一种并联驱动式单相直线超声波电机制造技术

本发明专利技术公开了一种并联驱动式单相直线超声波电机：包括定子、支撑座、动子及用于支撑动子的动子支撑装置，定子包括定子座、弹性体、压电陶瓷及弹性组件，定子座一端连接于支撑座，另一端通过弹性组件连接弹性体的一端，弹性体的另一端连接于动子，弹性体设有用于连接压电陶瓷的中空部，弹性组件用于使弹性体的端部挤压动子，定子有多个，多个定子以动子的轴心为中心，圆周均布于支撑座。本发明专利技术的压电陶瓷通电后，激发出压电陶瓷和弹性体的高频振动，弹性体的高频振动通过摩擦作用转化为动子的直线运动。本发明专利技术通过多个定子并联驱动同一个动子的方式增大输出推力，且只需要单相交流电供电，通过改变电源的频率可实现电机运动方向的变换。

【技术实现步骤摘要】
一种并联驱动式单相直线超声波电机
本专利技术涉及直线超声波电机领域，具体涉及一种并联驱动式单相直线超声波电机。
技术介绍
超声波电机是利用压电材料的逆压电效应，激发金属弹性体在超声频段的高频振动，然后通过定子和动子之间的接触摩擦传动，将金属弹性体的高频振动转换为动子的宏观旋转或直线运动。它属于新型的微特电机，具有低速大力矩、动态响应快、电磁兼容性好、断电自锁等优点。目前的超声波电机，输出力矩或推力有限，限制了它的应用。尤其是采用单定子单动子的超声波电机，输出力矩或推力偏小，无法满足大力矩或大推力驱动应用场合的要求。输出推力的大小是直线超声波电机重要的性能指标，如何合理设计电机的结构以提高推力一直是这一领域关注的焦点。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种并联驱动式单相直线超声波电机，解决了现有技术中直线超声波电机推力不大的技术问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：包括定子、支撑座、动子及用于支撑动子的动子支撑装置，所述定子包括定子座、弹性体、压电陶瓷及弹性组件，所述定子座一端连接于支撑座，另一端通过弹性组件连接弹性体的一端，弹性体的另一端连接于动子，所述弹性体设有用于连接压电陶瓷的中空部，所述弹性组件用于使弹性体的端部挤压动子，所述定子有多个，多个定子以动子的轴心为中心，圆周均布于支撑座。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：还包括底座，所述动子支撑装置包括动子支座一及动子支座二，所述动子支座一、支撑座、动子支座二依次垂直连接于底座，所述动子支座一、支撑座、动子支座二分别设有轴承孔一、通孔、轴承孔二，所述动子均穿过轴承孔一、通孔、轴承孔二。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述轴承孔一、轴承孔二与动子之间还分别设有直线轴承一、直线轴承二。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述弹性组件是扭簧，所述扭簧的一端连接于弹性体，另一端连接于定子座。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述扭簧通过螺栓和弹性垫片连接于定子座。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述定子有三个。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述动子的两端还分别设有前止动端盖与后止动端盖。作为本专利技术的一种优化方案，前述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：所述动子的截面是圆形，所述弹性体与动子相连的一端设有与动子截面弧度相等的圆弧凹槽，所述圆弧凹槽连接动子的外表面。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术的压电陶瓷通电后，激发出压电陶瓷和弹性体的高频振动，弹性体的高频振动通过摩擦作用转化为动子的直线运动。本专利技术整体结构简单，通过多个定子并联驱动同一个动子的方式增大输出推力，且只需要单相交流电供电，简化了电机的驱动。通过改变供电电源的频率可以实现电机运动方向的变换。