[發(fā)明專利]雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機及其工作模式

有效

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• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103427705A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳乾偉;鞠全勇;郭語
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

1.雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機，其特征在于：電機由板形定子和動子構成，其中動子為一直線導軌（8），板形定子由振子主體（1）和單驅動足（7）兩部分組成，所述導軌（8）在預壓力的作用下壓在板形定子的單驅動足（7）上；其中由壓電陶瓷材料構成的振子主體（1）呈長方體，其上有五個極化分區(qū)（2、3、4、5、6），其中四個極化分區(qū)（2、3、4、5）用于共振模式下的雙模態(tài)驅動和非共振模式下的強迫振動驅動，另外一個極化分區(qū)（6）用于減摩驅動；所述由耐磨材料構成的單驅動足（7）通過粘接或焊接或燒結與振子主體（1）結合為一體。

2.根據(jù)權利要求1所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機，其特征在于：振子主體（1）的極化方向（9）為沿振子主體（1）的厚度方向進行極化；沿振子主體（1）的厚度方向有兩個表面，分別為厚度方向前表面（10）和厚度方向后表面（11）；在厚度方向前表面（10）上，燒結有五塊作為電極使用的相互絕緣的銀層（2’、3’、4’、5’、6’），分別對應于振子主體（1）的五個極化分區(qū)（2、3、4、5、6）；在厚度方向后表面（11）上，燒結有一整塊作為電極使用的銀層（11’）。

3.根據(jù)權利要求1所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機的工作模式，其特征在于：該電機設計有共振和非共振兩種工作模式，在共振工作模式，定子在雙模態(tài)并減摩驅動下工作，推動導軌正反向運動；在非共振工作模式，定子在強迫振動并減摩驅動下工作，推動導軌正反向運動。

4.根據(jù)權利要求3所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機的工作模式，其特征在于：在共振工作模式，驅動電機工作的雙模態(tài)為兩個正交工作模態(tài)，分別為定子的一階縱振模態(tài)和二階彎振模態(tài)；通過結構設計使得定子的一階縱振模態(tài)和二階彎振模態(tài)具有較好的頻率一致性，即一階縱振模態(tài)的共振頻率????????????????????????????????????????????????和二階彎振模態(tài)的共振頻率符合；兩個正交工作模態(tài)激勵信號的頻率為，接近和，同時以減摩方式驅動電機工作的為驅動足局部強迫縱振或驅動足局部強迫彎振或驅動足局部縱振模態(tài)或驅動足局部彎振模態(tài)，減摩驅動激勵信號的頻率為，。

5.根據(jù)權利要求3所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機的工作模式，其特征在于：在共振工作模式接線方式如下，銀層（11’）用于接地；銀層（3’）和銀層（5’）相連接構成電機的A相；銀層（2’）和銀層（4’）相連接構成電機的B相；銀層（6’）單獨構成電機的C相，電機的C相也是電機在共振工作模式的減摩驅動相。

6.根據(jù)權利要求3所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機的工作模式，其特征在于：在共振工作模式，電機的A相（或B相）輸入頻率為的連續(xù)正弦波激勵信號，用于激發(fā)定子同時產生一階縱振模態(tài)（12）和二階彎振模態(tài)（13），同時電機的C相輸入周期性間隔觸發(fā)的頻率為（）的正弦波激勵信號，用于同時激發(fā)定子產生驅動足局部強迫縱振或驅動足局部強迫彎振或驅動足局部縱振模態(tài)或驅動足局部彎振模態(tài)；當電機的A相輸入頻率為的連續(xù)正弦波激勵信號，同時電機的C相輸入周期性間隔觸發(fā)的頻率為的正弦波激勵信號時，導軌（8）將產生定向運動；當電機由A相切換到B相輸入頻率為的連續(xù)正弦波激勵信號，同時電機的C相輸入周期性間隔觸發(fā)的頻率為的正弦波激勵信號時，導軌（8）將產生反向的定向運動。

7.根據(jù)權利要求3所述的雙模態(tài)并減摩驅動的單驅動足板形壓電電機的工作模式，其特征在于：在非共振工作模式，驅動電機工作的強迫振動的振型為強迫彎曲振動（14），強迫彎曲振動（14）激勵信號的頻率為；同時以減摩方式驅動電機工作的為驅動足局部強迫縱振或驅動足局部強迫彎振或驅動足局部縱振模態(tài)或驅動足局部彎振模態(tài)，減摩驅動激勵信號的頻率為，。