一种单激励源双向作动的直线超声电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单激励源双向作动的直线超声电机，它包括动子、定子及弹性顶抵机构，弹性顶抵机构与定子连接并能使该定子与该动子顶抵接触，定子包括固定连接在一起的前盖板、后盖板和位于前盖板和后盖板之间的压电陶瓷片，定子的中心轴线与动子的运动方向形成一锐角的倾斜角度关系，前盖板上在沿与定子的中心轴线成一锐角的方向上设有排列圆孔。它具有如下优点：加工工艺简单，只需用一组压电陶瓷片和单激励源，即可完成电机的双向作动，简化了超声电机的驱动控制电路。

A kind of linear ultrasonic motor with single excitation source and bidirectional action

【技术实现步骤摘要】
一种单激励源双向作动的直线超声电机
本技术涉及电机领域，尤其涉及一种单激励源双向作动的直线超声电机。
技术介绍
目前，纵弯复合型超声电机与其它类型的超声电机相比,因为扭矩体积比大的优点而成为近年来国内外研究的热点之一。该类超声电机具有精度高、响应快和结构紧凑等特点，应用领域十分广泛。现有的纵弯复合振动模式超声电机，如专利公开号为CN101656490A，专利名称为一种纵弯复合模态的直线超声电机的专利，都是通过两组压电陶瓷片来实现纵振与弯振两个模态，通过对激励源的改变来改变其振动形式。现有技术中也有提出利用单组压电陶瓷同时激发纵弯模态，利用复合振动辅助切削加工。如专利号为CN106733571A，专利名称为单激励纵弯复合振动超声换能器的专利，该技术即在单源激励下，同时激发出压电振子的两种模态，该技术为一种应用于加工领域的超声换能器，该换能器提出利用结构上的斜槽实现单激励双模态，但是斜槽的加工工艺较为复杂。
技术实现思路
本技术提供了一种单激励源双向作动的直线超声电机，其克服了
技术介绍
中所述的现有技术的不足。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单激励源双向作动的直线超声电机，它包括动子、定子及弹性顶抵机构，该弹性顶抵机构与定子连接并能使该定子与该动子顶抵接触，该定子包括固定连接在一起的前盖板、后盖板和位于前盖板和后盖板之间的压电陶瓷片，所述定子的中心轴线与动子的运动方向形成一锐角的倾斜角度关系，该前盖板上在沿与定子的中心轴线成一锐角的方向上设有排列圆孔。r>一实施例之中：所述弹性顶抵机构包括一扭簧，该扭簧的一端固定在一基座上，另一端与所述定子固接。一实施例之中：所述圆孔为单列，单列圆孔中的各圆孔为等间隔布设。一实施例之中：所述圆孔为多列孔阵列，多列孔阵列的各列之间为等间隔布设，每一列中的各圆孔之间为等间隔布设。一实施例之中：所述定子的横截面为矩形。一实施例之中：所述定子的横截面为圆形。一实施例之中：通过一螺栓将所述前盖板、后盖板及压电陶瓷片固定连接。一实施例之中：所述动子为直线导轨或滑块。一实施例之中：所述动子为绕一固定转轴旋转的转子。一实施例之中：所述圆孔为通孔。本技术方案与
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相比，它具有如下优点：1、通过在前盖板上设排列圆孔，使得前盖板质量分布不均匀，结构不对称，当用一组压电陶瓷片单相激励定子的一个工作模态(纵向振动模态)时,能同时诱发出另一个工作模态(弯曲振动模态)；这两个具有相近频率的工作模态在空间上具有一定的相位差,在时间上也具有一定相位差,使动子与定子接触面上定子的质点产生椭圆运动,推动动子运动，因此在驱动超声电机时，只需用一组压电陶瓷片和单激励源，即可完成电机的双向作动，简化了超声电机的驱动控制电路。2、所述圆孔的加工工艺简单，加工效率高。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本实施例所述的单激励源双向作动的直线超声电机的结构示意图。