[實用新型]一種錐面浮動轉(zhuǎn)子超聲波電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020220992.6
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN201708710U
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭吉豐;王文浩;王劍;王波;黃長江
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超聲波電機，具體涉及一種轉(zhuǎn)子可以浮動以實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整的錐面接觸的行波型超聲波電機。

背景技術(shù)

超聲波電機(Ultrasonic?Motor)，簡稱USM，是一種利用超聲波振動能進行驅(qū)動的新型電機，與傳統(tǒng)電磁式電機不同的是沒有電樞和繞組，也不利用磁場傳遞能量，而是利用逆壓電效應(yīng)。在定子背面粘上壓電片，并通入高頻高壓電信號后，由于壓電片的逆壓電效應(yīng)，定子表面開始振動并輸出行波。定子表面的行波運動必然使與之緊密接觸的轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，并輸出機械能。

現(xiàn)有的錐面行波型超聲波電機將定子固定在板簧上，由于板簧體積較小，散熱較差，無法保證電機長時間穩(wěn)定工作。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的錐面行波型超聲波電機散熱較差的問題，本實用新型提供了一種錐面自適應(yīng)接觸的行波型超聲波電機。通過錐形定子和錐形轉(zhuǎn)子配合形成的自適應(yīng)機構(gòu)來保證定轉(zhuǎn)子之間緊密接觸和良好散熱性，使電機長時間運行的穩(wěn)定性有了很大的提升。

本實用新型包括固定連接的底座和端蓋，底座和端蓋圍合成圓柱形的空腔為工作腔，轉(zhuǎn)子和定子設(shè)置在工作腔內(nèi)，定子與底座固定連接，轉(zhuǎn)子與定子活動連接。

輸出軸依次穿過底座、定子、轉(zhuǎn)子和端蓋設(shè)置，并與定子的平面、轉(zhuǎn)子的平面、底座的底面和端蓋的頂面垂直，輸出軸與底座通過前軸承活動連接、通過后軸承與端蓋活動連接、與轉(zhuǎn)子的中心固定連接，輸出軸穿過定子的中心孔，與定子間隙配合。

所述的定子為圓環(huán)形銅構(gòu)件，包括底盤部分和邊沿部分，其中邊沿部分的表面包括圓環(huán)形的上表面和底面以及內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面，其中上表面與內(nèi)側(cè)面通過內(nèi)錐面過渡、上表面與外側(cè)面通過外錐面過渡，圓環(huán)形的壓電片粘貼在定子邊沿部分的底面上；底盤部分的中心開有中心孔，底盤部分與底座固定連接。

所述的轉(zhuǎn)子為圓盤形，側(cè)壁為錐面，該錐面上涂有耐磨材料，轉(zhuǎn)子側(cè)壁的耐磨材料與定子邊沿部分的內(nèi)錐面接觸；轉(zhuǎn)子的圓盤平面上沿中心向外開有漸開線型槽，所述的漸開線型槽為通槽。

本實用新型具有的有益的效果是：利用圓盤體的轉(zhuǎn)子來代替普通的平面轉(zhuǎn)子，大大減少了轉(zhuǎn)子的工序。通過在圓盤體表面沿中心向外開有漸開線型槽，從而降低了轉(zhuǎn)子的剛度，定、轉(zhuǎn)子運行過程中產(chǎn)生偏心，通過定轉(zhuǎn)子接觸面的自適應(yīng)來減輕電機對加工精度的要求，并保證了定轉(zhuǎn)子之間的良好散熱。本實用新型的超聲波電機的效率將普通平面接觸的超聲波電機的效率由20％提高到25％以上。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-1是圖1中定子的截面示意圖；

圖2-2是圖1中定子的平面示意圖；

圖3-1是圖1中轉(zhuǎn)子的截面示意圖；

圖3-2是圖1中轉(zhuǎn)子的平面示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種錐面浮動轉(zhuǎn)子超聲波電機包括固定連接的底座1和端蓋2，底座1和端蓋2圍合成圓柱形的空腔為工作腔，轉(zhuǎn)子4和定子3設(shè)置在工作腔內(nèi)，定子3與底座1固定連接，轉(zhuǎn)子4與定子3活動連接。

輸出軸5依次穿過底座1、定子3、轉(zhuǎn)子4和端蓋2設(shè)置，并與定子3的平面、轉(zhuǎn)子4的平面、底座1的底面和端蓋2的頂面垂直，輸出軸5與底座1通過前軸承7活動連接、通過后軸承6與端蓋2活動連接、與轉(zhuǎn)子4的中心固定連接，輸出軸5穿過定子3的中心孔，與定子3間隙配合。

如圖2-1和2-2所示，定子3為圓環(huán)形銅構(gòu)件，包括底盤部分3-1和邊沿部分3-2，其中邊沿部分3-2的表面包括圓環(huán)形的上表面3-5和底面3-8以及內(nèi)側(cè)面3-7、外側(cè)面3-3，其中上表面3-5與內(nèi)側(cè)面3-7通過內(nèi)錐面3-6過渡、上表面3-5與外側(cè)面3-3通過外錐面3-4過渡，圓環(huán)形的壓電片3-9粘貼在定子邊沿部分3-2的底面3-8上。底盤部分3-1的中心開有中心孔3-10，底盤部分3-1與底座1固定連接。

如圖3-1和3-2所示，轉(zhuǎn)子4為圓盤形，側(cè)壁為錐面，該錐面上涂有耐磨材料4-3，轉(zhuǎn)子4側(cè)壁的耐磨材料4-3與定子邊沿部分的內(nèi)錐面3-6接觸。轉(zhuǎn)子4的圓盤平面4-1上沿中心向外開有漸開線型槽4-2，，所述的漸開線型槽4-2為通槽。

該錐面浮動轉(zhuǎn)子超聲波電機的轉(zhuǎn)子通過在圓盤平面表面的漸開線型槽降低了轉(zhuǎn)子的剛度，定、轉(zhuǎn)子運行過程中產(chǎn)生偏心，通過定轉(zhuǎn)子接觸面的自適應(yīng)來減輕電機對加工精度的要求，并保證了定轉(zhuǎn)子之間的良好散熱，可以將普通平面接觸的超聲波電機的效率由20％提高到25％以上。