一种抗高过载双定转子串联超声电机及实施方式制造技术

本发明专利技术涉及一种抗高过载双定转子串联超声电机及实施方式，超声电机包括中间壳体，以中间壳体的中心为中心点，沿着中间壳体径向方向穿过中心点的对称截面将中间壳体分成对称的两个部分，每个部分内均套设转子组件以及定子组件，两个部分的转子组件均靠近对称截面形成串联排布；在中间壳体的端部分别安装定子座，定子座表面布设定子支撑架以及第一缓冲橡胶环，定子座的中心设置凸起圆柱，定子支撑架套设在凸起圆柱上，第一缓冲橡胶环与定子支撑架同轴设置，在定子座与定子支撑架之间布设碟簧，定子组件套设在定子支撑架上，定子组件齿面套设转子组件；本发明专利技术定子以及转子可承受轴向正反两个方向上的高过载冲击，同时具有较高的抗过载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗高过载双定转子串联超声电机及实施方式
本专利技术涉及一种抗高过载双定转子串联超声电机及实施方式，属于超声电机

技术介绍
现有技术中的各种旋转型行波超声电机，无论是单定转子的结构还是双定子-单转子、双定子-双转子的结构，通常都是用螺钉将外壳与底座固定连接，通过外壳上的轴承直接压在转子的轴肩上或压在连接转子的转轴上的轴肩上实现预压力的施加，并通过改变轴承与轴肩上的调整垫片厚度实现调整预压力的大小。为了提高超声电机的输出性能，通常将超声电机的定子弹性体和转子设计成柔性结构，定子弹性体和转子都有柔性腹板，因定子弹性体和转子没有保护措施，在高过载下，一是轴在轴向方向上出现较大的轴向位移，定转子之间的预压力会出现较为明显的变化；二是定转子容易出现屈服失效导致电机性能急剧下降或电机失效。为了提高用于航天或武器装备领域的旋转型行波超声电机的抗过载能力，通常也会在定子弹性体、转子或轴方面加入一定的保护措施，专利号为CN201520055676.0和CN201711203476.5的专利中提出了一种抗高过载技术方案，但是其仅提出锁紧螺母的螺纹为特制螺纹，所述电机轴上的螺纹为标准螺纹，当锁紧螺母与电机轴上的螺纹紧固后，在高过载下电机的预压力无变化，但是未对电机的定子弹性体和柔性转子等零件提出在高过载条件下屈服失效保护措施。专利号为CN201610138371.5的专利中也提出了一种抗高过载技术方案，在定子弹性体组件柔性导电膜与电机底座之间布设了缓冲用的波簧，当冲击力往电机底座方向时，波簧确实能起到缓冲作用，提高该方向的抗过载能力。但是当冲击力往转子方向时，由于柔性转子没有保护措施，在冲击力集中在柔性转子上时，柔性转子存在屈服失效的可能。因此，这种结技术方案下，整个电机的抗高过载能力取决于柔性转子的抗过载能力；另外，还值得说明的是，这种技术方案中波簧直接与定子弹性体接触(压在柔性导电膜上)，作用在定子弹性体振动基板上，波簧作用力无论是直接或间接的作用在定子弹性体振动基板，都将一定程度上影响电机的输出性能。同样的，专利号为CN201822194084.3中也提出了一种抗高过载的方式，不过与专利号为CN201610138371.5的专利中提到的抗过载方式刚好相反，它很好的保护了转子，但是却没能很好的保护定子弹性体；它通过在转子和预压力压板之间布设了一个蝶形弹簧，利用碟簧的零刚度特性实现轴向较大位移的维持定转子之间的预压力来保证电机的输出性能，在冲击力往转子方向的情况下，这种结构能很好的为转子释放冲击力保护转子；但是当冲击力往定子弹性体方向时，由于定子弹性体没有保护措施，在冲击力集中在定子弹性体上时，定子弹性体存在屈服失效可能。因此，这种技术方案下，整个电机的抗高过载能力取决于定子弹性体的抗过载能力。因此亟需一种抗轴向双向方向高过载的超声电机，以克服现有技术的缺陷，满足航空航天和兵器装备更高的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种抗高过载双定转子串联超声电机及实施方式，其定子以及转子的预压力一致性较优，同时具有较高的抗过载能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗高过载双定转子串联超声电机，包括中间壳体，方轴穿设中间壳体，且方轴与中间壳体同轴布设；以中间壳体的中心为中心点，沿着中间壳体径向方向穿过中心点的对称截面将中间壳体分成对称的两个部分，每个部分的中间壳体内的方轴上均套设转子组件以及定子组件，两个部分的转子组件均靠近对称截面形成串联排布；其特征在于：在中间壳体的端部分别安装定子座，且定子座与中间壳体同轴布设；定子座表面布设定子支撑架以及第一缓冲橡胶环，定子座的中心设置凸起圆柱，定子支撑架套设在凸起圆柱上，第一缓冲橡胶环与定子支撑架同轴设置，且第一缓冲橡胶环与定子座表面贴合；在定子座与定子支撑架之间布设碟簧，定子组件套设在定子支撑架上，位于定子组件齿面的方轴上套设转子组件；定子组件以及转子组件施加预压力后，第一缓冲橡胶环与定子组件之间形成用于冲击力缓冲的第一间隙；在定子座表面的凸起圆柱上还套设限位支架，限位支架位于定子支撑架表面，且限位支架与定子支撑架之间在靠近方轴位置形成第二间隙；第二缓冲橡胶环与定子组件的