[發明專利]一種創新型行波型旋轉超聲電機

有效

• 申請號: 201510294466.1
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN104868782B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 龔俊杰;沈麗佳
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H02N2/16
• 分類號: H02N2/16
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙)32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種超聲電機，尤其涉及一種創新型施加預壓力的行波型旋轉超聲電機。

背景技術

超聲電機是一種新型微特電機，具有結構簡單、設計靈活、低速大扭矩、響應快、無電磁干擾等優點。它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應，把電能轉化為彈性體的超聲振動，并通過摩擦傳動的方式轉換成運動體的回轉或直線運動。在現代社會中超聲電機已應用于航空航天、光學、醫療和微機電系統領域。但是，現有的行波型旋轉超聲電機調節預壓力的結構基本是定子固定，通過給轉子施加壓力來傳遞給定子，使定、轉子之間保持一定的預壓力，結構比較單一，通用性不足。

因此，需要一種創新型行波型旋轉超聲電機。

發明內容

本發明的目的在于針對現有結構的局限性提供一種創新型施加預壓力的行波型旋轉超聲電機，該產品進一步提高了超聲電機的輸出性能，工作平穩，可以有效消除定子與轉盤摩擦過程中產生的熱量。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種創新型行波型旋轉超聲電機，包括定子、轉子軸、端蓋、機體、軸承等，轉子軸包括轉盤與轉軸，轉軸兩端通過軸承定位，轉軸伸出機體與端蓋；所述定子包括由內至外依次相連的齒、輻射板及基座；定子齒與所述轉子軸轉盤接觸，定子齒底部粘貼有壓電陶瓷；定子基座與機體之間設有碟簧，定子基座與機體間通過碟簧提供的預壓力壓緊轉子軸轉盤。

優選地，所述端蓋與機體間安裝有若干環形墊圈，并用螺釘連接固定。

優選地，所述定子基座外圍與機體內壁均是九邊形結構，定子基座外圍與機體內壁之間留有間隙。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

第一，傳統的行波型旋轉超聲電機是定子固定，預壓力由轉子向定子作用面施加，而本發明是定子浮動，轉子固定，預壓力從定子向轉子施加，結構上有很大的突破。

第二，本發明通過碟簧向定、轉子提供預壓力，利用碟簧的零剛度特性，可以使預壓力保持穩定，從而使超聲電機工作平穩。

第三，定子采用輻射板，在定子振動時，輻射板之間空氣加速流動，可以幫助消除定子與轉盤摩擦過程中產生的熱量。

第四，定子基座外圍與機體內壁均是九邊形結構，留有適當的間隙，由于定子浮動，多邊形結構可以防止定子在驅動轉子軸時跟著一起旋轉，隨之降低轉速，影響電機性能。

附圖說明

圖1為本發明創新型行波型旋轉超聲電機的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發明創新型行波型旋轉超聲電機的定子的結構示意圖；

圖4為沿圖3中A-A方向的剖視圖；

圖中：1為軸承，2為螺釘，3為環形墊圈，4為定子，5為機體，6為碟簧，7為壓電陶瓷，8為轉子軸，9為端蓋，401為齒，402為輻射板，403為基座。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步說明：

如圖1-4所示，一種創新型行波型旋轉超聲電機，包括定子4、轉子軸8、端蓋9、機體5、軸承1等。

轉子軸8包括轉盤與轉軸，轉軸兩端通過軸承1定位。

定子4包括齒401、輻射板402及基座403。

轉子軸轉盤與定子齒401接觸，轉軸伸出機體與端蓋。

定子底部粘貼有壓電陶瓷7，定子基座與機體間通過碟簧6提供的預壓力壓緊轉子軸轉盤。

端蓋與機體間放有若干環形墊圈3，用來調節其間隙大小，兩者之間用螺釘2連接固定。通過調節環形墊圈3的數量可以使碟簧保持在零剛度范圍內，使預壓力穩定。

定子基座與機體間通過碟簧提供的預壓力壓緊轉子軸轉盤，定子底部粘貼有壓電陶瓷，轉子軸的轉軸兩端通過軸承定位，端蓋與機體間放有一定數量的環形墊圈，并用螺釘連接固定，通過調節環形墊圈數量可以使碟簧保持在零剛度范圍內。當給壓電陶瓷施加一定的正弦信號后，按超聲電機的工作原理，轉軸就能帶動負載工作。

傳統的行波型旋轉超聲電機是定子固定，預壓力由轉子向定子作用面施加，而本發明是定子浮動，轉子固定，預壓力從定子向轉子施加，結構上有很大的突破。

本發明通過碟簧向定、轉子提供預壓力，利用碟簧的零剛度特性，可以使預壓力保持穩定，從而使超聲電機工作平穩。

定子采用輻射板，在定子振動時，輻射板之間空氣加速流動，可以幫助消除定子與轉盤摩擦過程中產生的熱量。

定子基座外圍與機體內壁均是九邊形結構，留有適當的間隙，由于定子浮動，多邊形結構可以防止定子在驅動轉子軸時跟著一起旋轉，隨之降低轉速，影響電機性能。