一种压电陶瓷马达制造技术

一种压电陶瓷马达，涉及一种马达。提供一种具有较低弯曲刚度的压电元件，并具有电极加工及极化容易等优点的压电陶瓷马达。设有固定架、压电元件、摩擦副和摩擦副预紧件；压电元件设于固定架上，摩擦副设有主动摩擦件和被动摩擦件，主动摩擦件设于陶瓷压电元件上，被动摩擦件设于固定架上且与主动摩擦件摩擦配合；压电元件设有陶瓷基体和电极，陶瓷基体的形状为直棱柱体，陶瓷基体的横截面形状为至少八边形的多边形，在陶瓷基体的至少４个侧边上对称设有二对电极，所述摩擦副预紧件设于固定架上，且压紧陶瓷压电元件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种马达，尤其是涉及一种主要用于小型便携电子产品的微型化 的压电陶瓷马达。
技术介绍
压电马达作为一种全新的驱动器，以低速大转矩、大静态保持力矩、响应速度快、 体积重量小、结构简单以及无电磁干扰等优点受到国内外的广泛关注，并在众多领域得到 了应用。通常，压电马达可以有直线输出或旋转输出，在现有的技术中的具有直线输出的压 电马达中，压电元件通常采用方柱形结构或者圆柱形结构，虽然它们具有各自的优点，但也 存在着下述主要缺点方柱形压电元件弯曲刚度偏高，需要较大的驱动电压；圆柱形的压 电元件的电极加工难度大。有关压电陶瓷马达的技术已有一些报道公开号为CN101741277A的专利技术专利申请公开了一种直线型压电马达，包括底座、 定子和滑块，滑块的底部通过轴承支撑，定子为环形定子，包括有圆环金属块和圆环压电陶 瓷，金属块上还设置有和滑块相抵的金属驱动角，压电陶瓷沿圆周等间隔地设置有4m个分 区，m为正整数，每两个相邻的分区为一组电极且极化方向相同，相邻两组电极的极化方向 相反，金属驱动角设置在任意一组电极上，压电陶瓷的所有分区的一半连接有激励电压，连 接有激励电压的分区为沿压电陶瓷的圆周间隔设置。公告号为CN201398155的技术专利提供了一种直线压电马达，包括定子组件 和动子组件，定子组件由振动杆以及粘贴于振动杆两端的压电陶瓷块a和压电陶瓷块b构 成；动子组件为一夹持在振动杆上的摩擦卡合构件；在压电陶瓷块a和压电陶瓷块b的两 端分别涂覆有电极；定子组件与动子组件相互接触并可在一定推力下滑动。当对压电马达 通入超声频率范围内一定的交变电压时，电机的定子产生超声振动，通过摩擦力驱动摩擦 卡合构件20运动。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有方柱形结构或者圆柱形结构的压电元件所存在的 缺点，提供一种具有较低弯曲刚度的压电元件，并具有电极加工及极化容易等优点的压电 陶瓷马达。本技术设有固定架、压电元件、摩擦副和摩擦副预紧件；压电元件设于固定架 上，摩擦副设有主动摩擦件和被动摩擦件，主动摩擦件设于陶瓷压电元件上，被动摩擦件设 于固定架上且与主动摩擦件摩擦配合；压电元件设有陶瓷基体和电极，陶瓷基体的形状为 直棱柱体，陶瓷基体的横截面形状为至少八边形的多边形，在陶瓷基体的至少4个侧边上 对称设有二对电极，所述摩擦副预紧件设于固定架上，且压紧陶瓷压电元件。所述固定架可设有底座和压板，底座上设有陶瓷压电元件支架，陶瓷压电元件支 架用于支撑陶瓷压电元件，压板位于支架上方，压板用于压触陶瓷压电元件。所述多边形，最好是4的至少2倍的整数倍多边形。所述电极是涂覆于陶瓷基体的侧边。所述主动摩擦件可由滚珠、短圆棒等能与被动摩擦件进行微小面积接触的耐磨材 料制成，主动摩擦件与所述陶瓷基体粘结。所述被动摩擦件最好为滚针状摩擦件或平面杆状摩擦件，被动摩擦件通过滚珠轴 承安装在设于底座上的限位槽中。所述滚珠轴承设有平行布置的2排滚珠，2排滚珠分别置 于底座上所设的平行对称的滚珠槽中，每排滚珠设有至少3粒滚珠，2排滚珠的各粒滚珠均 与滚针状摩擦件滚动摩擦配合。所述限位槽为径向限位槽，径向限位槽最好由前后设置的 2个同轴圆弧形槽构成，径向限位槽用于被动摩擦件的径向限位和轴向直线移动。所述摩擦副预紧件最好为弹簧片，弹簧片最好通过压板压紧所述陶瓷压电元件。与现有方柱形结构或者圆柱形结构的压电元件比较，本技术将陶瓷基体的横 截面形状制为至少八边形的多边形，这样能使压电元件具有较小的弯曲刚度，并在电极的 加工及极化操作上更为容易。同时外形尺寸也较小，兼具了方柱形结构和圆柱形结构的压 电元件的优点，且克服了二者的缺点。