齿面之间形成用于冲击力缓冲的第三间隙；作为本专利技术的进一步优选，前述的定子组件包括定子、压电陶瓷片以及柔性印制板，且每部分均是由中间壳体端部至对称截面方向顺次叠设柔性印制板、压电陶瓷片以及定子；在定子的内腹板相对压电陶瓷片的一侧设置配重圆柱体，配重圆柱体套设在定子支撑架上；转子组件包括转子、摩擦材料以及减震橡胶，且每部分均是由中间壳体端部至对称截面方向顺次叠设摩擦材料、转子以及减震橡胶；作为本专利技术的进一步优选，方轴穿设定子座的凸起圆柱，凸起圆柱的内柱面与方轴接触处布设轴承，在定子支撑架中心设置导向圆柱，定子座的凸起圆柱的外圆柱面与定子支撑架的导向圆柱面间隙配合，定子支撑架在凸起圆柱的导向作用下沿着方轴轴向方向滑动；定子座表面开设与凸起圆柱同轴的环形凹槽，碟簧嵌设在环形凹槽内，环形凹槽内设置定子座台阶，防止碟簧过度压缩导致翻面；在定子支撑架相对定子座的环形面上开设定子支撑架外圆台阶和定子支撑架内圆台阶，碟簧的大端面嵌设在定子支撑架上通过定子支撑架外圆台阶进行定位，定子支撑架内圆台阶防止碟簧翻面；作为本专利技术的进一步优选，沿着定子座的圆形凹槽内侧壁布设至少一个铣扁，沿着定子支撑架的外圆周壁同样开设至少一个铣扁，且位于定子座的铣扁位置、个数均与位于定子支撑架的铣扁位置、个数匹配，定子支撑架套设在定子座后，铣扁配合，限制定子支撑架与定子座在周向方向的转动；作为本专利技术的进一步优选，限位支架的中心向对应的定子座方向凸起，形成圆柱状凸起台阶，圆柱状凸起台阶的内圆柱面与定子座凸起圆柱的外圆柱面配合；同时圆柱状凸起台阶的端面同时与定子座凸起圆柱端面、轴承的外环配合，将轴承压住，起到轴承端盖作用；作为本专利技术的进一步优选，中间壳体的两个部分包含两个第一间隙，定义中间壳体的底端和顶端，靠近顶端的第一间隙为δ1＇，靠近底端的第一间隙为δ1，且δ1＞0，δ1＇＞0；作为本专利技术的进一步优选，中间壳体的两个部分包含两个第二间隙，定义中间壳体的底端和顶端，靠近顶端的第二间隙定义为δ2＇，靠近底端的第二间隙定义为δ2；同样中间壳体的两个部分包含两个第三间隙，靠近顶端的第三间隙定义为δ3＇，靠近底端的第三间隙定义为δ3；其中，δ2≥δ3＞0，δ2＇≥δ3＇＞0；作为本专利技术的进一步优选，每个转子中心位置开设与方轴匹配的方孔，两个部分的转子串联套设在方轴上，且相邻转子之间设置预压力调整垫片，预压力调整垫片位于中间壳体的对称截面上；作为本专利技术的进一步优选，每个定子座凸起圆柱的内柱面与方轴接触处布设轴承，轴承内圈与方轴通过锁紧螺母进行固定；同时位于中间壳体对称截面上半部分的轴承与方轴的轴肩之间布设轴隙调整垫片；一种基于所述抗高过载双定转子串联超声电机的实施方式，当超声电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗高过载双定转子串联超声电机，包括中间壳体，方轴穿设中间壳体，且方轴与中间壳体同轴布设；以中间壳体的中心为中心点，沿着中间壳体径向方向穿过中心点的对称截面将中间壳体分成对称的两个部分，每个部分的中间壳体内的方轴上均套设转子组件以及定子组件，两个部分的转子组件均靠近对称截面形成串联排布；其特征在于：/n在中间壳体的端部分别安装定子座，且定子座与中间壳体同轴布设；定子座表面布设定子支撑架以及第一缓冲橡胶环，定子座的中心设置凸起圆柱，定子支撑架套设在凸起圆柱上，第一缓冲橡胶环与定子支撑架同轴设置，且第一缓冲橡胶环与定子座表面贴合；/n在定子座与定子支撑架之间布设碟簧，定子组件套设在定子支撑架上，位于定子组件齿面的方轴上套设转子组件；/n定子组件以及转子组件施加预压力后，第一缓冲橡胶环与定子组件之间形成用于冲击力缓冲的第一间隙；/n在定子座表面的凸起圆柱上还套设限位支架，限位支架位于定子支撑架表面，且限位支架与定子支撑架之间在靠近方轴位置形成第二间隙；/n第二缓冲橡胶环与定子组件的齿面之间形成用于冲击力缓冲的第三间隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗高过载双定转子串联超声电机，包括中间壳体，方轴穿设中间壳体，且方轴与中间壳体同轴布设；以中间壳体的中心为中心点，沿着中间壳体径向方向穿过中心点的对称截面将中间壳体分成对称的两个部分，每个部分的中间壳体内的方轴上均套设转子组件以及定子组件，两个部分的转子组件均靠近对称截面形成串联排布；其特征在于：
在中间壳体的端部分别安装定子座，且定子座与中间壳体同轴布设；定子座表面布设定子支撑架以及第一缓冲橡胶环，定子座的中心设置凸起圆柱，定子支撑架套设在凸起圆柱上，第一缓冲橡胶环与定子支撑架同轴设置，且第一缓冲橡胶环与定子座表面贴合；
在定子座与定子支撑架之间布设碟簧，定子组件套设在定子支撑架上，位于定子组件齿面的方轴上套设转子组件；
定子组件以及转子组件施加预压力后，第一缓冲橡胶环与定子组件之间形成用于冲击力缓冲的第一间隙；
在定子座表面的凸起圆柱上还套设限位支架，限位支架位于定子支撑架表面，且限位支架与定子支撑架之间在靠近方轴位置形成第二间隙；
第二缓冲橡胶环与定子组件的齿面之间形成用于冲击力缓冲的第三间隙。


