贴片式弯振复合双足超声电机振子制造技术

贴片式弯振复合双足超声电机振子，属于压电超声电机技术领域。它解决了现有复合弯振夹心式双驱动足直线驱动的压电超声电机结构复杂及难于微型化的问题。它的中间梁为横截面为正方形的四棱柱，中间梁的两个端面分别与一个变幅杆的首端连接，每个变幅杆末端均设置有摩擦片，变幅杆为由首端至末端逐渐变细的块体，中间梁的两个相对侧壁的中间分别设置一个薄壁梁，薄壁梁的外端固定连接安装座，中间梁的每个侧壁上设置两片弯振压电陶瓷片，该两片弯振压电陶瓷片位于薄壁梁的两侧，并且薄壁梁每一侧的四片弯振压电陶瓷片在中间梁上的位置相对应。本发明专利技术适用于超声电机制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种贴片式弯振复合双足超声电机振子，属于压电超声电机

技术介绍
压电超声电机利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动，具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点。中国专利《复合弯振夹心式双足直线超声电机振子》，公开号为CN102361413A，公开日为2012年2月22日，首次提出了一种采用同型正交弯振模态实现双驱动足直线驱动 的压电超声电机新构型，它成功的避免了设计过程中的模态简并问题，具有结构简单、设计灵活、可系列化生产等优点；但是，由于采用夹心结构，其加工、装配较为复杂，对零件的加工精度要求很高；此外，夹心结构也使得其微型化难于实现。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有复合弯振夹心式双驱动足直线驱动的压电超声电机结构复杂及难于微型化的问题，提供一种贴片式弯振复合双足超声电机振子。本专利技术所述贴片式弯振复合双足超声电机振子，它包括中间梁，它还包括两个安装座、两个薄壁梁、两个变幅杆、八片弯振压电陶瓷片和两个摩擦片，中间梁为横截面为正方形的四棱柱，中间梁的两个端面分别与一个变幅杆的首端连接，每个变幅杆末端均设置有摩擦片，变幅杆为由首端至末端逐渐变细的块体，中间梁的两个相对侧壁的中间分别设置一个薄壁梁，薄壁梁的外端固定连接安装座，中间梁的每个侧壁上设置两片弯振压电陶瓷片，该两片弯振压电陶瓷片位于薄壁梁的两侧，并且薄壁梁每一侧的四片弯振压电陶瓷片在中间梁上的位置相对应，所述弯振压电陶瓷片沿厚度方向极化，中间梁的同一侧壁上的两片弯振压电陶瓷片的极化方向相反，在薄壁梁同一侧的相互平行的两片弯振压电陶瓷片的极化方向相同。所述中间梁、两个薄壁梁、两个安装座和两个变幅杆为一体件。所述中间梁的同一侧壁上的两片弯振压电陶瓷片对称分布于薄壁梁的两侧。本专利技术的优点是本专利技术采用沿厚度方向极化的八片弯振压电陶瓷片实现振子的两个同型正交偶数阶弯曲振动的激励，由于采用同型振动模态，只需要保证振子截面的对称性就可以满足两个弯振模态谐振频率的一致，使得振子设计具备很大的灵活性。本专利技术采用贴片结构，加工装配十分简便，对零件加工精度要求较低，且易于实现微型化；此外，振子中的薄壁梁可以实现弹性支撑和振动隔离，将安装座与其它构件的联接对振子的弯曲振动模态的影响程度降到最低。本专利技术具有结构简单、设计灵活、便于实现微型化的优点。附图说明图I为本专利技术所述的电机振子立体结构示意图；图2为中间梁、两个薄壁梁、两个安装座和两个变幅杆形成的一体件的结构示意图；图3为八片弯振压电陶瓷片的ー种极化方式的极化方向示意图；图4为所述电机振子工作时推动动子运动的状态示意图，图中7为动子,箭头所示为动子的运动方向。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图I至图4说明本实施方式，本实施方式所述贴片式弯振复合双足超声电机振子，它包括中间梁1，它还包括两个安装座2、两个薄壁梁3、两个变幅杆4、八片弯振压电陶瓷片5和两个摩擦片6，中间梁I为横截面为正方形的四棱柱，中间梁I的两个端面分别与ー个变幅杆4的首端连接，每个变幅杆4末端均设置有摩擦片6，变幅杆4为由首端至末端逐渐变细的块体，中间梁I的两个相对侧壁的中间分别设置ー个薄壁梁3，薄壁梁3的外端固定连接安装座2，中间梁I的每个侧壁上设置两片弯振压电陶瓷片5，该两片弯振压电陶瓷片5位于薄壁梁3的两侧，并且薄壁梁3每ー侧的四片弯振压电陶瓷片5在中间梁I上的位置相对应，所述弯振压电陶瓷片5沿厚度方向极化，中间梁I的同一侧壁上的两片弯振压电 陶瓷片5的极化方向相反，在薄壁梁3同一侧的相互平行的两片弯振压电陶瓷片5的极化方向相同。