具体实施方式请查阅图1，一种单激励源双向作动的直线超声电机，它包括动子5、定子9及弹性顶抵机构6，该弹性顶抵机构6与定子9连接并能使该定子9与该动子5顶抵接触，该定子9包括固定连接在一起的前盖板2、后盖板1和位于前盖板2和后盖板1之间的压电陶瓷片3(可通过一螺栓将所述前盖板2、后盖板1及压电陶瓷片3固定连接)，定子9的中心轴线与动子5的运动方向形成一锐角的倾斜角度关系，该前盖板2上在沿与定子的中心轴线成一锐角的方向上设有排列圆孔4。本实施例中，所述圆孔4为通孔，该通孔贯穿前盖板2的两对侧面。所述弹性顶抵机构6包括一扭簧，该扭簧的一端固定在一基座上，另一端与所述定子9固接。一较佳实施方式中，所述圆孔4为单列，单列圆孔中的各圆孔为等间隔布设。另一较佳实施方式中，所述圆孔4为多列孔阵列，多列孔阵列的各列之间为等间隔布设，每一列中的各圆孔之间为等间隔布设。所述定子9的横截面为矩形或圆形。所述动子5为直线导轨或滑块。所述动子5还可为绕一固定转轴旋转的转子。本技术所述的超声电机使用时，给所述压电陶瓷片3加以单相电源，由于逆压电效应，压电陶瓷片3会激发所述定子9的纵向振动模态，如图1所示的纵振曲线7，同时，由于所述前盖板2上被钻有所述圆孔4，使得前盖板2的质量分布不均匀，结构不对称，使得定子9在激发出纵向振动模态的同时激发出定子的弯曲振动模态，如图1所示的弯振曲线8；这两个具有相近频率的工作模态在空间上具有一定的相位差,在时间上也具有一定相位差，使得定子9与所述动子5接触表面质点做椭圆运动，从而推动动子5运动，输出直线位移。当定子9工作模态改变时，椭圆倾斜方向会随之改变，从而实现动子5双向运动。本设计结构简单，用所述前盖板2结构的不对称激发定子9不同的振动模态，并且设计所述定子9中心轴线方向与所述动子5运动方向之间倾斜一定角度来推动动子输出直线位移，巧妙地利用了定子9的驱动状态。采用圆孔4设计也进一步简化了加工工艺的复杂性；并且在驱动超声电机时，只需用一组压电陶瓷片和单激励源，即可完成电机的双向作动，简化了超声电机的驱动控制电路。以上所述，仅为本技术较佳实施例而已，故不能依此限定本技术实施的范围，即依本技术专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本技术涵盖的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单激励源双向作动的直线超声电机，其特征在于：包括动子、定子及弹性顶抵机构，该弹性顶抵机构与定子连接并能使该定子与该动子顶抵接触，该定子包括固定连接在一起的前盖板、后盖板和位于前盖板和后盖板之间的压电陶瓷片，所述定子的中心轴线与动子的运动方向形成一锐角的倾斜角度关系，该前盖板上在沿与定子的中心轴线成一锐角的方向上设有排列圆孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种单激励源双向作动的直线超声电机，其特征在于：包括动子、定子及弹性顶抵机构，该弹性顶抵机构与定子连接并能使该定子与该动子顶抵接触，该定子包括固定连接在一起的前盖板、后盖板和位于前盖板和后盖板之间的压电陶瓷片，所述定子的中心轴线与动子的运动方向形成一锐角的倾斜角度关系，该前盖板上在沿与定子的中心轴线成一锐角的方向上设有排列圆孔。


2.根据权利要求1所述的一种单激励源双向作动的直线超声电机，其特征在于：所述弹性顶抵机构包括一扭簧，该扭簧的一端固定在一基座上，另一端与所述定子固接。


3.根据权利要求1所述的一种单激励源双向作动的直线超声电机，其特征在于：所述圆孔为单列，单列圆孔中的各圆孔为等间隔布设。


4.根据权利要求1所述的一种单激励源双向作动的直线超声电机，其特征在于：所述圆孔为多列孔阵列，多列孔阵列的各列之间为等间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王寅，陈紫嫣，叶瑞芳，范伟，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建;35