[發明專利]基于準田字形壓電振子驅動的平面電機及驅動方法

有效

• 申請號: 201710189405.8
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106787933B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 賀睿;周卓爾;鄒詩怡
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，包括定子組件、動子組件、支座組件和預緊組件，其特征在于，采用準田字形定子組件，且通過預緊組件與支座組件連接；動子組件分別連接定子組件和支座組件；準田字形定子組件包括金屬基體板、壓電陶瓷組件和驅動足；金屬基體板包括左圍桿、右圍桿、前圍桿和后圍桿以及十字板架，十字板架的四端分別與左圍桿、右圍桿、前圍桿和后圍桿采用柔性鉸鏈連接，十字板架中心鉆有定位孔，各圍桿芯部均開有調整通孔；壓電陶瓷組件包括粘貼于各圍桿上、下表面及外側的12片壓電陶瓷片；驅動足設置于各圍桿上表面兩端，驅動足高度大于各壓電陶瓷片厚度，且驅動足頂端涂敷摩擦材料。

2.如權利要求1所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，準田字形定子組件具有三種振動模態，分別是左、右圍桿的面內一階彎曲振動模態，前、后圍桿的面內一階彎曲振動模態，四根圍桿面外一階對稱彎曲振動模態。

3.如權利要求1所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，十字板架端口與各圍桿連接處均開有方槽，用于安裝柔性鉸鏈；各圍桿及十字板架各端的橫截面均為矩形或正方形。

4.如權利要求2所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，動子組件包括平面滑板、十字護珠板和若干滾珠；平面滑板上開設十字滑槽，槽寬大于滾珠直徑；沿十字護珠板橫向縱向各開有一排通孔與十字滑槽對應，通孔孔徑小于滾珠直徑；若干滾珠裝入十字滑槽內，十字護珠板蓋在平面滑板上，滾珠數量及位置與十字護珠板上通孔相對應，在十字護珠板和平面滑板的中心用螺釘固定，滾珠部分表面暴露于通孔之外；動子組件連接驅動足。

5.如權利要求4所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，支座組件包括機盒、蓋板、定位銷、凸臺、4個定位塊和定子擋架；機盒為長方體，包括底板和四周圍板；底板中心鉆有螺紋通孔，定位銷安放在螺紋通孔中，并擰入緊定螺釘，定位銷穿過十字板架的定位孔用于定子組件的安裝定位；凸臺安裝于定位銷周圍；4個定位塊用螺釘固定在底板上，每個定位塊兩相鄰外側面上各設置一圓弧凸起，圓弧凸起分別輕壓在左圍桿、右圍桿、前圍桿和后圍桿的內側，形成線接觸連接，各定位塊與對應圍桿的接觸點在各圍桿的面內一階彎曲振動節點處；定子擋架卡住十字板架中心，并通過螺釘固定于底板上，且定子擋架與十字板架之間采取潤滑接觸；蓋板用螺釘固定在機盒的四周圍板結合處，蓋板采用矩框形結構；底板靠近四周圍板處鉆有四個安裝通孔；蓋板與滾珠連接構成滾動副。

6.如權利要求5所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，預緊組件包括碟形彈簧和至少一個環形墊圈；環形墊圈安放在凸臺之上，碟形彈簧壓在環形墊圈上，金屬基體板壓在碟形彈簧上。

7.如權利要求1所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，金屬基體板選用磷青銅材料，壓電陶瓷片采用PZT8。

8.如權利要求2所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，12片壓電陶瓷片分成內激勵陶瓷組和面外彎曲振動激勵陶瓷組；粘貼于各圍桿外側的壓電陶瓷片為面內激勵陶瓷組，粘貼于各圍桿上下表面的壓電陶瓷片為面外彎曲振動激勵陶瓷組；面內激勵陶瓷組中置于左、右圍桿外側的為x向振動激勵陶瓷片，置于前、后圍桿外側的為y向振動激勵陶瓷片；各圍桿上的面外彎曲振動激勵陶瓷片粘貼在各圍桿的面外一階對稱彎曲振動模態的波峰或波谷處；x向振動激勵陶瓷片以及y向振動激勵陶瓷片分別粘貼在左、右圍桿，前、后圍桿的面內一階彎曲振動模態波峰或波谷處。

9.如權利要求8所述的基于準田字形壓電振子驅動的平面電機，其特征在于，x向振動激勵陶瓷片，y向振動激勵陶瓷片，面外彎曲振動激勵陶瓷片均沿其厚度指向圍桿表面的方向進行壓電極化，各激勵陶瓷片與金屬基體板接觸的電極接地。