一种双激振旋转行波超声电机及制造方法技术

本发明专利技术涉及一种双激振旋转行波超声电机及制造方法，优化转子结构并在其表面增设一组压电陶瓷片，以同时激发定、转子上面外弯振；增加滑环套设在轴上为转子上的陶瓷片供电；螺母和碟簧套设在轴上对动子施加预压力。通过对压电陶瓷施加激励电压，可实现电机双向转动；本发明专利技术通过两个驱动源的设置，能够调整电机转速的同时增大电机输出，同时安装方便，精度高且响应时间短，可广泛应用于精密仪器中。可广泛应用于精密仪器中。可广泛应用于精密仪器中。

【技术实现步骤摘要】
一种双激振旋转行波超声电机及制造方法


[0001]本专利技术涉及一种双激振旋转行波超声电机及制造方法，属于超声电机


技术介绍

[0002]环形行波超声电机是一种新型马达，它利用压电材料的逆压电效应，使弹性体在超声频段内产生微幅振动，并通过定、转子之间的摩擦作用将定子的微幅振动转换成转子的宏观运动。众多学者在改良电机结构、提高电机性能等方面做了大量探索，结果直接反应环形行波超声电机性能关于速度和扭矩的两个指标仍有较大的提升空间，转速较快，扭矩较小等问题严重制约着其应用发展。
[0003]多重定转子组合电机设计是通过增加定转子套数，即增加动力源个数来提高电机输出性能的一种方法。它为超声电机提高某方面性能提供了很好的设计思路，但就目前的研究现状来看，多重定转子组合结构的研究还多停留在原理验证的层面上，还未有真正能实用及商业化的产品。
[0004]本申请试图在前人研究成果的基础上，受多重定转子组合超声电机设计方面的启发，借鉴现有的性能稳定寿命长的60行波超声电机的结构特点，设想采用一种新机理实现多重振动能量的叠加，进而达到增加电机输出性能并降低电机转速的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种双激振旋转行波超声电机及制造方法，通过两个驱动源的设置，能够调整电机转速的同时增大电机输出。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双激振旋转行波超声电机，包括输出轴，定义其一端为顶端，则另一端为底端，在输出轴靠近底端的位置套设定子座，定子座朝向输出轴顶端的表面同轴紧固定子，在定子朝向定子座的端面沿着定子半径粘贴压电陶瓷片；定子朝向输出轴顶端的表面同轴布设动子，即动子同样套设在输出轴上；在动子表面，由输出轴的底端至顶端方向顺次布设压电陶瓷片、碟簧以及若干螺母，碟簧以及若干螺母均套设在输出轴上，压电陶瓷片沿着动子半径粘贴在动子表面，碟簧与动子之间布设垫片，旋紧螺母，通过碟簧向动子施加预压力后，动子与定子能够紧密贴合；向两组压电陶瓷片上施加驱动电压，能够激励定子、动子的面外弯振，从而控制输出轴的转动；作为本专利技术的进一步优选，前述输出轴为方型轴，动子的中心开设与方型轴匹配的方形孔洞；作为本专利技术的进一步优选，定子座与输出轴之间安装深沟球轴承，定子座与输出轴接触部分设置e型开口挡圈；作为本专利技术的进一步优选，在输出轴顶端位置套设滑环，超声电机外部罩设外壳，
滑环朝向螺母的端部通过第一螺钉与输出轴固定，且第一螺钉垂直于输出轴的中轴线设置，滑环与外壳通过第二螺钉固定，且第二螺钉垂直于定子座设置；作为本专利技术的进一步优选，前述动子安装压电陶瓷片的端面，在动子圆周位置沿着径向方向扩张，形成用于粘贴压电陶瓷片的加宽段；作为本专利技术的进一步优选，包括两个同轴叠设的螺母，且螺母的螺距为0.5mm；基于所述双激振旋转行波超声电机的实施方式，施加预压力时，先拧紧靠近碟簧的螺母，当向动子施加的预压力达到预设值后，采用扳手固定靠近碟簧的螺母，继续拧紧另一个螺母；分别向贴合定子的压电陶瓷片、贴合动子的压电陶瓷片输出激励信号进行电压施加，贴合定子的压电陶瓷片、贴合动子的压电陶瓷片的极化方向均沿着压电陶瓷片的厚度方向，激发定子以及动子的固有九阶面外弯振，继续通过摩擦作用带动输出轴转动。
[0007]通过以上技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的双激振旋转行波超声电机，在动子与定子匹配的端面均粘贴压电陶瓷片，在两组压电陶瓷片上施加合适频率的驱动电压，能够激励出定子和动子的面外弯振，从而控制输出轴的转动，使输出轴正转或反转；2、本专利技术提供的双激振旋转行波超声电机，体积小、质量轻、精度高以及响应时间短，通过两个驱动源的设置，可以调整电机转速，增大电机输出，能够在精密仪器中广泛应用。
附图说明
