[實用新型]球冠形轉子多自由度超聲電機

有效

• 申請號: 201120523007.3
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN202364155U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 曾勁松;郭長亮;史維龍;羅文華;朱浩立
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種超聲電機，尤其涉及一種轉子為球冠形的多自由度超聲電機。

背景技術

????多自由度超聲電機是在單自由度超聲電機的基礎上發展起來的一種新型微特電機，由于其獨特的優點，因此在機器人、微攝像機、航空、航天、醫療、微機電系統、生物工程等高新技術領域具有廣泛的應用前景。

目前研制的多自由度超聲電機一般是由球形轉子和多定子構成，結構復雜，成本高，故難以推廣應用；此外，當前研制的電機施加預壓力較為困難，一般是靠轉子的自重或是通過磁性材料對定子施加預壓力，但由于超聲電機是通過施加預壓力增大摩擦來驅動轉子運動的，所以目前多自由度超聲不僅輸出力矩小，而且效率低。

上述缺陷已成為多自由度超聲電機發展的瓶頸，亟需一種結構簡單、制造成本低、輸出力矩大而且效率高的多自由度超聲電機來解決該問題。

實用新型內容

????本實用新型要解決的技術問題是提供一種球冠形轉子多自由度超聲電機，結構簡單，制造成本低，方便調節和施加預壓力，驅動力矩大而且效率高。

????為了實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：球冠形轉子多自由度超聲電機，包括定子和配套的轉子，所述定子包括螺栓、配套的螺母與墊圈、依次堆疊套設在螺栓上的球臺形定子頭、連接塊、壓電陶瓷元件以及配重裝置；所述轉子為包裹設置在定子頭上的球冠形彈性殼體，轉子均分為至少兩塊分轉子，所述分轉子的結合處設置有緊固裝置。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述壓電陶瓷元件包括從上向下排列的壓電陶瓷組Ⅰ、壓電陶瓷組Ⅱ和壓電陶瓷組Ⅲ，壓電陶瓷組Ⅰ、壓電陶瓷組Ⅱ和壓電陶瓷組Ⅲ均包括兩個壓電陶瓷片和一個夾在中間的電極片，電極片連接引線，所述配重裝置包括與所述壓電陶瓷元件間隔排列的配重塊Ⅰ、配重塊Ⅱ和配重塊Ⅲ。

????作為本實用新型的一種優選技術方案，所述緊固裝置包括支耳螺孔和配套的吊環螺釘。?

????作為本實用新型的一種優選技術方案，所述定子頭的頂面開設有下沉通孔，所述螺栓的頭部嵌入此下沉通孔。

????作為本實用新型的一種優選技術方案，所述螺栓上還套設有固定圓盤，此固定圓盤上開設有用于固定的通孔。

作為本實用新型的一種優選技術方案，所述連接塊、壓電陶瓷元件以及配重裝置的內徑與外徑均相等并堆疊形成中空圓柱體狀。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：①定子頭與轉子為球面接觸，能夠輸出較大的驅動力矩，而且提高了電機效率；②轉子均分為多塊分轉子，并通過吊環螺釘緊固連接，易于施加預壓力和調節預壓力的大小；③結構簡單，制造成本低，容易推廣使用，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本實用新型一個具體實施方式外觀示意圖。

圖2是圖1在A-A處的剖視示意圖。?

圖3是壓電陶瓷元件分區極化安裝布置示意圖。

圖中：1、螺栓??2、螺母??3、墊圈??4、配重塊??51、壓電陶瓷組Ⅰ??52、壓電陶瓷組Ⅱ??53、壓電陶瓷組Ⅲ??6、固定圓盤??7、定子頭??8、轉子??9、支耳螺孔??10、連接塊??11、吊環螺釘。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

參看附圖1和2，本實用新型一個具體實施方式的結構中包括定子和配套的轉子8，定子包括螺栓1、配套的螺母2與墊圈3、從上到下依次堆疊套設在螺栓1上的球臺形定子頭7、連接塊10、壓電陶瓷組Ⅰ51、配重塊Ⅰ41、壓電陶瓷組Ⅱ52、帶有通孔的固定圓盤6、配重塊Ⅱ42、壓電陶瓷組Ⅲ53以及配重塊Ⅲ43，定子頭7的頂面開設有下沉通孔，螺栓1的頭部嵌入此下沉通孔，連接塊10、壓電陶瓷組Ⅰ51、配重塊Ⅰ41、壓電陶瓷組Ⅱ52、配重塊Ⅱ42、壓電陶瓷組Ⅲ53以及配重塊Ⅲ43共同疊合形成一個中空圓柱體；轉子8為包裹設置在定子頭7上的球冠形彈性殼體，轉子8均分為至少兩塊分轉子，分轉子的結合處設置有支耳螺孔9和配套的吊環螺釘11。

參看附圖3，壓電陶瓷組Ⅰ51、壓電陶瓷組Ⅱ52和壓電陶瓷組Ⅲ53均包括兩個壓電陶瓷片和一個夾在中間的電極片，電極片連接引線，壓電陶瓷組Ⅱ52的兩個壓電陶瓷片分別被整體極化為正極和負極，壓電陶瓷組Ⅰ51和壓電陶瓷組Ⅲ53的壓電陶瓷片都被分區極化而且兩兩背向疊合在一起，同時，壓電陶瓷組Ⅰ51和壓電陶瓷組Ⅲ53的壓電陶瓷片極向相互垂直設置。