【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超声电机领域，具体涉及一种实现旋转型行波超声电机工作模态切换的压电组件。
技术介绍
1、超声电机是一种非电磁电机，它是利用压电陶瓷材料的逆压电效应，在电信号的激励下，带动其联结的弹性体产生特定的微幅振动，通过摩擦作用将振动传递给转子（动子），从而实现宏观旋转（直线）运动的一种特殊电机。超声电机中压电陶瓷属于核心部件，其压电性能、结构设计、信号激励方式直接决定电机性能的优异程度，现有技术中压电陶瓷使得超声电机通常只能实现单一模式的工作，无法满足多场合的使用需求，因此设置一种可满足多模态使用需求的压电组件，实现电机工作速度区间跨度大的目的，是当下亟需解决的热点问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现旋转型行波超声电机工作模态切换的压电组件，旨在解决超声电机难以兼顾高效率和大速比的技术问题。
2、本专利技术的技术方案是：一种实现旋转型行波超声电机工作模态切换的压电组件，该压电组件包括压电陶瓷环，压电陶瓷环为均布式压电陶瓷环，压电陶瓷环一侧表面通过导电胶与一多层导电薄膜胶接，压电陶瓷环的另一侧通过导电胶胶接于定子基底，该均布式压电陶瓷环的各极化区间大小一致且沿压电陶瓷环均匀分布，不同数量相邻的各极化区间构成各极化区间单元，所述多层导电薄膜与各极化区间相适配，各极化区间单元的大小与所切换的各工作模态的半波长相匹配。
3、进一步的，所切换的各工作模态为超声电机的b08工作模态和超声电机的b04工作模态。
4、进一步
5、进一步的，该压电组件在超声电机的b04工作模态下，将该均布式压电陶瓷环中相邻2个极化方向相同的极化区间构成一个极化区间单元ⅱ，每4个相邻的极化区间单元ⅱ合成一极化区间单元组ⅱ，极化区间单元组ⅱ共为4组，每一极化区间单元组ⅱ的极化方向逆时针依次为“++－－－－++”，沿着压电陶瓷环重复分布。
6、进一步的，该压电组件在超声电机的b08工作模态下，对相邻两组内极化区间单元ι施加的激励信号逆时针依次是正向正弦信号sin1、正向余弦信号cos1、正向正弦信号sin1、正向余弦信号cos1、负向正弦信号-sin1、负向余弦信号-cos1、负向正弦信号-sin1、负向余弦信号-cos1，依次循环，其中激励信号sin1、cos1、-sin1、-cos1的频率与超声电机定子b08模态的频率保持一致。
7、进一步的，该压电组件在超声电机的b04工作模态下，对一极化区间单元组ⅱ施加的激励信号逆时针依次是正向正弦信号sin2、正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2、正向余弦信号cos2、正向正弦信号sin2、正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2、正向余弦信号cos2，依次循环，其中激励信号sin2与cos2激的频率与超声电机定子b04模态的频率保持一致。
8、进一步的，多层导电薄膜包括叠层设计的第一层环形导电薄膜与第二层环形导电薄膜。
9、进一步的，第一层导电薄膜具有四条信号接入线路，分别接入匹配超声电机的b08工作模态的正向正弦信号sin1、负向正弦信号-sin1、正向余弦信号cos1、负向余弦信号-cos1。
10、进一步的，第二层导电薄膜具有两条信号接入线路，分别接入匹配超声电机的b04工作模态正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2。
11、进一步的，多层导电薄膜为柔性印刷电路板软膜。
12、本专利技术的有益技术效果是：
13、本专利技术提供一种均布式的压电陶瓷环，配合使用多层导电薄膜对激励信号的电路进行简化，合理地设计多层导电薄膜可以实现对压电陶瓷环各极化区间振动状态的任意组合。经由多层导电薄膜激发的高阶模态与低阶模态（如b08模态与b04模态）的两相驻波均满足空间相位和时间相位相差π/2，满足超声电机多模态工作的使用需求。
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1.一种实现旋转型行波超声电机工作模态切换的压电组件，其特征在于，该压电组件包括压电陶瓷环，压电陶瓷环为均布式压电陶瓷环，压电陶瓷环一侧表面通过导电胶与一多层导电薄膜胶接，压电陶瓷环的另一侧通过导电胶胶接于定子基底，该均布式压电陶瓷环的各极化区间大小一致且沿压电陶瓷环均匀分布，不同数量相邻的各极化区间构成各极化区间单元，所述多层导电薄膜与各极化区间相适配，各极化区间单元的大小与所切换的各工作模态的半波长相匹配。
2.如权利要求1所述的一种压电组件，其特征在于，所切换的各工作模态为超声电机的B08工作模态和超声电机的B04工作模态。