附图说明图1是本专利技术的一种并联驱动式单相直线超声波电机的正面结构示意图；图2是本专利技术的一种并联驱动式单相直线超声波电机的背面结构示意图；图3是本专利技术的定子结构示意图；图4是本专利技术的动子支座一、动子支座二、支撑座和底座一体结构示意图；附图标记的含义：1-压电陶瓷；2-弹性体；3-扭簧；4-螺栓；5-弹性垫片；6-定子座；7-动子；8-前止动端盖；9-后止动端盖；10-直线轴承一；11-直线轴承二；12-动子支座一；13-动子支座二；14-支撑座；15-底座；16-通孔；17-轴承孔一；18-轴承孔二；19-圆弧凹槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1至图4所示：本实施例公开了一种并联驱动式单相直线超声波电机：包括定子、支撑座14、动子7及用于支撑动子7的动子支撑装置，定子包括定子座6、弹性体2、压电陶瓷1及弹性组件，定子座6一端连接于支撑座14，另一端通过弹性组件连接弹性体2的一端，弹性体2的另一端连接于动子7，弹性体2设有用于连接压电陶瓷1的中空部，弹性组件用于使弹性体2的端部挤压动子7，定子有多个，多个定子以动子7的轴心为中心，圆周均布于支撑座14。具体的，还包括底座15，动子支撑装置包括动子支座一12及动子支座二13，动子支座一12、支撑座14、动子支座二13依次垂直连接于底座15，动子支座一12、支撑座14、动子支座二13分别设有轴承孔一17、通孔16、轴承孔二18，动子7均穿过轴承孔一17、通孔16、轴承孔二18。为了进一步降低动子7与动子支座一12、动子支座二13之间的摩擦力，本实施例的轴承孔一17、轴承孔二18与动子7之间还分别设有直线轴承一10、直线轴承二11。弹性组件优选扭簧3，扭簧3的一端连接于弹性体2，另一端连接于定子座6，并且优选通过螺栓4和弹性垫片5连接于定子座6。本实施例的定子优选有三个。动子7的两端还分别设有前止动端盖8与后止动端盖9。前止动端盖8与后止动端盖9起到限位的作用，用于避免动子7从动子支座一12、动子支座二13脱落。本实施例的动子7的截面优选是圆形，弹性体2与动子7相连的一端设有与动子7截面弧度相等的圆弧凹槽19，圆弧凹槽19连接动子7的外表面。圆弧凹槽19一方面可以增加弹性体2与动子7之间的摩擦力，另一方面能够增加两者的接触面积，降低弹性体2的端部磨损。工作时，给压电陶瓷1通电，激发出压电陶瓷1和弹性体2的高频振动，弹性体2的高频振动带动其末端与动子7相接触的圆弧凹槽19形成椭圆运动。由于圆弧凹槽19与动子7接触，因此圆弧凹槽19的椭圆运动通过摩擦推动动子7作直线运动。当向各定子上的压电陶瓷1施加设定幅值、频率为73kHz-84kHz范围内的单相交流电时，激发出压电陶瓷1和弹性体2的一组振动模态，带动圆弧凹槽19形成一个方向的椭圆运动，推动动子7向一个方向直线运动，当向各压电陶瓷施加设定幅值、频率为91kHz-108kHz范围内的单相交流电时，激发出压电陶瓷1和弹性体2的另一组振动模态，带动圆弧凹槽19形成相反方向的椭圆运动，推动动子7向相反的方向做直线运动。本专利技术整体结构简单，通过多个定子并联驱动同一个动子的方式增大输出推力，且只需要单相交流电供电，简化了电机的驱动。通过改变供电电源的频率可以实现电机运动方向的变换。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：包括定子、支撑座（14）、动子（7）及用于支撑动子（7）的动子支撑装置，所述定子包括定子座（6）、弹性体（2）、压电陶瓷（1）及弹性组件，所述定子座（6）一端连接于支撑座（14），另一端通过弹性组件连接弹性体（2）的一端，弹性体（2）的另一端连接于动子（7），所述弹性体（2）设有用于连接压电陶瓷（1）的中空部，所述弹性组件用于使弹性体（2）的端部挤压动子（7），所述定子有多个，多个定子以动子（7）的轴心为中心，圆周均布于支撑座（14）。

【技术特征摘要】
1.一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：包括定子、支撑座（14）、动子（7）及用于支撑动子（7）的动子支撑装置，所述定子包括定子座（6）、弹性体（2）、压电陶瓷（1）及弹性组件，所述定子座（6）一端连接于支撑座（14），另一端通过弹性组件连接弹性体（2）的一端，弹性体（2）的另一端连接于动子（7），所述弹性体（2）设有用于连接压电陶瓷（1）的中空部，所述弹性组件用于使弹性体（2）的端部挤压动子（7），所述定子有多个，多个定子以动子（7）的轴心为中心，圆周均布于支撑座（14）。2.根据权利要求1所述的一种并联驱动式单相直线超声波电机，其特征在于：还包括底座（15），所述动子支撑装置包括动子支座一（12）及动子支座二（13），所述动子支座一（12）、支撑座（14）、动子支座二（13）依次垂直连接于底座（15），所述动子支座一（12）、支撑座（14）、动子支座二（13）分别设有轴承孔一（17）、通孔（16）、轴承孔二（18），所述动子（7）均穿过轴承孔一（17）、通孔（16）、轴承孔二（18）。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春容，夏凯，张津杨，陆旦宏，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32