【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声电机领域，特别是涉及一种共轴双向高速旋转型超声电机。
技术介绍
1、直流电机经过多年的发展以相当成熟，且将直流电机作为驱动装置更为常见。但是，当电机的质量与尺寸逐渐微型化后，原有的优势荡然无存，取而代之的是极高的焦耳热损耗，效率极大的降低。直流电机的效率与尺寸之间的矛盾，迫使它不再适用于更微小的电机，在此情况下，在微小尺寸下拥有更高能量效率的压电电机逐步进入人们的视野。超声电机作为压电电机的一种，利用压电材料的逆压电效应将电能转化为定子的振动能再通过定子与转子之间的摩擦作用将定子的微幅振动转为转子的旋转运动。具有体积小、响应速度快、不熟电磁场干扰、输出力矩大等优点。
2、目前，旋转型超声电机基于振动波的传递方式，可分为行波型旋转超声电机与复合型旋转超声电机。复合型超声电机需要在同一频率下同时激发两个不同类型的驻波，需要较高的频率一致性，在微型化下就对定子的加工精度提出了极高的要求。行波型超声电机虽然天生具有较好的频率一致性，但与复合型超声电机一样存在激励方式复杂的问题，通常需要将压电陶瓷分多区并多路输入信号，使驱动电路复杂化。并且目前并不存在能够在同一时刻输出双向高速旋转的超声电机。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种共轴双向高速旋转型超声电机。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种共轴双向高速旋转型超声电机，包括：定子组件、转子组件、外部框架和预压力弹簧；所述外部框架包括上
4、所述定子为中空正方形金属基体；所述中空正方形金属基体包括驱动足、支撑足和弹性基体；所述弹性基体的内壁分别设置有八只驱动足，所述弹性基体的外侧的四角分别设有支撑足，所述支撑足与所述连接杆接触，所述支撑足用于固定所述定子。
5、优选地，所述弹性基体的个数为四个；各个所述弹性基体依次首尾连接构成矩形框架；一个所述弹性基体的内侧设置有两个所述驱动足，各个所述弹性基体上的所述驱动足呈对角线分布；所述弹性基体与所述支撑足以柔性铰链的方式相连。
6、优选地，所述中空正方形金属基体的外侧分布设置有四片所述压电陶瓷片；所述压电陶瓷片的极化方向均指向中心或者背离中心；每个所述压电陶瓷片之间分别施加正弦激励电压或者余弦激励电压，以激发所述定子组件的工作模态。
7、优选地，所述上转子和所述下转子均为圆锥体结构。
8、优选地，所述实心输出轴套设在空心输出轴之中。
9、优选地，所述支撑足为y型结构。
10、优选地，所述压电陶瓷片采用d31工作模式。
11、优选地，所述压电陶瓷片为矩形结构。
12、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
13、本专利技术提供了一种共轴双向高速旋转型超声电机，包括：定子组件、转子组件、外部框架和预压力弹簧；所述外部框架包括上支撑板、下支撑板、四组连接杆、上轴承和下轴承；所述上支撑板和所述下支撑板相互平行，四组所述连接杆的一端均与所述上支撑板连接，四组所述连接杆的另一端均与所述下支撑板连接；所述上轴承嵌入所述上支撑板，所述下轴承嵌入所述下支撑板，所述上轴承和所述下轴承同轴转动；所述定子组件包括定子和压电陶瓷片；所述压电陶瓷片均匀地设置在所述定子的外侧；所述定子固定在四组所述连接杆上；所述转子组件包括第一转子系统与第二转子系统；第一转子系统包括上转子和空心输出轴，所述空心输出轴插入所述上转子，并与所述上转子固定，所述上转子和空心输出轴位于所述定子与所述上轴承之间，且所述空心输出轴通过上轴承内圈；第二转子系统包括下转子与实心输出轴，所述实心输出轴通过下转子内部，并与所述下转子固定，所述下转子被置于所述定子与所述下轴承之间，所述实心输出轴的上端穿过所述空心输出轴的内圈，所述实心输出轴的下端套在所述下轴承中间；所述预压力弹簧置于所述下转子与所述下轴承之间，且位于实心输出轴外；所述定子为中空正方形金属基体；所述中空正方形金属基体包括驱动足、支撑足和弹性基体；所述弹性基体的内壁分别设置有八只驱动足，所述弹性基体的外侧的四角分别设有支撑足，所述支撑足与所述连接杆接触，所述支撑足用于固定所述定子。本专利技术电机结构简单，质量小，转速快，具有天生的双向运动，可为需要同时双向相反旋转运动的场景提供解决方案。
