[實用新型]基于柔性鉸鏈的直線超聲電機夾持定位裝置

無效

• 申請號: 201020621017.6
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN201854206U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 焦陽;姚志遠;胡寧
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/04
• 分類號: H02N2/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 鄧麗

技術領域

本實用新型涉及一種新型直線超聲電機裝配和夾持技術，屬超聲電機技術領域。

背景技術

直線超聲電機是20世紀80年代迅速發展和應用的一種新型微電機，它利用壓電元件的逆壓電效應和彈性體的超聲振動，并通過定子和動子之間的摩擦作用，把彈性體的微幅振動轉換成動子的宏觀直線（旋轉）運動，直接推動負載。它具有結構緊湊、低速大扭矩、響應快、定位精度高和電磁兼容性等優點。在航空航天、武器裝備和精密驅動領域有著廣泛的應用前景。

目前國內直線超聲電機的研究發展很快，清華大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學等高校先后對直線超聲電機展開了研究。在中國專利網上，從2004年開始陸續刊登了環形駐波直線超聲電機【200510046044.9】、棱柱型縱彎復合振子直線超聲電機【200610132316.1】、三角形彎板式壓電直線超聲電機?【200710045921.X】、H形駐波直線超聲電機振子【200820014739.8】等。?近年來，南京航空航天大學研制成功了圓柱結構雙輪足驅動直線超聲電機及電激勵方法?【200710020963.8】、基于連續變幅桿原理的K形直線超聲電機【200810124426.2】等。但是現有的超聲電機尚有輸出功率小、效率低、壽命短等不足。經查閱，有些直線超聲電機需要靠彈簧與剛體組成復雜結構進行夾持，而且設置不恰當，會產生多余的移動和轉動，不能保證電機的正常運行。

直線超聲電機定子的夾持狀態是影響其的穩定性和輸出效率的重要因素。目前直線超聲電機主要通過彈簧支撐定子或定子的支持件進行夾持。這種夾持方法在支持件和用于固定定子的外框之間不可避免的存在間隙；工作中的超聲電機在夾持部分存在相對摩擦作用，增加了定子振動的非線性；需要考慮彈簧的安裝位置，占用大量的結構空間，同時加工耗時、裝配復雜。

目前超聲電機的夾持的研究報道很少，這方面的專利也很少。專利【CN101728972A】、基于連續變幅桿原理的K形直線超聲電機的夾持定位裝置提出了關于直線超聲電機的夾持方法，該方法仍然是基于彈簧和導軌的夾持方式。本實用新型將電機結構簡化為定子、動子、夾持部件和裝載部件四部分，夾持部件包括夾持件和連接螺釘，定子通過夾持件、柔性鉸鏈固定在夾框上。本項實用新型提高了電機結構的穩定性，優化了以前的夾持裝置。另外，通過柔性鉸鏈代替彈簧的作用，且消除了間隙和定子與外框的非線性接觸。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新直線超聲電機的夾持方法，改善了定子的振動特性，消除了模態重疊現象。

本實用新型通過以下技術方案實現實用新型目的：

一種基于柔性鉸鏈的直線超聲電機的夾持定位裝置，包括定子和動子導軌，定子上帶有兩個振子，所述定子呈V形結構，?通過帶有柔性鉸鏈的夾持件定位于開口外框內，所述開口外框上與動子導軌平行的邊框上設有開口，所述定子的驅動足定位于開口外框的開口處。

所述的帶有柔性鉸鏈的夾持件為U形結構，包括設在其兩端和中部的柔性圓弧片段以及支持臂，且柔性圓弧片段的厚度遠遠地小于結構的其它部分，形成柔性鉸鏈，在帶有柔性鉸鏈的夾持件的臂尾處開有通孔，帶有柔性鉸鏈的夾持件通過通孔安裝于開口外框上，支持臂分別與定子兩振子垂直，?每個支持臂背定位于對應振子的兩相鄰壓電陶瓷片組之間，并通過預緊螺栓固定在一起。

有益效果：

本實用新型在結構上，通過柔性鉸鏈連接使定子和定子的支持框架形成一體，定子（定子支持件）與開口框架不再存在相對摩擦接觸；在力學特性上，通過柔性鉸鏈替代彈簧，同樣能夠施加合適的預壓力；在性能方面，柔性鉸鏈的存在減少支持框架在接觸處（固定點處）的非線性作用。上述夾持方法，改善了定子的振動特性，消除了模態重疊現象。

該技術巧妙的把柔性圓弧片段運用到超聲電機領域，簡化了傳統夾持技術，節省了空間，通過柔性夾持件連接定子，連接螺釘把柔性夾持件固定在外框上。柔性夾持件設計為圓弧狀，這樣有利于加工，同時，保證定子振動時的受力呈連續變化。該柔性夾持與外框連接為固支，防止了定子在振動時產生其他不必要的位移與振動，該夾持技術的使用有助于改善電機結構的穩定性、提高超聲電機的輸出力和輸出效率。