[實用新型]一種基于多階振動合成的直線超聲電機

有效

• 申請號: 201821674120.X
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN208939845U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 王寅;陳惠民;李德鑫;董釗淞;吳重堅;胡江波
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實用新型提供了一種基于多階振動合成的直線超聲電機，包括定子、動子及由多片壓電陶瓷疊放形成的第一壓電陶瓷疊層、第二壓電陶瓷疊層、第三壓電陶瓷疊層；第三壓電陶瓷疊層；所述定子包括主桿、第一副桿、第二副桿；所述第一副桿及第二副桿相互平行并與所述主桿垂直且連接于所述主桿上；所述主桿的中部位于所述第一副桿及第二副桿之間，所述第一壓電陶瓷疊層設置于所述主桿的中部；所述第二壓電陶瓷疊層設置于所述第一副桿位于所述主桿的一側的部分；所述第三壓電陶瓷疊層設置于所述第二副桿位于所述主桿的另一側的部分；應用本技術方案極大地縮小了電機的體積，實現電機更快地響應及更加穩定地輸出。

技術領域

本實用新型涉及電機驅動領域，具體是指一種基于多階振動合成的直線超聲電機。

背景技術

超聲電機是近幾十年以來發展出的新型驅動裝置，主要依靠壓電陶瓷的逆壓電效應來實現電能向機械能的轉換，并且通過電機定子的驅動足與轉子之間的摩擦來進行動力的輸出。超聲電機具有響應快，低速大扭矩，斷電自鎖，位置分辨率高等優點，而且能滿足低噪聲，體積小，無電磁干擾等條件，現在已經在航空航天，醫療，機器人，精密儀器，精密加工等領域受到了廣泛應用。但現有技術中的超聲電機仍然存在結構復雜，壓電陶瓷采用粘貼的方式粘貼于結構表面，這就造成電機體積無法減小，電機應用不穩定的問題。另外，還對動子的寬度過多限制，需要根據動子的尺寸反復設計電機的型號，這給超聲電機的實際應用帶來很大困擾。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種基于多階振動合成的直線超聲電機，極大地縮小了電機的體積，實現電機更快地響應及更加穩定地輸出。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于多階振動合成的直線超聲電機，包括定子、動子及由多片壓電陶瓷疊放形成的第一壓電陶瓷疊層、第二壓電陶瓷疊層、第三壓電陶瓷疊層；

所述定子包括主桿、第一副桿、第二副桿；所述第一副桿及第二副桿相互平行并與所述主桿垂直且連接于所述主桿上；所述主桿的中部位于所述第一副桿及第二副桿之間，所述第一壓電陶瓷疊層設置于所述主桿的中部即所述主桿的一階振動模態的波峰位置；所述第二壓電陶瓷疊層設置于所述第一副桿位于所述主桿的一側的部分即所述第一副桿的二階振動模態的波峰位置，用以激發所述定子在橫向平面的一階彎曲振動；所述第三壓電陶瓷疊層設置于所述第二副桿位于所述主桿的另一側的部分即所述第二副桿的二階振動模態的波峰位置，用以激發所述定子在豎直平面的二階彎曲振動；

組成所述第一壓電陶瓷疊層、第二壓電陶瓷疊層、第三壓電陶瓷疊層的壓電陶瓷之間均通過銅電極連接，所述壓電陶瓷沿中心面分割；

所述主桿的一側表面設置有驅動足，所述動子壓放于所述驅動足上。

在一較佳的實施例中，所述主桿與第一副桿及第二副桿的連接交點位于所述橫向平面的一階彎曲振動的波谷與豎直平面的二階彎曲振動的波谷交匯處。

在一較佳的實施例中，所述第一壓電陶瓷疊層、第二壓電陶瓷疊層、第三壓電陶瓷疊層通過螺釘螺母的過盈配合分別安裝于所述主桿、第一副桿、第二副桿上。

在一較佳的實施例中，所述驅動足具體為垂直于其長度方向的截圖為三角形的橫梁。

在一較佳的實施例中，所述第一壓電陶瓷疊層、第二壓電陶瓷疊層、第三壓電陶瓷疊層具體均由四片壓片陶瓷疊放形成，形成同激勵同時刻下具有相反逆壓電效應的分區。

相較于現有技術，本實用新型的技術方案具備以下有益效果：

1.本實用新型提供了一種基于多階振動合成的直線超聲電機，結構簡單，采用壓電陶瓷疊層裝配于主桿及第一副桿、第二副桿的間隙，取代了傳統壓電陶瓷粘貼于結構表面的方式，因此可極大的縮小電機的體積；此外由于壓電陶瓷為堆疊放置，可多片壓電陶瓷同時驅動，因此可實現更大的推力，更快的響應及更穩定的輸出。同時具有斷電自鎖等優點。