2.根据权利要求1所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：前述的定子组件包括定子、压电陶瓷片以及柔性印制板，且每部分均是由中间壳体端部至对称截面方向顺次叠设柔性印制板、压电陶瓷片以及定子；
在定子的内腹板相对压电陶瓷片的一侧设置配重圆柱体，配重圆柱体套设在定子支撑架上；
转子组件包括转子、摩擦材料以及减震橡胶，且每部分均是由中间壳体端部至对称截面方向顺次叠设摩擦材料、转子以及减震橡胶。


3.根据权利要求2所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：方轴穿设定子座的凸起圆柱，凸起圆柱的内柱面与方轴接触处布设轴承，在定子支撑架中心设置导向圆柱，定子座的凸起圆柱的外圆柱面与定子支撑架的导向圆柱面间隙配合，定子支撑架在凸起圆柱的导向作用下沿着方轴轴向方向滑动；
定子座表面开设与凸起圆柱同轴的环形凹槽，碟簧嵌设在环形凹槽内，环形凹槽内设置定子座台阶，防止碟簧过度压缩导致翻面；
在定子支撑架相对定子座的环形面上开设定子支撑架外圆台阶和定子支撑架内圆台阶，碟簧的大端面嵌设在定子支撑架上通过定子支撑架外圆台阶进行定位，定子支撑架内圆台阶防止碟簧翻面。


4.根据权利要求3所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：沿着定子座的圆形凹槽内侧壁布设至少一个铣扁，沿着定子支撑架的外圆周壁同样开设至少一个铣扁，且位于定子座的铣扁位置、个数均与位于定子支撑架的铣扁位置、个数匹配，定子支撑架套设在定子座后，铣扁配合，限制定子支撑架与定子座在周向方向的转动。


5.根据权利要求4所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：限位支架的中心向对应的定子座方向凸起，形成圆柱状凸起台阶，圆柱状凸起台阶的内圆柱面与定子座凸起圆柱的外圆柱面配合；
同时圆柱状凸起台阶的端面同时与定子座凸起圆柱端面、轴承的外环配合，将轴承压住，起到轴承端盖作用。


6.根据权利要求1所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：中间壳体的两个部分包含两个第一间隙，定义中间壳体的底端和顶端，靠近顶端的第一间隙为δ1’，靠近底端的第一间隙为δ1，且δ1＞0，δ1’＞0。


7.根据权利要求1所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特征在于：中间壳体的两个部分包含两个第二间隙，定义中间壳体的底端和顶端，靠近顶端的第二间隙定义为δ2’，靠近底端的第二间隙定义为δ2；
同样中间壳体的两个部分包含两个第三间隙，靠近顶端的第三间隙定义为δ3’，靠近底端的第三间隙定义为δ3；
其中，δ2≥δ3＞0，δ2’≥δ3’＞0。


8.根据权利要求2所述的抗高过载双定转子串联超声电机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨模尖，杨淋，赵淳生，
申请(专利权)人：南京航达超控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32