10)之间,转子(12)与壳体(9)相邻设置并且安装在柔性轴(4)的环形凸棱(4‑1)上,定子(13)安装在底座(1)上,转子(12)的轮缘的端面上铺设有与定子(13)接触的一层环形摩擦材料(8),定子(13)与底座(1)相邻的端面上铺设有环形压电陶瓷层(6);位于转子(12)和定子(13)之间的柔性轴(4)的轴段上加工有柔性铰链结构或柔性折叠梁结构;柔性铰链结构主要由柔性轴(4)径向上加工的N个整圈圆弧槽(4‑2)构成,其中N≥1;折叠梁结构主要由柔性轴(4)径向上加工的交错布置的多个凹槽(4‑3)以及凹槽(4‑3)之间的多个梁(4‑4)构成。
【技术特征摘要】
1.一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:它包括底座(1)、前角接触球轴承(3)、柔性轴(4)、外壳(9)、后角接触球轴承(10)、转子(12)和定子(13);外壳(9)和底座(1)可拆卸连接,底座(1)上安装有前角接触球轴承(3),外壳(9)上安装有后角接触球轴承(10),柔性轴(4)安装在前角接触球轴承(3)和后角接触球轴承(10)上;转子(12)和定子(13)布置在前角接触球轴承(3)和后角接触球轴承(10)之间,转子(12)与壳体(9)相邻设置并且安装在柔性轴(4)的环形凸棱(4-1)上,定子(13)安装在底座(1)上,转子(12)的轮缘的端面上铺设有与定子(13)接触的一层环形摩擦材料(8),定子(13)与底座(1)相邻的端面上铺设有环形压电陶瓷层(6);位于转子(12)和定子(13)之间的柔性轴(4)的轴段上加工有柔性铰链结构或柔性折叠梁结构;柔性铰链结构主要由柔性轴(4)径向上加工的N个整圈圆弧槽(4-2)构成,其中N≥1;折叠梁结构主要由柔性轴(4)径向上加工的交错布置的多个凹槽(4-3)以及凹槽(4-3)之间的多个梁(4-4)构成。2.根据权利要求1所述的一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:它还包括弹性挡圈(5),前角接触球轴承(3)通过弹性挡圈(5)将定子(13)的内环预紧。3.根据权利要求1所述的一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:它还包括预紧螺母(15),柔性轴(4)的靠近前角接触球轴承(3)的轴段为螺纹轴段,预紧螺母(15)旋拧在螺纹轴段上,前角接触球轴承(3)通过预紧螺母(15)将定子(12)的内环预紧。4.根据权利要求1、2或3所述的一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:底座(1)与前角接触球轴承(3)过盈配合或过渡配合;外壳(9)与后角接触球轴承(10)过盈配合或过渡配合。5.根据权利要求4所述的一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:圆弧槽(4-2)的数量为2个。6.根据权利要求4所述的一种含柔性轴的行波超声电机,其特征在于:环形摩擦材料(8)为含油摩擦材料,该含油摩擦材料包括以质量百分比计的如下组分:聚合物基体:45%-80%;摩擦调节剂:10%-30%;碳微米管:1%-30%;所述的聚合物基体为聚四氟乙烯与聚苯酯、聚酰亚胺或双马来酰胺任意一种的组...
【专利技术属性】
技术研发人员:李锦棒,崔玉国,于爱兵,刘洋,
申请(专利权)人:宁波大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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