[實用新型]徑彎復合型片狀超聲電機及四軸微型飛行器

有效

• 申請號: 201920254277.5
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN211711064U
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 楊穎;皮奧沃爾·瓦斯而耶夫;于文祥;謝爾蓋·鮑羅廷;王一平;達柳斯·馬澤卡;邱建敏
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C27/10;B64C27/14;H02N2/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

1.徑彎復合型片狀超聲電機，所述徑彎復合型片狀超聲電機應用于四軸微型飛行器，其特征在于：包括定子(1)、壓電陶瓷(2)、轉子(3)、內旋轉軸(4)、軸承(5)、外旋轉軸(6)、彈簧(7)、大固定軸套(8)、小固定軸套(9)；其中，

所述定子(1)在外，轉子(3)在內，所述轉子(3)分上、下兩部分分別位于定子的上、下兩側；所述定子(1)中設有孔，內旋轉軸(4)貫穿所述孔，在所述定子(1)的一側，所述轉子(3)的上半部分、彈簧(7)、大固定軸套(8)、外旋轉軸(6)、軸承(5)自下而上依次套裝在內旋轉軸(4)上，其中所述軸承(5)安裝在外旋轉軸(6)的內部，所述外旋轉軸(6)通過軸承(5)與內旋轉軸(4)接觸，不跟隨內旋轉軸(4)一起轉動；

在所述定子(1)的另一側，轉子(3)的下半部分、彈簧(7)和小固定軸套(9)自上而下套裝在所述內旋轉軸(4)上，通過調節大固定軸套(8)和小固定軸套(9)在內旋轉軸(4)上的位移來調節彈簧的預壓力，進而控制轉子(3)上、下部分與定子(1)之間的壓力大小。

2.根據權利要求1所述的徑彎復合型片狀超聲電機，其特征在于：所述彈簧(7)分上下兩部分，上部分彈簧一端接觸到轉子上半部分的頂面，另一端接觸所述大固定軸套(8)的底面，所述大固定軸套(8)的頂面連接外旋轉軸(6)，當轉子(3)的上半部分轉動時，通過彈簧帶動大固定軸套(8)旋轉，進而帶動外旋轉軸(6)旋轉；

下部分彈簧一端接觸到轉子下半部分的底面，另一端接觸所述小固定軸套(9)的頂面，所述內旋轉軸(4)通過下部分彈簧以及小固定軸套(9)與轉子(3)的下半部分相連接，當轉子(3)的下半部分轉動時，通過彈簧帶動小固定軸套(9)旋轉；

內、外旋轉軸通過軸承(5)實現完全獨立的旋轉，互不干擾，同時軸承(5)保持在內、外旋轉軸豎直方向上的穩定性。

3.根據權利要求1所述的徑彎復合型片狀超聲電機，其特征在于：所述定子(1)內部含有空心凸圓柱，定子(1)內部設有梁式波導結構以及與其內徑相連接的圓環形金屬片；所述定子(1)的上表面和下表面均有凸出的空心圓柱與轉子(3)上下部的下、上部分相接觸，兩者之間的預壓力則通過彈簧(7)進行調節。

4.根據權利要求3所述的徑彎復合型片狀超聲電機，其特征在于，所述定子(1)內部設有的梁式波導結構中心對稱，梁的具體形狀為直梁或者變截面梁。

5.根據權利要求3所述的徑彎復合型片狀超聲電機，其特征在于，所述定子(1)的上表面或下表面貼有單片壓電陶瓷(2)，壓電陶瓷(2)的內徑與定子(1)的內徑相同，極化方向沿厚度方向，對壓電陶瓷(2)施加任意正弦或余弦電信號，激勵出定子(1)的一階徑向振動和面外三階彎振。

6.根據權利要求3所述的徑彎復合型片狀超聲電機，其特征在于，內、外旋轉軸所用旋翼(10)分別采用正槳和反槳，具體尺寸和材料根據實際情況而定，在保證強度和剛度的前提下越輕越好；所述轉子(3)的上、下部分是對稱的半球形或錐形。

7.四軸微型飛行器，其特征在于，所述飛行器包括四個如權利要求1所述的徑彎復合型片狀超聲電機，所述徑彎復合型片狀超聲電機分別固定在環形基座(11)上，所述環形基座(11)之間則通過中間的X梁(12)相連接；X梁提供的空間可以用于布置導線以及安放電源和控制系統。

8.根據權利要求7所述的四軸微型飛行器，其特征在于：當四軸微型飛行器在工作狀態時，位于X梁同一條線上的兩臺超聲電機的對應旋翼旋轉方向相同，另一條線上的兩臺超聲電機的對應旋翼的旋轉方向相同，X梁不同線上的超聲電機對應的旋翼旋轉方向相反。

9.根據權利要求7所述的四軸微型飛行器，其特征在于：當四軸微型飛行器在工作狀態時，通過改變四臺超聲電機所加電壓的大小，進而改變轉軸的轉速即可實現該飛行器的升降、俯仰、翻滾、偏航功能。