[發(fā)明專利]貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機

有效

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• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103001532A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鹿存躍;徐亮;楊明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，包括定子、轉(zhuǎn)子和預(yù)壓力機構(gòu)，其中，所述定子包括定子金屬基體和粘貼在定子金屬基體上的縱振壓電片和扭振壓電片，所述定子基體為，在中空圓柱體上切出均布的四個平面，用于粘貼縱振壓電片和扭振壓電片，所述縱振壓電片和扭振壓電片均對稱安裝，成對使用；所述轉(zhuǎn)子包括上轉(zhuǎn)子、下轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸，所述上轉(zhuǎn)子和下轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子軸組成一個同步旋轉(zhuǎn)的整體，所述轉(zhuǎn)子通過預(yù)壓力機構(gòu)壓緊在定子的兩個端面上，縱振壓電片和扭振壓電片在定子上激勵出縱振和扭振的復(fù)合振動，定子通過摩擦驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述定子通過縱振壓電片和扭振壓電片的激勵形成一階縱振和一階扭轉(zhuǎn)振動復(fù)合振動模態(tài)，作為工作模態(tài)，其中，所述一階縱振模態(tài)和一階扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)頻率相同，并通過該頻率對電機進行激勵，所述在定子上激勵出的縱、扭振動的相位差接近90度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述定子的扭振壓電片上表面電極分成上左、上右、下左、下右四部分，下表面被完整電極，扭振壓電片任意兩個不相鄰的區(qū)域極化方向相同，另外兩個不相鄰區(qū)域則與上述極化方向相反，激勵時四個區(qū)域施加相同的交變電場，在定子金屬基體上激勵出一階彎曲變形，扭振壓電片成對使用，將彎曲變形轉(zhuǎn)化為扭轉(zhuǎn)變形。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述預(yù)壓力系統(tǒng)包括彈簧、軸承和卡箍，所述轉(zhuǎn)子的一端由軸承支撐，其另一端由彈簧壓緊在定子端面上，軸承的一端端面貼緊在定子中部的安裝面上，其另一端與轉(zhuǎn)子軸的端面貼合，所述彈簧通過卡箍鎖緊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述超聲電機的夾持位置位于定子中部的外表面，并采用柔性夾持方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述定子通過縱振壓電片和扭振壓電片形成一階縱振和二階扭轉(zhuǎn)振動復(fù)合振動模態(tài)的工作模態(tài)，其中，所述一階縱振模態(tài)和二階扭轉(zhuǎn)振動模態(tài)頻率相同，并通過該頻率對電機進行激勵，所述在定子上激勵出的縱、扭振動的相位差接近90度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述定子的扭振壓電片上表面電極分成左右兩部分，下表面被完整電極，扭振壓電片左右兩部分極化方向相反，施加相同的交變激勵信號，貼在定子金屬基體的兩側(cè)，單片使用時，在定子金屬基體上激勵二階彎曲變形，成對使用時，則將定子金屬基體的彎曲變形將轉(zhuǎn)化為二階扭轉(zhuǎn)變形。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述預(yù)壓力系統(tǒng)包括彈簧和卡箍，所述轉(zhuǎn)子通過彈簧壓緊在定子的兩個端面上，且同步旋轉(zhuǎn)，所述彈簧通過卡箍鎖緊。

9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述定子和/或轉(zhuǎn)子上設(shè)有齒槽，所述齒槽的齒端設(shè)有摩擦副。

10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的貼片式縱扭模態(tài)復(fù)合型超聲電機，其特征在于，所述縱振壓電片和扭振壓電片為壓電陶瓷材料或壓電單晶。