[發明專利]一種利用彎曲振動模態多足驅動的旋轉超聲電機

在審

• 申請號: 201911365514.6
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110971141A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 陳建毅;林星陵;蔣麗省
• 申請（專利權）人: 廈門城市職業學院（廈門市廣播電視大學）
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/12;H02N2/14
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發明公開了一種利用彎曲振動模態多足驅動的旋轉超聲電機，包括外殼、安裝于所述外殼內的定子，以能夠轉動的方式穿過定子的轉子和安裝于外殼外的驅動電源；定子包括中空的多邊框形彈性體和多個壓電陶瓷片，多邊框形彈性體的每個外邊處均設置有兩個壓電陶瓷片，多邊框形彈性體的各內邊上分別延伸出驅動足，處于同一外邊上的兩壓電陶瓷片位于對應內邊的所述驅動足的兩側；各壓電陶瓷片分為兩組，兩組壓電陶瓷片分別電性連接驅動電源的相應輸出端，同一外邊上的兩壓電陶瓷片分別位于不同的組內，且相鄰的兩壓電陶瓷片也分別位于不同的組內。與現有技術相比，結構簡單，驅動控制方式簡單，提升了旋轉超聲電機的輸出效率；同時各部件加工難度小。

技術領域

本發明涉及一種旋轉超聲電機，更具體地說涉及一種利用彎曲振動模態多足驅動的旋轉超聲電機。

背景技術

超聲電機是一種新型微特電機，旋轉超聲電機是超聲電機的一種類型，其工作原理是利用壓電元件的逆壓電效應將輸入的電能轉化為機械能，激發定子振動體的超聲頻率的機械振動(微米級)，并通過定子和轉子之間的摩擦耦合作用來直接驅動轉子做旋轉運動。

與傳統的電磁電機相比，超聲電機具有相應速度快(毫秒級)、定位精度高、無電磁干擾和斷電自鎖等優點，在精密儀器、航空航天、微機電系統、醫療器械等領域有著廣泛的應用前景。但是，目前的旋轉超聲電機普遍存在著定子結構復雜、體積較大和加工難度大的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用彎曲振動模態多足驅動的旋轉超聲電機，其結構簡單、體積較小，加工容易，同時驅動控制方式簡單。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種利用彎曲振動模態多足驅動的旋轉超聲電機，包括外殼、安裝于所述外殼內的定子，以能夠轉動的方式穿過所述定子的轉子和安裝于所述外殼外的驅動電源；所述定子包括中空的多邊框形彈性體和多個壓電陶瓷片，所述多邊框形彈性體的每個外邊處均設置有兩個所述壓電陶瓷片，所述多邊框形彈性體的各內邊上分別延伸出用以與所述轉子接觸配合的驅動足，處于同一外邊上的兩所述壓電陶瓷片位于對應內邊的所述驅動足的兩側；其中，各所述壓電陶瓷片分為兩組，兩組所述壓電陶瓷片分別電性連接所述驅動電源的相應輸出端，同一外邊上的兩所述壓電陶瓷片分別位于不同的組內，且相鄰的兩所述壓電陶瓷片也分別位于不同的組內。

所述驅動電源具有兩路獨立的驅動信號，且所述驅動電源的相應輸出端為信號輸出端，兩所述驅動信號分別與兩所述信號輸出端一一對應電性連接，且兩所述驅動信號均為方波驅動信號或正弦驅動信號，兩所述驅動信號的相位差為π/2。

各所述壓電陶瓷片均沿厚度方向極化，各所述壓電陶瓷片的極化方式為d₃₁。

所述外殼包括殼體和安裝于所述殼體上的定子安裝座，所述殼體和所述定子安裝座安裝后的內部形成有一個安裝腔，所述多邊框形彈性體安裝于所述定子安裝座上，且所述多邊框形彈性體位于所述安裝腔內。

所述定子安裝座和所述殼體上分別安裝有軸承，兩所述軸承分設于所述多邊框形彈性體的兩側，所述轉子的兩端分別穿設于所述軸承內。

各所述驅動足均呈半圓柱體狀。

各所述壓電陶瓷片均為方形片。

采用上述結構后，本發明具有如下有益效果：本發明通過采用呈多邊框形的定子進行驅動，結構簡單，驅動控制方式簡單，且多邊框形彈性體的各外邊均貼設有兩片壓電陶瓷片，確保了旋轉超聲電機的輸出效率；同時，各部件構成的整體體積較小，更易于微小型化，且各部件的結構簡單、加工難度小，連接方便。

附圖說明

圖1為本發明中旋轉超聲電機的結構示意圖；

圖2為本發明中旋轉超聲電機的剖視圖；

圖3為本發明中定子和轉子的安裝示意圖(省略法蘭盤)；