实际加工时，可将方柱形结构的陶瓷基体进行切角加 工，可切去4个角，形成八边形横截面，并可继续切去更多角，形成八边形以上的多边形横 截面，在切去角的表面(也构成侧边)上涂覆供极化和激励振动所用的电极。这种结构的 压电元件有利于减小压电马达的尺寸及简化加工工艺，在实际生产中可先利用模具一次压 制加工成所需要的多边形形状，然后在侧面或侧面相邻面上涂上供极化和激励振动所用的 电极即可。这种结构的压电元件，除了具有较小的弯曲刚度之外，还拥有相对较大的极化面 积进而提高有效工作面积，因而可进一步提高压电陶瓷马达的工作效率，在输出相同能量 的情况下，可以使用较低的驱动电压来实现驱动。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图。图2是本技术实施例1的结构分解示意图。图3是本技术实施例1的压电元件的结构示意图(切去4个角)。图4是本技术实施例2的压电元件的结构示意图(切去4个角)。具体实施方式实施例1参见图1 3，本技术设有固定架(包括底座11和压板12)、压电元件2、摩擦 副(包括主动摩擦件31和被动摩擦件32)和弹簧片4。底座11上设有2块U字形的陶瓷 压电元件支架111，陶瓷压电元件支架111夹持在陶瓷压电元件2的节点位置上，压板12位 于陶瓷压电元件支架111上方，压板12压触陶瓷压电元件2且夹持在陶瓷压电元件2的节 点位置上。弹簧片4 一端固于底座11上，另一端压在压板12上，使压板12压紧陶瓷压电 元件2。压电元件2设有陶瓷基体21和4个电极22，主动摩擦件31选用滚珠(也可为短 圆棒)，滚珠31与陶瓷基体21粘结。被动摩擦件32为滚针状摩擦件(也可为平面杆状摩 擦件)，滚针状摩擦件32通过滚珠轴承安装在设于底座11上的限位槽113中。滚珠轴承设 有平行布置的2排滚珠，每排滚珠设有3粒滚珠5，2排滚珠分别置于底座11上所设的平行 对称的滚珠槽112中，每粒滚珠5均与滚针状摩擦件32滚动摩擦配合，滚珠5可减小滚针状摩擦件32滑移时的滑动摩擦力。限位槽113由前后2个轴向布置的圆弧形槽构成，工作 时，主动摩擦件31带动被动摩擦件32，被动摩擦件32在限位槽113中只作轴向直线移动。陶瓷基体21的形状为直棱柱体，陶瓷基体21的横截面形状为八边形的多边形 (加工时是将四边形方柱体的陶瓷基体21的4个侧边212形成的4个角切去后而形成八 边形)。在切去4个角后所形成的4个侧边211上对称设有4个电极22 ( 二对电极)。电 极22是涂覆于陶瓷基体21的侧边上。所述直棱柱体的横截面形状也为八边形以上的多边 形，该多边形是4的整数倍多边形。对压电陶瓷马达进行极化时，在其中相对的一对电极通入高压直流电，另外一对 电极接地，以此对马达进行极化。驱动压电陶瓷马达时，在其中一对电极上接入的激励信号 为Vsin ω t、_Vsin ω t，另外一对电极接入Vcos ω t、_Vcos ω t，由此组成两对具有90°相位 差的交流驱动信号。当电场方向与极化方向一致时，陶瓷沿极化方向伸长，同时陶瓷棒沿 长度方向缩短，反之，陶瓷沿极化方向缩短，同时陶瓷棒沿长度方向伸长。由于输入的驱动 电压信号是具有90°相位差的两组脉冲信号，所以陶瓷棒在正交的两个方向上产生交替的 形变，最终使粘结在陶瓷基体上的主动摩擦件31作椭圆运动，驱动被动摩擦件32作直线运 动。实施例2参见图4，与实施例1类似，区别仅在于陶瓷压电元件2’上的4个电极22不是 设在陶瓷基体21切去4个角所形成的4个侧边211上，而是设在陶瓷基体21原4个侧边 212上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电陶瓷马达，其特征在于设有固定架、压电元件、摩擦副和摩擦副预紧件；陶瓷压电元件设于固定架上，摩擦副设有主动摩擦件和被动摩擦件，主动摩擦件设于陶瓷压电元件上，被动摩擦件设于固定架上且与主动摩擦件摩擦配合；压电元件设有陶瓷基体和电极，陶瓷基体的形状为直棱柱体，陶瓷基体的横截面形状为至少八边形的多边形，在陶瓷基体的至少４个侧边上对称设有二对电极，所述摩擦副预紧件设于固定架上，且压紧陶瓷压电元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨喜聪，舒明冬，
申请(专利权)人：海德星科技厦门有限公司，
类型：实用新型
国别省市：92[中国|厦门]