[發(fā)明專利]一種直線壓電馬達(dá)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710493979.4
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN107171590B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀良國;楚宇恒;王勇;谷先廣;趙小勇;李新宇;龐席德;余建
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/00
• 分類號(hào): H02N2/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

1.一種直線壓電馬達(dá)，其特征在于：包括驅(qū)動(dòng)預(yù)緊機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)和軸承座（2）；

所述驅(qū)動(dòng)預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括一對驅(qū)動(dòng)振子，一對驅(qū)動(dòng)振子通過一對直立的燕尾座（4）對稱設(shè)于底座（7）上，且可在底座（7）上調(diào)整位置，定位桿（10）貫穿連接著一對燕尾座（4）；一對驅(qū)動(dòng)振子由第一驅(qū)動(dòng)振子（61）和第二驅(qū)動(dòng)振子（62）組成，第一驅(qū)動(dòng)振子（61）上設(shè)有第三壓電片（63），第二驅(qū)動(dòng)振子（62）上設(shè)有第四壓電片（64）；

所述輸出機(jī)構(gòu)包括輸出桿（1），輸出桿（1）的中部沿軸向設(shè)有中字形框架；中字形框架的一側(cè)邊桿是第一振動(dòng)片（51），第一振動(dòng)片（51）上設(shè)有第一壓電片（53），另一側(cè)邊桿是第二振動(dòng)片（52），第二振動(dòng)片（52）上設(shè)有第二壓電片（54）；輸出桿（1）的兩側(cè)分別通過直線軸承（3）和一對軸承座（2）的配合設(shè)于底座（7）的上方；所述一對軸承座（2）位于底座（7）的兩側(cè)；

所述一對驅(qū)動(dòng)振子垂直于輸出桿（1）的中部，其中第一驅(qū)動(dòng)振子（61）對應(yīng)位于第一振動(dòng)片（51）的外側(cè)，第二驅(qū)動(dòng)振子（62）對應(yīng)位于第二振動(dòng)片（52）的外側(cè)；

設(shè)振動(dòng)片含壓電片的一面為內(nèi)側(cè)，背面為外側(cè)；設(shè)驅(qū)動(dòng)振子含壓電片的一面為左側(cè)，背面為右側(cè)；

工作時(shí)，分別向第一壓電片（53）、第二壓電片（54）、第三壓電片（63）和第四壓電片（64）輸入近似合成的方波信號(hào)，引發(fā)第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）和一對驅(qū)動(dòng)振子的共振，使第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）和一對驅(qū)動(dòng)振子均工作在諧振狀態(tài)下；

第一種工況時(shí)，按如下步驟完成一個(gè)動(dòng)作周期：

步驟（1）：第一壓電片（53）、第二壓電片（54）和第三壓電片（63）、第四壓電片（64）都施加正電平，第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）向外側(cè)彎曲，一對驅(qū)動(dòng)振子向右側(cè)偏移；

步驟（2）：第一壓電片（53）、第二壓電片（54）保持正電平，第三壓電片（63）、第四壓電片（64）施加負(fù)電平，第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）保持向外側(cè)彎曲，一對驅(qū)動(dòng)振子向左側(cè)偏移推動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)向左運(yùn)動(dòng)；

步驟（3）：第一壓電片（53）、第二壓電片（54）和第三壓電片（63）、第四壓電片（64）都施加負(fù)電平，第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）向內(nèi)側(cè)彎曲，一對驅(qū)動(dòng)振子保持向左側(cè)偏移；

步驟（4）：第一壓電片（53）、第二壓電片（54）保持負(fù)電平，第三壓電片（63）、第四壓電片（64）施加正電平，第一振動(dòng)片（51）、第二振動(dòng)片（52）保持向內(nèi)側(cè)彎曲，一對驅(qū)動(dòng)振子向右側(cè)偏移；

第一種工況實(shí)現(xiàn)了輸出桿（1）驅(qū)動(dòng)力矩大，運(yùn)行速度慢的驅(qū)動(dòng)方式；

第二種工況時(shí)，按如下步驟完成一個(gè)動(dòng)作周期：

步驟（1）：第一壓電片（53）施加負(fù)電平、第二壓電片（54）施加正電平，第三壓電片（63）施加負(fù)電平、第四壓電片（64）施加正電平，第一振動(dòng)片（51）向內(nèi)側(cè)彎曲、第二振動(dòng)片（52）向外側(cè)彎曲，第一驅(qū)動(dòng)振子（61）向左側(cè)偏移、第二驅(qū)動(dòng)振子（62）向右側(cè)偏移；

步驟（2）：第一壓電片（53）保持負(fù)電平、第二壓電片（54）保持正電平，第三壓電片（63）施加正電平、第四壓電片（64）施加負(fù)電平；第一振動(dòng)片（51）保持向內(nèi)側(cè)彎曲、第二振動(dòng)片（52）保持向外側(cè)彎曲，第一驅(qū)動(dòng)振子（61）向右側(cè)偏移、第二驅(qū)動(dòng)振子（62）向左側(cè)偏移推動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)向左運(yùn)動(dòng)；

步驟（3）：第一壓電片（53）施加正電平、第二壓電片（54）施加負(fù)電平，第三壓電片（63）保持正電平、第四壓電片（64）保持負(fù)電平；第一振動(dòng)片（51）向外側(cè)彎曲、第二振動(dòng)片（52）向內(nèi)側(cè)彎曲，第一驅(qū)動(dòng)振子（61）保持向右側(cè)偏移、第二驅(qū)動(dòng)振子（62）保持向左側(cè)偏移；

步驟（4）：第一壓電片（53）保持正電平、第二壓電片（54）保持負(fù)電平，第三壓電片（63）施加負(fù)電平、第四壓電片（64）施加正電平；第一振動(dòng)片（51）保持向外側(cè)彎曲、第二振動(dòng)片（52）保持向內(nèi)側(cè)彎曲，第一驅(qū)動(dòng)振子（61）向左側(cè)偏移推動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)向左運(yùn)動(dòng)、第二驅(qū)動(dòng)振子（62）向右側(cè)偏移；

第二種工況實(shí)現(xiàn)了輸出桿（1）驅(qū)動(dòng)力矩小，運(yùn)行速度快的驅(qū)動(dòng)方式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線壓電馬達(dá)，其特征在于：所述近似合成的方波信號(hào)由兩個(gè)頻率比為1:3的正弦信號(hào)合成，兩個(gè)頻率中的一個(gè)頻率為2199.2Hz，另一個(gè)頻率為6766.8Hz。