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1.一种共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，包括：定子组件、转子组件、外部框架和预压力弹簧；所述外部框架包括上支撑板、下支撑板、四组连接杆、上轴承和下轴承；所述上支撑板和所述下支撑板相互平行，四组所述连接杆的一端均与所述上支撑板连接，四组所述连接杆的另一端均与所述下支撑板连接；所述上轴承嵌入所述上支撑板，所述下轴承嵌入所述下支撑板，所述上轴承和所述下轴承同轴转动；所述定子组件包括定子和压电陶瓷片；所述压电陶瓷片均匀地设置在所述定子的外侧；所述定子固定在四组所述连接杆上；所述转子组件包括第一转子系统与第二转子系统；第一转子系统包括上转子和空心输出轴，所述空心输出轴插入所述上转子，并与所述上转子固定，所述上转子和空心输出轴位于所述定子与所述上轴承之间，且所述空心输出轴通过上轴承内圈；第二转子系统包括下转子与实心输出轴，所述实心输出轴通过下转子内部，并与所述下转子固定，所述下转子被置于所述定子与所述下轴承之间，所述实心输出轴的上端穿过所述空心输出轴的内圈，所述实心输出轴的下端套在所述下轴承中间；所述预压力弹簧置于所述下转子与所述下轴承之间，且位于实心输出轴外；
2.根据
3.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述中空正方形金属基体的外侧分布设置有四片所述压电陶瓷片；所述压电陶瓷片的极化方向均指向中心或者背离中心；每个所述压电陶瓷片之间分别施加正弦激励电压或者余弦激励电压，以激发所述定子组件的工作模态。
4.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述上转子和所述下转子均为圆锥体结构。
5.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述实心输出轴套设在空心输出轴之中。
6.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述支撑足为Y型结构。
7.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述压电陶瓷片采用d31工作模式。
8.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，所述压电陶瓷片为矩形结构。
...【技术特征摘要】
1.一种共轴双向高速旋转型超声电机，其特征在于，包括：定子组件、转子组件、外部框架和预压力弹簧；所述外部框架包括上支撑板、下支撑板、四组连接杆、上轴承和下轴承；所述上支撑板和所述下支撑板相互平行，四组所述连接杆的一端均与所述上支撑板连接，四组所述连接杆的另一端均与所述下支撑板连接；所述上轴承嵌入所述上支撑板，所述下轴承嵌入所述下支撑板，所述上轴承和所述下轴承同轴转动；所述定子组件包括定子和压电陶瓷片；所述压电陶瓷片均匀地设置在所述定子的外侧；所述定子固定在四组所述连接杆上；所述转子组件包括第一转子系统与第二转子系统；第一转子系统包括上转子和空心输出轴，所述空心输出轴插入所述上转子，并与所述上转子固定，所述上转子和空心输出轴位于所述定子与所述上轴承之间，且所述空心输出轴通过上轴承内圈；第二转子系统包括下转子与实心输出轴，所述实心输出轴通过下转子内部，并与所述下转子固定，所述下转子被置于所述定子与所述下轴承之间，所述实心输出轴的上端穿过所述空心输出轴的内圈，所述实心输出轴的下端套在所述下轴承中间；所述预压力弹簧置于所述下转子与所述下轴承之间，且位于实心输出轴外；
2.根据权利要求1所述的共轴双向高速旋转型超声电机...
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