[發明專利]一種基于三壓電換能器組合式定子的二自由度超聲電機

有效

• 申請號: 201710658849.1
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107517022B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 李世陽;郭榮靜;孫軒;李唐安;曹文武;楊明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/10
• 代理公司: 11718 北京清大紫荊知識產權代理有限公司
• 代理人: 婁華

1.一種基于三壓電換能器組合式定子的二自由度超聲電機，其特征在于，包括上端蓋、下端蓋、轉子組件、定子組件，其中所述定子組件由三-三結構的壓電超聲換能器式振子復合組成，至少包括三個定子及三個驅動足，所述轉子組件包括一個轉動軸和一個球形轉子，所述定子組件以及所述球形轉子和其他零件固定于所述下端蓋內部，固定好后，用所述上端蓋固定；

所述三個定子于所述下端蓋中以120度周向間隔均勻分布，每個定子分別由三個壓電疊堆結構的柱形壓電超聲換能器式振子及所述驅動足組成，可以驅動所述球形轉子進行二自由度運動；

所述驅動足對應安裝于三個所述壓電超聲換能器式振子頂部與所述球形轉子接觸部位；

所述每個定子中三個壓電超聲換能器式振子之間的軸向夾角為0～90度；

振子縱向伸縮運動與彎曲振動同時進行，彎曲方向和力度與施加在壓電超聲換能器式振子表面的激勵電壓值呈正相關，施加電壓激勵大的壓電超聲換能器式振子與另外兩部分壓電超聲換能器式振子相比，振幅更大，由此發生彎曲運動，產生沿球型轉子切線方向的推力；

每個定子的尾部都有一個預緊調節螺母與定子尾部連接，定子的頂部與球形轉子通過摩擦力相連接，通過調節預緊螺母可以實現整體組件的自鎖以及定子與球形轉子之間摩擦力的大小。

2.如權利要求1所述的一種基于三壓電換能器組合式定子的二自由度超聲電機，其特征在于，用于驅動所述壓電超聲換能器式振子的壓電材料為PZN-PT、PMN-PT、PIN-PMN-PT、摻錳PMN-PT或摻錳PIN-PMN-PT壓電單晶材料中的任意一種。

3.如權利要求1所述的一種基于三壓電換能器組合式定子的二自由度超聲電機，其特征在于，所述壓電超聲換能器式振子形狀為柱型振子，上表面和下表面均鍍有電極，下表面與下端蓋壁接觸并通過調節螺釘固定。

4.如權利要求1所述的一種基于三壓電換能器組合式定子的二自由度超聲電機，其特征在于，所述上端蓋和所述下端蓋外形為六邊形。