[實用新型]一種實現(xiàn)球面運動的壓電馬達及球面運動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820092375.5
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN201188587Y
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 王志松;劉立生
• 申請（專利權）人: 德昌電機(深圳)有限公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權事務所
• 代理人: 胡吉科

【技術領域】

本實用新型涉及壓電馬達技術領域，特別是一種實現(xiàn)球面運動的壓電馬達、球面運動系統(tǒng)及驅(qū)動電路。

【背景技術】

到目前為止，人類使用和擁有的馬達技術和產(chǎn)品有很多種類，包括電磁馬達、液壓馬達、氣壓馬達、壓電馬達等等，可以說設計和應用技術發(fā)展到目前已經(jīng)很成熟。就其運動類型來分類，大概有單一方向直線運動型、直線往復運動型、單一轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)型、雙向旋轉(zhuǎn)型、平面運動型、球面運動型等。其中多維運動類型的馬達產(chǎn)品局限性很大。在實際應用中如果我們要實現(xiàn)平面運動或者球面運動，就會使用兩個馬達實現(xiàn)兩個方向的運動疊加來達到目的。兩個馬達分別驅(qū)動勢必造成驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造復雜、成本升高、控制復雜化等一連串問題。而驅(qū)動系統(tǒng)技術進步的方向是驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造簡單化、控制簡單化、體積縮小化、成本極小化等。

【實用新型內(nèi)容】

本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種實現(xiàn)球面運動的壓電馬達及球面運動系統(tǒng)。

本實用新型的超聲波壓電馬達可實現(xiàn)二維運動，由一個壓電馬達實現(xiàn)球面運動。由于一個驅(qū)動體能夠直接實現(xiàn)球面運動，并且直接在物理上實現(xiàn)二維運動的獨立性，因此很大程度上能夠解決多維驅(qū)動系統(tǒng)的難度，減小驅(qū)動系統(tǒng)的體積，結(jié)構(gòu)部件數(shù)量明顯減少，成本降低等，除此之外，由于這個系統(tǒng)由超聲電機驅(qū)動，能夠不用減速系統(tǒng)直接得到納米級的位置精度，能夠掉電自鎖，并具很大的功率密度且工作安靜的特點。

本實用新型包括：壓電馬達驅(qū)動部分、實現(xiàn)球面運動的輔助部分。具體來講，壓電馬達的壓電驅(qū)動部分包含四塊壓電材料粘接在一個方柱基體上構(gòu)成的一個產(chǎn)生二維運動能力的壓電結(jié)構(gòu)。輔助部分包括能夠?qū)崿F(xiàn)球面運動的一些合適形狀的球面運動組件。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術問題，所采用的技術方案是：一種實現(xiàn)球面運動的壓電馬達，包括壓電馬達驅(qū)動部分和實現(xiàn)所述球面運動的輔助部分，其特征在于：所述壓電驅(qū)動部分包含壓電片粘接在一個方柱基體上構(gòu)成的一個產(chǎn)生二維運動的壓電結(jié)構(gòu)；所述基體上設有一驅(qū)動頭；所述輔助部分包括能夠?qū)崿F(xiàn)球面運動、受驅(qū)動頭驅(qū)動的球面運動組件。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述壓電片為四塊，粘貼于方柱基體周側(cè)，壓電片電極方式為四分電極，基體對邊兩塊為一極的分組方式；驅(qū)動方式可以單組電極驅(qū)動，也可以兩組電極組成電極組同時驅(qū)動來達到更高的功率輸出。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述壓電片可以是三塊粘貼于方柱基體三側(cè)面，或貳塊壓電片粘貼于方柱基體相鄰貳側(cè)面；壓電片電極方式為四分電極，基體對邊兩塊為一極的分組方式；驅(qū)動方式可以單組電極驅(qū)動，也可以兩組電極同時驅(qū)動來達到更高的功率輸出。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述基體形狀是矩形柱狀，其內(nèi)部可以是

實心結(jié)構(gòu)或空心結(jié)構(gòu)，例如圓形或矩形的空心結(jié)構(gòu)的基體。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述球面運動組件包括導磁材料球面支撐體上的球面、滾珠組、被驅(qū)動球面；該被驅(qū)動球面與驅(qū)動頭接觸。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術問題，所采用的另一技術方案是：一種實現(xiàn)球面運動的壓電馬達球面運動系統(tǒng)，包括調(diào)整彈簧彈力的螺絲、支撐外殼、彈簧、球面運動的壓電馬達、橡膠墊圈、永久磁鐵環(huán)、導磁材料球面支撐體、導磁滾珠組、帶球面且導磁的被驅(qū)動部件，其特征在于，所述調(diào)整彈簧彈力的螺絲、支撐外殼、彈簧、球面運動的壓電馬達、橡膠墊圈、永久磁鐵環(huán)、導磁材料球面支撐體、導磁滾珠組、帶球面且導磁的被驅(qū)動部件依順序安裝固定。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述永久磁鐵環(huán)、被驅(qū)動部件、導磁球面、導磁滾珠組構(gòu)成最短磁路；導磁滾珠組支撐部件導磁球面，彈簧把壓電馬達壓在被驅(qū)動的導磁球面上，并由彈簧調(diào)整螺絲調(diào)整彈簧的壓力，橡膠墊圈支撐可以把壓電馬達限制在正確的位置上。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，還包括驅(qū)動控制電路，信號發(fā)生器、功率放大器、控制開關K和壓電電極/電極組；所述信號發(fā)生器給功率放大器提供控制信號，所述功率放大器驅(qū)動控制開關K，所述控制開關K分別接到所述電極/電極組。機械的或者數(shù)字的開關均可。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述信號發(fā)生器給功率放大器提供的是正弦波、方波或三角波控制信號，并且驅(qū)動過程中可以是一路信號，也可以是有合適相位差的兩路信號。

根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，所述控制信號的頻率為18KHz～200KHz。