本实施方式所述电机振子在应用的时候，中间梁I与驱动电源的公共端连接，图中所示，中间梁I左右两个侧面上固定的四片弯振压电陶瓷片5的外表面与一相驱动信号连接，中间梁I上下两个侧面上固定的四片弯振压电陶瓷片5的外表面与另外ー相驱动信号连接。八片弯振压电陶瓷片5设置于中间梁I的四个侧面，对应位于振子偶数阶弯曲振动的波腹位置，这使得相互平行的四片弯振压电陶瓷片交替的伸缩振动可以有效的激励出振子的弯曲振动。本专利技术所述电机振子在工作吋，相互平行的四片弯振压电陶瓷片5为ー组，采用同相电压进行激励；八片弯振压电陶瓷片5采用频率为振子弯振谐振频率、相位差为+90°的两相交流电压信号进行激励；中间梁I左右两个侧面上固定的四片弯振压电陶瓷片交替的伸缩振动会激励出振子XOY平面内的弯曲振动，对应引起变幅杆4末端质点水平方向，即OY轴方向的位移；中间梁I上下两个侧面上固定的四片弯振压电陶瓷片5交替的伸縮振动，会激励出振子XOZ平面内的弯曲振动，对应引起变幅杆4末端质点竖直方向，即OZ轴方向的位移；两个弯曲振动叠加会在两个变幅杆4末端表面质点产生同向的椭圆轨迹运动，进而通过变幅杆4末端和动子7之间的摩擦耦合实现动子7的宏观运动输出。如果调整两相激励信号的相位差为-90°，可以实现反向驱动。本实施方式所述的贴片式弯振复合双足超声电机振子在实际应用时，与动子的一种配合状态參见图4所示，长条形的动子的下表面与变幅杆4末端的摩擦片6摩擦连接，当振子振动时，变幅杆4末端产生振动，对应的摩擦片6与动子摩擦耦合，进而驱动动子运动。具体实施方式ニ 下面结合图2说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进ー步说明，所述中间梁I、两个薄壁梁3、两个安装座2和两个变幅杆4为一体件。所述薄壁梁3可以实现弾性支撑和振动隔离的效果，能够将振子与其它构件的联接对振子的弯曲振动模态的影响程度降到最低。具体实施方式三下面结合图I说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或ニ的进ー步说明，所述中间梁I的同一侧壁上的两片弯振压电陶瓷片5对称分布于薄壁梁3的两侧。 弯振压电陶瓷片5的对称分布方式可以保证压电陶瓷片5的伸缩振动，实现振子弯曲振动的高效激励。权利要求1.一种贴片式弯振复合双足超声电机振子，它包括中间梁(1)，其特征在干它还包括两个安装座(2)、两个薄壁梁(3)、两个变幅杆(4)、八片弯振压电陶瓷片(5)和两个摩擦片(6), 中间梁⑴为横截面为正方形的四棱柱，中间梁⑴的两个端面分别与ー个变幅杆(4)的首端连接，每个变幅杆(4)末端均设置有摩擦片出)，变幅杆(4)为由首端至末端逐渐变细的块体， 中间梁(I)的两个相对侧壁的中间分别设置ー个薄壁梁(3)，薄壁梁(3)的外端固定连接安装座⑵， 中间梁(I)的每个侧壁上设置两片弯振压电陶瓷片(5)，该两片弯振压电陶瓷片(5)位于薄壁梁(3)的两侧，并且薄壁梁(3)每ー侧的四片弯振压电陶瓷片(5)在中间梁(I)上的位置相对应， 所述弯振压电陶瓷片(5)沿厚度方向极化，中间梁(I)的同一侧壁上的两片弯振压电陶瓷片(5)的极化方向相反，在薄壁梁(3)同一侧的相互平行的两片弯振压电陶瓷片(5)的极化方向相同。2.根据权利要求I所述的贴片式弯振复合双足超声电机振子，其特征在于所述中间梁(I)、两个薄壁梁(3)、两个安装座(2)和两个变幅杆(4)为一体件。3.根据权利要求I或2所述的贴片式弯振复合双足超声电机振子，其特征在于所述中间梁(I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贴片式弯振复合双足超声电机振子，它包括中间梁(1)，其特征在于：它还包括两个安装座(2)、两个薄壁梁(3)、两个变幅杆(4)、八片弯振压电陶瓷片(5)和两个摩擦片(6)，中间梁(1)为横截面为正方形的四棱柱，中间梁(1)的两个端面分别与一个变幅杆(4)的首端连接，每个变幅杆(4)末端均设置有摩擦片(6)，变幅杆(4)为由首端至末端逐渐变细的块体，中间梁(1)的两个相对侧壁的中间分别设置一个薄壁梁(3)，薄壁梁(3)的外端固定连接安装座(2)，中间梁(1)的每个侧壁上设置两片弯振压电陶瓷片(5)，该两片弯振压电陶瓷片(5)位于薄壁梁(3)的两侧，并且薄壁梁(3)每一侧的四片弯振压电陶瓷片(5)在中间梁(1)上的位置相对应，所述弯振压电陶瓷片(5)沿厚度方向极化，中间梁(1)的同一侧壁上的两片弯振压电陶瓷片(5)的极化方向相反，在薄壁梁(3)同一侧的相互平行的两片弯振压电陶瓷片(5)的极化方向相同。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英想，刘军考，陈维山，石胜君，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：