[發(fā)明專利]單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810093334.6
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108390587B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚志遠;黃帥軍;簡月
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

1.一種單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，該電機包括定子(1)、動子(2)、預(yù)壓力施加裝置(3)、底座(4)，其特征在于：

所述動子(2)為矩形平臺，其連接在底座(4)上，所述底座(4)上布置一個支柱(41)用來支撐定子(1)，所述定子(1)位于動子(2)平臺上方；所述平臺上，位于動子(2)兩側(cè)布置兩根脊條(23，24)，其中第一脊條(23)粘貼摩擦陶瓷片，并與定子(1)一側(cè)驅(qū)動足接觸，第二脊條(24)位于定子(1)的另一側(cè)，所述第二脊條(24)上固定預(yù)壓力施加裝置(3)；

所述預(yù)壓力施加裝置(3)上設(shè)有摩擦陶瓷片，與定子(1)另一側(cè)的驅(qū)動足接觸，所述預(yù)壓力施加裝置(3)內(nèi)設(shè)有彈性元件，用于調(diào)節(jié)定子(1)使兩個驅(qū)動足處預(yù)壓力大小相等；

所述定子(1)包括頭部(11)、壓電陶瓷片(12)、電極片(13)、夾持元件(14)、配重(15)；所述壓電陶瓷片(12)、電極片(13)縱向相間疊置形成驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元包括至少3個，其中一個水平驅(qū)動設(shè)置于兩個驅(qū)動單元中間；所述定子(1)成門字型結(jié)構(gòu)，定子(1)以夾持元件(14)為軸成軸對稱結(jié)構(gòu)，驅(qū)動單元之間為頭部(11)，驅(qū)動單元的另一側(cè)為配重(15)，夾持元件(14)兩側(cè)的結(jié)構(gòu)為配重-驅(qū)動單元-頭部，形成兩個垂直振子，中間為頭部-驅(qū)動單元-頭部形成水平振子，所述頭部(11)的角上為驅(qū)動足(17)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，其特征在于：

所述定子(1)中的壓電陶瓷片(12)布置位置與工作模態(tài)的振型有關(guān)，對于水平振子，陶瓷片布置在其中間位置；對于垂直振子，陶瓷片布置于其工作模態(tài)下彎振的波峰或波谷處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，其特征在于：

所述的預(yù)壓力施加裝置(3)包括固定端、支撐端，所述固定端固定于第二脊條(24)朝向定子的一側(cè)，所述支撐端上設(shè)有摩擦陶瓷片，與定子(1)另一側(cè)的驅(qū)動足接觸，所述固定端與支撐端之間形成空腔，所述空腔內(nèi)設(shè)有彈性元件，所述彈性元件方向為一端朝向固定端，另一端朝向定子(1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，其特征在于：

所述支撐端為一支撐件(32)，所述固定端為一固定件(31)，在所述固定件(31)和支撐件(32)之間的空腔內(nèi)分割為n個矩形腔體，n2，每個腔體內(nèi)放置一根彈簧(33)；

所述固定件(31)通過螺栓固定在第二脊條(24)上，支撐件(32)可拆卸的通過一個弧形結(jié)構(gòu)嵌入固定件(31)，其一側(cè)抵住彈簧(33)，另一側(cè)粘貼摩擦陶瓷片并與定子驅(qū)動足(17)接觸；當彈簧(33)被壓縮時，即在定子(1)、動子(2)接觸表面形成預(yù)壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，其特征在于：

所述支撐端為鉸支件(35)，所述固定端為第二脊條(24)，在所述鉸支件(35)和第二脊條(24)之間的空腔內(nèi)設(shè)有預(yù)壓力彈簧(36)，在第二脊條一側(cè)靠近定子(1)的一端設(shè)有施力孔(38)，在所述施力孔(38)安裝有施力螺栓(37)；

所述鉸支件(35)在遠離定子的一端通過一根螺栓鉸支在動子(2)上，另一端繞所述螺栓轉(zhuǎn)動，并于靠近驅(qū)動足(17)的一側(cè)粘貼摩擦陶瓷片；

所述施力孔(38)為螺紋孔，施力螺栓(37)有螺紋的一側(cè)半徑大，且與施力孔(38)配合；無螺紋一側(cè)半徑小，且穿過預(yù)壓力彈簧(36)抵住鉸支件(35)；當擰緊施力螺栓(37)，迫使預(yù)壓力彈簧(36)壓縮，則可在定子(1)與動子(2)直接形成預(yù)壓力。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的單模態(tài)驅(qū)動的雙驅(qū)動足門字型直線超聲電機，其特征在于：

所述頭部(11)上開狹縫、圓弧槽、或開孔設(shè)計，以降低頭部(11)剛度，放大驅(qū)動足(17)處振幅，提高電機輸出效率。