[0008]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0009]图1是本专利技术提供的优选实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术提供的优选实施例中动子结构示意图；图3是本专利技术提供的优选实施例中两组压电陶瓷片的驱动方式示意图；图4是本专利技术提供的优选实施例中螺母的结构示意图；图5是本专利技术提供的优选实施例的响应分析图。
[0010]图中：1为定子座，2为外壳，3为动子，4为垫片，5为螺母，6为输出轴，7为第一螺钉，8为滑环，9为第二螺钉，10为碟簧，12为定子，13为压电陶瓷片，14为e型开口挡圈，15为深沟球轴承，16为方形孔洞，17为加宽段，18为动子腹板。
实施方式
[0011]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。本申请的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本专利技术的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本专利技术的保护范围。
[0012]如
技术介绍
阐述的，现有技术的行波超声电机为了提高输出转矩，采用多重定转子组合设计，通过增加动力源的方式来提高电机输出性能。然而这样的结构设计给电机装
配及操控带来诸多困难。因此本申请提供了一种双激振环形行波超声电机，以解决现有环形行波超声电机存在的输出力矩不足，转速较大的问题。
[0013]图1所示，是本申请提供的优选实施例的整体结构示意图，包括输出轴，定义其一端为顶端，则另一端为底端，在输出轴靠近底端的位置套设定子座，定子座与输出轴之间安装深沟球轴承，定子座与输出轴接触部分设置e型开口挡圈，定子座朝向输出轴顶端的表面同轴紧固定子，在定子朝向定子座的端面沿着定子半径粘贴压电陶瓷片；定子朝向输出轴顶端的表面同轴布设动子，即动子同样套设在输出轴上；在动子表面，由输出轴的底端至顶端方向顺次布设压电陶瓷片、碟簧以及若干螺母，碟簧以及若干螺母均套设在输出轴上，压电陶瓷片沿着动子半径粘贴在动子表面，碟簧与动子之间布设垫片，垫片的布设防止碟簧在施压时损伤动子表面；旋紧螺母，通过碟簧向动子施加预压力后，动子与定子能够紧密贴合。在输出轴顶端位置套设滑环，用于为压电陶瓷片供电，超声电机外部罩设外壳，滑环朝向螺母的端部通过第一螺钉与输出轴固定，且第一螺钉垂直于输出轴的中轴线设置，滑环与外壳通过第二螺钉固定，且第二螺钉垂直于定子座设置，第二螺钉的设置具有定位的作用，外壳与定子座之间同样通过螺钉固定。
[0014]结构中清楚的阐述到本申请最大的创新点，即在动子端面与定子端面均粘贴压电陶瓷片，分别向两组压电陶瓷片上施加驱动电压，形成两个驱动源，能够激励定子、动子的面外弯振，从而控制输出轴的转动。
[0015]图2是本申请优选实施例中提供的动子结构示意图，与原有的转子结构相比，输出轴为方型轴，动子的中心开设与方型轴匹配的方形孔洞16，能够避免采用螺栓连接，简化了整个超声电机的结构，也便于与碟簧配合向动子施加预压力。由于本申请中是在动子端面同样粘贴一组压电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双激振旋转行波超声电机，其特征在于：包括输出轴（6），定义其一端为顶端，则另一端为底端，在输出轴（6）靠近底端的位置套设定子座（1），定子座（1）朝向输出轴（6）顶端的表面同轴紧固定子（12），在定子（12）朝向定子座（1）的端面沿着定子（12）半径粘贴压电陶瓷片（13）；定子（12）朝向输出轴（6）顶端的表面同轴布设动子（3），即动子（3）同样套设在输出轴（6）上；在动子（3）表面，由输出轴（6）的底端至顶端方向顺次布设压电陶瓷片（13）、碟簧（10）以及若干螺母（5），碟簧（10）以及若干螺母（5）均套设在输出轴（6）上，压电陶瓷片（13）沿着动子（3）半径粘贴在动子（3）表面，碟簧（10）与动子（3）之间布设垫片（4），旋紧螺母（5），通过碟簧（10）向动子（3）施加预压力后，动子（3）与定子（12）能够紧密贴合；向两组压电陶瓷片（13）上施加驱动电压，能够激励定子（12）、动子（3）的面外弯振，从而控制输出轴（6）的转动。2.根据权利要求1所述的双激振旋转行波超声电机，其特征在于：前述输出轴（6）为方型轴，动子（3）的中心开设与方型轴匹配的方形孔洞（16）。3.根据权利要求2所述的双激振旋转行波超声电机，其特征在于：定子座（1）与输出轴（6）之间安装深沟球轴承（15），定子座（1）与输出轴（6）接触部分设置e型开口挡圈（14）。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淋，尧凯希，杨模尖，唐思宇，张新月，
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：