[發明專利]多自由度球形行波型超聲電機預壓力結構

在審

• 申請號: 201910372485.X
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110048638A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 李爭;趙亮
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12;H02N2/10;H02N2/16
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 張二群

本發明提供多自由度球形行波型超聲電機預壓力結構，屬于超聲電機技術領域。包括至少3個行波定子支撐可與球形轉子球面接觸并關于球形轉子的豎軸線對稱均布，行波定子支撐包括支撐柱，滑動配合裝在對應的爪形架的爪孔中，支撐柱的外端面高出爪孔，爪形架包括中心立柱，所述可旋轉外框的槽底與中心立柱螺紋配合，槽頂部斜面與支撐柱的外端面滑動配合，旋轉調節可旋轉外框，可使支撐柱軸向滑動，使行波定子支撐與球形轉子球面接觸處達到合適的壓力，使球形轉子按要求旋轉。本發明具有結構簡單，便于安裝、調節預壓力方便靈活，保證行波定子內緣與球形轉子充分接觸，保證不同定子?轉子之間的預壓力大小相同等特點。

技術領域

本發明涉及一種超聲波電機預緊結構，尤其涉及一種能在一定范圍內方便的調節預壓力大小，并保證其大小一致的多自由度球形行波型超聲電機的預壓力結構。

背景技術

多自由度電機可以有效的精簡多自由度的驅動機構，已經成功地應用于航空航天、醫療設備和機器人等領域，有廣泛的應用領域和發展前景。超聲波電機是一種不同于傳統電機的一種全新概念的驅動裝置，它首先利用壓電陶瓷的逆壓電效應將電能轉化成定子的微觀振動，定子表面質點形成橢圓軌跡，然后利用定子-轉子接觸面上的預壓力將定子的微觀振動通過摩擦力轉化為轉子的宏觀運動。所以，超聲波電機是通過定子-轉子之間摩擦來傳遞力矩的，它決定著電機的輸出性能。控制電機或調節電機最佳工作狀態，都需要調節定子-轉子間的預壓力。

多自由度球形行波型超聲波電機由多個行波定子和一個球形轉子組成，如何能使多個行波定子對球形轉子的預壓力大小相同，能方便地調節定子-轉子間的預壓力成了多自由度球形超聲電機設計中的重要部分。目前少有針對多自由度球形超聲電機施加預壓力的方法，且大部分通過電機上方固定金屬架和彈簧垂直施加預壓力，這使得預壓力結構過于復雜、體積較大，而且不利于行波定子的對心，或者預壓力不可調節，降低電機輸出的靈活性。

發明內容

本發明的目的是提供一種多自由度球形行波型超聲電機預壓力結構，主要解決現有技術存在的預壓力結構過于復雜、體積較大，而且不利于行波定子對心或者預壓力不可調節，降低電機輸出的靈活性的問題。本發明具有結構簡單，便于安裝、調節預壓力方便靈活，保證行波定子內緣與球形轉子充分接觸，保證不同定子-轉子之間的預壓力大小相同等特點。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案是：多自由度球形行波型超聲電機預壓力結構，其特征在于：包括至少3個行波定子支撐，至少3個行波定子支撐可與球形轉子球面接觸并關于球形轉子的豎軸線對稱均布，所述行波定子支撐包括支撐柱，支撐柱滑動配合裝在對應的爪形架的爪孔中，且支撐柱的外端面高出爪孔，爪形架包括中心立柱，所述可旋轉外框的槽底與中心立柱螺紋配合，槽頂部斜面與支撐柱的外端面滑動配合，旋轉調節可旋轉外框，可使支撐柱軸向滑動，使行波定子支撐與球形轉子球面接觸處達到合適的壓力，使球形轉子按要求旋轉。

優選的，所述支撐柱的軸線通過球形轉子的中心。

優選的，支撐柱包括臺肩，臺肩通過螺栓與行波定子相固定。

優選的，所述行波定子支撐為3個，對應的爪形架有3個爪。

進一步的，在爪形架的中間上部還設有電磁鐵，與球形轉子間設有間隙，球形轉子使用導磁材料，可旋轉外框上開有排線孔；通過控制電磁鐵的電磁力，可調節行波定子支撐與球形轉子球面接觸處達到要求的壓力，使球形轉子按要求旋轉。

優選的，所述行波定子、支撐柱、爪形架和可旋轉外框使用不導磁金屬材料。