[實用新型]外圈輸出的中空式超聲電機

有效

• 申請號: 201721762350.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN207559879U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳超;王楠;王均山
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12;H02N2/16
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種外圈輸出的中空式超聲電機，它包括中空底座（11）、定子（6）、壓電陶瓷片（7）和剛性轉子（10），其特征是所述的剛性轉子（10）通過軸承安裝在中空底座（11）外圈上，定子（6）固定在中空底座（11）上，定子（6）的下端面與壓電陶瓷片（7）相連，定子（6）上驅動端面的齒狀表面通過摩擦片（5）與剛性轉子（10）相接觸；壓電陶瓷片（7）通電使定子（6）的驅動面產生變形驅動摩擦片（5）轉動，摩擦片再通過摩擦力驅動剛性轉子（10）實現外圈轉動。本實用新型采用外圈輸出，內圈夾持，中空結構可用于穿信號線，電源線，可以通過光路，也可以用于零部件的安裝與固定，此外還取消了外殼結構，不需中間傳動機構，使用更方便且機械效率更高。

技術領域

本實用新型涉及一種電機技術，尤其是一種以壓電陶瓷變形驅動的中空式超聲電機，具體地說是一種外圈輸出的中空式超聲電機。

背景技術

眾所周知，超聲電機（ultrasonic motor）是近二十年來發展起來的一種新概念動力裝置，它突破了傳統電磁電機的概念，沒有繞組和磁路，不是依靠電磁相互作用來轉換能量產生轉子運動，而是利用壓電材料的逆壓電效應和彈性體的超聲振動，將材料的微小變形通過彈性體的共振放大和摩擦傳動轉換成轉子或動子（滑塊）的宏觀運動。中空型行波超聲電機是在傳統出軸的行波型超聲電機的基礎上對定子、轉子、底座等核心零部件進行改造與優化，使得電機的輸出軸變為直徑較大的孔的一種電機。

由于行波型中空超聲電機是基于普通超聲電機基礎上改造的，因此該種電機不僅包含了普通超聲電機的基本特點，還展現了作為中空結構電機特有的優點，具體來說該種電機主要包括以下優點：扭矩/質量比大（是傳統電機的3-10倍），結構簡單、緊湊、低速大扭矩，無需齒輪減速機構，可實現直接驅動負載、具有斷電自鎖的功能、抗電磁干擾性強等，而中空型超聲電機作為一種特殊的超聲電機除了上述優點外，還有如下特點：

1、中空型超聲電機由于結構的特點，該電機中心孔可以穿信號線，電源線，也可以通過光路，還可以進行前后零部件的安裝和定位。

2、相比于電磁電機類的中空電機，中空型超聲電機內孔可以設計更大，而電機體積可以更小，這點也是傳統電磁類中空電機無法相比的。

3、中空型超聲電機由于電機定子腹板變短，因此電機轉動速度降低，但是也因此電機低速運轉時的速度穩定性和可控性更好。

由于這些誘人的優點，使得超聲電機作為控制系統的執行元件而廣泛應用于光學儀器（電子顯微鏡、激光干涉儀等）、精密加工設備（精密鏜床、磨床進刀系統）、微型機器人、醫療器械、辦公自動化設備等高新技術領域。

目前常見的中空電機使用過程中需要通過一系列的傳動機構進行工作，使得效率下降，同時中空底座進行旋轉，不方便前后零部件的安裝，同時容易造成前后零件的隔斷，使得應用場所受到限制。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有的中空式超聲電機使用過程中需要通過一系列的傳動結構從而使得整體的機械效率下降，同時現有的超聲電機應用場所受限，不足以滿足工程實際需要等問題，設計一種外圈輸出的中空式超聲電機。

本實用新型的技術方案是：

一種外圈輸出的中空式超聲電機，它包括中空底座11、定子6、壓電陶瓷片7和剛性轉子10，其特征是所述的剛性轉子10通過軸承3安裝在中空底座11外圈上，定子6固定在中空底座11上，其特征是所述的定子6的上驅動端面為齒狀表面12，定子6的下端面與壓電陶瓷片7相連，定子6的齒狀表面12通過摩擦片5與剛性轉子10相接觸；壓電陶瓷片7通電使定子6的上驅動面的齒狀表面12產生變形形成行波驅動摩擦片5轉動，摩擦片5與剛性轉子10通過粘結劑固結以通過摩擦力驅動剛性轉子10實現外圈轉動。