The invention discloses a step-by-step rotating piezoelectric motor, which comprises a frame, an elliptical oscillator and a rotating mechanism fixed on the frame. The elliptical oscillator is a metal elastomer with piezoelectric stacks on both sides, one end of the piezoelectric stack is fixed on the side wall of the frame, and a friction contact rod is arranged on the elliptical bulge of the elliptical oscillator during driving process. The rotating mechanism rotates. The voltage waveform applied by the first piezoelectric stack in the elliptical oscillator of the invention is trapezoidal wave, and the voltage waveform applied by the second piezoelectric stack is discontinuous triangular wave. By controlling the voltage excitation waveform of the two piezoelectric stacks, the friction contact rod drives the rotating mechanism to rotate, thereby realizing motor drive. The invention has the advantages of simple structure, few devices, small size, high positioning accuracy and wide application range.
【技术实现步骤摘要】
一种步进式旋转型压电电机及其驱动方法
本专利技术属于旋转型压电电机
,具体涉及一种基于压电叠堆椭圆型振子的步进式旋转型压电电机及其驱动方法。
技术介绍
压电电机是主要使用压电元件将电能转换成机械能的致动器件。压电电机通常具有定子和动子(当物体实现直线性运动时动子为滑块,旋转运动时动子为旋转体),利用定子和动子之间的摩擦使动子产生相应的运动。压电电机相比于普通电磁直流电机,效率高,由于摩擦驱动,每单位重量产生的扭矩高于电磁电机。由于获得了很大的扭矩,因此无需齿轮传动,可以直接驱动动子进行运动。当未施加电源进行激励时,由于接触表面之间的摩擦力,可以由于其能自锁而保持原来的位置,提高了定位精度。基于这些特征,现有技术中已开发了相应的电机,例如行波型电机、平滑冲击驱动机构(SIDM)型电机等。但是,这些电机大多具有体积大、定位精度较低的缺陷,无法满足工业精密驱动场合的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种步进式旋转型压电电机,该电机将压电叠堆与椭圆型振子结合在一起,椭圆型振子可以放大压电叠堆输出的小位移,结构非常简单,器件少,尺寸小,利于装配,且可应用于对旋转定位要求高的环境(例如工业精密驱动等)。本专利技术的另一目的在于提供一种基于上述步进式旋转型压电电机的驱动方法,该方法可实现电机在直流电压下的步进驱动,定位精度更高,应用范围更广。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现:一种步进式旋转型压电电机,包括机架,以及固定在机架上的椭圆型振子和旋转机构,椭圆型振子为一金属弹性体,两侧分别设有压电叠堆,压电叠堆一端固定在机架侧壁上,椭圆型振子椭圆形凸 ...
【技术保护点】
1.一种步进式旋转型压电电机,其特征在于,包括机架,以及固定在机架上的椭圆型振子和旋转机构,椭圆型振子为一金属弹性体,两侧分别设有压电叠堆,压电叠堆一端固定在机架侧壁上,椭圆型振子椭圆形凸起处设有摩擦接触杆;驱动过程中,摩擦接触杆推动旋转机构进行旋转。
【技术特征摘要】
1.一种步进式旋转型压电电机,其特征在于,包括机架,以及固定在机架上的椭圆型振子和旋转机构,椭圆型振子为一金属弹性体,两侧分别设有压电叠堆,压电叠堆一端固定在机架侧壁上,椭圆型振子椭圆形凸起处设有摩擦接触杆;驱动过程中,摩擦接触杆推动旋转机构进行旋转。2.根据权利要求1所述的步进式旋转型压电电机,其特征在于,所述压电叠堆通过螺栓固定在机架侧壁上,且椭圆型振子两侧的压电叠堆呈180°镜像对称;在所述螺栓和压电叠堆之间设有垫片;所述摩擦接触杆为一矩形截面的悬臂梁,每个压电叠堆的截面形状为矩形或者圆形。3.根据权利要求1所述的步进式旋转型压电电机,其特征在于,所述椭圆型振子一部分为椭圆形部分,另一部分为类钹型部分,椭圆形部分两侧设有柔性铰链圆弧过渡部,摩擦接触杆设置在椭圆形部分的中心凸起处,压电叠堆与椭圆型振子面与面接触。4.根据权利要求3所述的步进式旋转型压电电机,其特征在于,椭圆型振子中椭圆形部分长轴和短轴的比值在1.9~2.0之间,类钹型部分的内部夹角在130°~140°;椭圆形部分两侧设置的柔性铰链圆弧过渡部关于椭圆形部分轴线对称。5.根据权利要求1所述的步进式旋转型压电电机,其特征在于,所述旋转型压电电机内设有两组椭圆型振子,每个椭圆型振子的摩擦接触杆均用于推动旋转机构旋转;两组椭圆型振子关于机架的对角线对称安装放置。6.根据权利要求1所述的步进式旋转型压电电机,其特征在于,所述旋转机构包括转轮、转轴和转盘...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。