单相激励型面内振动超声电机及其单相激励方法技术

本发明专利技术公开了一种单相激励型面内振动超声电机，包括定子、转子，所述定子为中空、对称结构，由多边形金属基体和至少两片粘贴在所述多边形金属基体的外表面上的压电陶瓷片复合而成；所述压电陶瓷片表面镀有沿厚度方向均匀分布的电极；所述定子工作在共振状态，其工作模态为两个在空间上有一定夹角的二阶面内弯曲振动模态。该电机具有厚度薄、预压力机构简单、压电陶瓷易加工、成本低、可控性好、输出位移大、驱动电压低、易于实现整机微型化等特点，特别适合于薄型化和微型化的特殊使用场合，如：生物、医疗、微机械、自动控制、光学镜头、机器人和航空航天国防科技等领域。

Single-phase excited ultrasonic motor with in-plane vibration and its single-phase excitation method

The invention discloses a single-phase drive type in-plane vibration ultrasonic motor, stator, rotor, the stator is hollow, symmetrical structure is composed of polygonal metal matrix and at least two pieces pasted on the polygonal metal matrix on the outer surface of the piezoelectric ceramic composites; the piezoelectric ceramic surface the electrode plated with uniform distribution along the thickness direction; the stator in a resonance state, the working mode for the two order two surface with a certain angle in the space of the inner bending vibration mode. The motor has a thin, simple pre pressure mechanism of piezoelectric ceramic, easy processing, low cost, good controllability, large output displacement, low driving voltage, easy to achieve the miniaturization, special occasions, especially suitable for thin and miniaturization such as biological, medical, micro mechanical, automatic control, optical lens, robotics and aerospace defense science and technology.

【技术实现步骤摘要】
单相激励型面内振动超声电机及其单相激励方法
本专利技术属于超声电机领域，具体涉及一种新型面内振动超声电机及其单相激励方法。
技术介绍
由于面内振动型超声电机具有结构紧凑、易于加工、成本低、模态激励简单、易于微型化和能量密度大等特点，在精密驱动和半导体工业等领域均已得到了广泛应用。但面内振动型电机大多为矩形板结构的直线型电机，其中，最典型的面内振动型超声电机是Nanomotion公司研制的纵弯复合型电机。截止到目前为止，纵弯复合型电机已成功应用于精密驱动平台上。中国专利技术专利，申请号：200410101574.4也曾提出构造面内振动型直线电机的方法。但这些电机的板状构型方式和直线驱动模式，使得其在某些场合下，不能满足实际的应用需求。此外，为形成定子驱动面质点沿两个相互垂直方向的振动，进而叠加成驱动动子的椭圆运动，超声电机多采用两相相位差为90°的电压激励，使得电机的驱动控制电路复杂，不易于电机的微型化和集成化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于研制一种结构简单、能量密度大，并具有简化驱动电路功能的单相激励型面内振动超声旋转电机，以满足各种装置小型化和精密化的应用要求。本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相激励型面内振动超声电机，包括定子、转子，其特征在于：所述定子为中空、对称结构，由多边形金属基体和至少两片粘贴在所述多边形金属基体的外表面上的压电陶瓷片复合而成；所述压电陶瓷片表面镀有沿厚度方向均匀分布的电极；所述定子工作在共振状态，其工作模态为两个在空间上有一定夹角的二阶面内弯曲振动模态。

【技术特征摘要】
1.一种单相激励型面内振动超声电机，包括定子、转子，其特征在于：所述定子为中空、对称结构，由多边形金属基体和至少两片粘贴在所述多边形金属基体的外表面上的压电陶瓷片复合而成；所述压电陶瓷片表面镀有沿厚度方向均匀分布的电极；所述定子工作在共振状态，其工作模态为两个在空间上有一定夹角的二阶面内弯曲振动模态。2.根据权利要求1所述的单相激励型面内振动超声电机，其特征在于：所述转子贯穿于中空定子及定子的匹配端，并通过预压力机构将转子压紧在定子驱动表面；所述定子驱动转子旋转，电机的运动和力矩通过输出轴输出，输出轴贯穿整个定子。3.根据权利要求2所述的单相激励型面内振动超声电机，其特征在于：所述预压力机构包括两组蝶形弹簧和卡箍，所述转子的上、下轴向面各设有一个穿插在输出轴中的碟形弹簧，每一个碟形弹簧又通过紧固在输出轴上的卡箍实现压紧转子。4.根据权利要求1所述的单相激励型面内振动超声电机，其特征在于：粘贴在定子基体外表面上的压电陶瓷片为两片或四片。5.根据权利要求1所述的单相激励型面内振动超声电机，其特征在于：所述定子的驱动表面为平面或者锥面。6.根据权利要求1所述的单相激励型面内振动超声电机，其特征在于：所述定子驱动表面上开有退屑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冲，徐世周，林方丽，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41