3.如权利要求2所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的B08工作模态下，均布式压电陶瓷环共有32片等分的极化区间，单个极化区间构成一个极化区间单元Ι，每4个相邻的极化区间单元Ι合成一极化区间单元组Ι，极化区间单元组Ι共为8组，两相邻极化区间单元组Ι内极化区间的极化方向逆时针依次为“++－－”和“－－++”，沿着压电陶瓷环重复分布。
4.如权利要求3所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的
5.如权利要求4所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的B08工作模态下，对相邻两组内极化区间单元Ι施加的激励信号逆时针依次是正向正弦信号sin1、正向余弦信号cos1、正向正弦信号sin1、正向余弦信号cos1、负向正弦信号-sin1、负向余弦信号-cos1、负向正弦信号-sin1、负向余弦信号-cos1，依次循环，其中激励信号sin1、cos1、-sin1、-cos1的频率与超声电机定子B08模态的频率保持一致。
6.如权利要求5所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的B04工作模态下，对一极化区间单元组Ⅱ施加的激励信号逆时针依次是正向正弦信号sin2、正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2、正向余弦信号cos2、正向正弦信号sin2、正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2、正向余弦信号cos2，依次循环，其中激励信号sin2与cos2的频率与超声电机定子B04模态的频率保持一致。
7.如权利要求1所述的一种压电组件，其特征在于，多层导电薄膜包括叠层设计的第一层环形导电薄膜与第二层环形导电薄膜。
8.如权利要求7所述的一种压电组件，其特征在于，第一层导电薄膜具有四条信号接入线路，分别接入匹配超声电机的B08工作模态的正向正弦信号sin1、负向正弦信号-sin1、正向余弦信号cos1、负向余弦信号-cos1。
9.如权利要求8所述的一种压电组件，其特征在于，第二层导电薄膜具有两条信号接入线路，分别接入匹配超声电机的B04工作模态正向正弦信号sin2、正向余弦信号cos2。
10.如权利要求1所述的一种压电组件，其特征在于，多层导电薄膜为柔性印刷电路板软膜。
...【技术特征摘要】
1.一种实现旋转型行波超声电机工作模态切换的压电组件，其特征在于，该压电组件包括压电陶瓷环，压电陶瓷环为均布式压电陶瓷环，压电陶瓷环一侧表面通过导电胶与一多层导电薄膜胶接，压电陶瓷环的另一侧通过导电胶胶接于定子基底，该均布式压电陶瓷环的各极化区间大小一致且沿压电陶瓷环均匀分布，不同数量相邻的各极化区间构成各极化区间单元，所述多层导电薄膜与各极化区间相适配，各极化区间单元的大小与所切换的各工作模态的半波长相匹配。
2.如权利要求1所述的一种压电组件，其特征在于，所切换的各工作模态为超声电机的b08工作模态和超声电机的b04工作模态。
3.如权利要求2所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的b08工作模态下，均布式压电陶瓷环共有32片等分的极化区间，单个极化区间构成一个极化区间单元ι，每4个相邻的极化区间单元ι合成一极化区间单元组ι，极化区间单元组ι共为8组，两相邻极化区间单元组ι内极化区间的极化方向逆时针依次为“++－－”和“－－++”，沿着压电陶瓷环重复分布。
4.如权利要求3所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的b04工作模态下,将所述均布式压电陶瓷环相邻2个极化方向相同的极化区间构成一个极化区间单元ⅱ，每4个相邻的极化区间单元ⅱ合成一极化区间单元组ⅱ，极化区间单元组ⅱ共为4组，每一极化区间单元组ⅱ内极化区间的极化方向逆时针依次为“++－－－－++”，沿着压电陶瓷环重复分布。
5.如权利要求4所述的一种压电组件，其特征在于，该压电组件在超声电机的b08工作模态下，对相邻两组内...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，许睿，金家楣，王亮，邱建敏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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