[發明專利]一種雙轉子旋轉壓電電機

在審

• 申請號: 202010612532.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111669071A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 陳肇麟
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種雙轉子旋轉壓電電機，屬于壓電作動器領域，所述電機通過控制柔性梁產生不同的變形方式來驅動轉子進行旋轉運動，實現了分別對電機兩轉子速度與輸出力矩的獨立控制。本發明通過在帶有驅動足的柔性梁表面粘貼壓電陶瓷來構成壓電定子，分別對多片壓電陶瓷施加不同相位與頻率的交流電壓，利用壓電陶瓷的逆壓電效應激發定子產生不同的變形，從而使柔性梁表面的驅動足端部產生橢圓運動軌跡來驅動共軸的兩轉子進行旋轉運動，將四組定子均布安裝于基座上，利用四組定子驅動方式的不同實現對兩轉子轉速和輸出力矩的獨立控制。

技術領域

本發明屬于壓電作動器領域，尤其涉及一種雙轉子旋轉壓電電機。

背景技術

旋轉型壓電電機作為一種新型電機，在轎車電器、辦公自動化設備、精密儀器儀表、計算機、工業控制系統、航空航天、智能機器人等領域都有著廣泛的應用前景。根據壓電電機的研究成果，目前國外已經成功應用于照相機的自動焦距裝置、傳送裝置、自動升降裝置、精密繪圖儀、微機械驅動器等領域，與此同時，在某些領域，對于雙轉子輸出的壓電電機的需求也日益增加。目前的旋轉型壓電電機大多采用在剛性定子表面粘貼壓電陶瓷來激發定子的固有振動模態，從而驅動轉子進行轉動，基于該方法設計的壓電定子難以實現對雙轉子的驅動，或者即使實現了對雙轉子的驅動，但卻無法實現對兩轉子轉速與力矩的單獨控制，從而大大影響了旋轉型壓電電機的應用范圍，因此，對于能夠實現雙轉子單獨可控的旋轉型壓電電機的需求顯得尤為迫切。

發明內容

本發明提供了一種雙轉子旋轉壓電電機，所述電機通過控制柔性梁產生不同的變形方式來驅動轉子進行旋轉運動，實現了分別對電機兩轉子速度與輸出力矩的獨立控制。

為實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種雙轉子旋轉壓電電機，所述壓電電機為柔性梁驅動的雙轉子旋轉壓電電機，包括：基座部、定子部和轉動部；基座部為對稱結構，各定子部呈中心對稱分別安裝于基座部側邊，兩個轉動部對稱安裝于基座部兩面。

以上所述結構中，所述的基座部包括基座3，基座3為方形結構，基座3四側邊分別設置四個方形定子安裝槽301，每個定子安裝槽301內側一端設置滑道302，每個滑道302的外端設置彈性塞安裝面303，每個彈性塞安裝面303上對稱設置兩個螺紋孔304，每個定子安裝槽301內側滑道302對面一端對稱設置兩個鉸支端旋轉軸安裝孔305，基座3兩面的中心位置分別設置凸臺306。

所述定子部共四組且分別安裝于基座3的四個定子安裝槽301內，每組定子部包括兩個旋轉軸4、四片壓電陶瓷片6、定子座8、滑塊10、墊片11、彈性塞12，定子座8為一兩端薄中部厚的對稱柔性梁結構，定子座8中間位置兩面分別設置驅動足802，定子座8上每個驅動足802兩側為壓電陶瓷片安裝面801，四片壓電陶瓷片6分別安裝于壓電陶瓷片安裝面801上；滑塊10為一“凹”形方塊結構，其凹面內設置有滑動端轉軸安裝孔1001，滑塊10凹面向內安裝于基座3的滑道302內；旋轉軸4側面設置有卡槽401，旋轉軸4的中心設置安裝軸402，定子座8的兩端分別安裝于兩個旋轉軸4的卡槽401內，一個安裝軸402安裝于基座3上的鉸支端旋轉軸安裝孔305內，另一個安裝軸安裝于滑塊10上的滑動端轉軸安裝孔1001內；彈性塞12為一“T”形結構，其端面上設置有安裝孔1202，其凸面端部由彈性材料1201構成，彈性塞12上的安裝孔1202與基座3上的螺紋孔304連接，彈性塞12與基座3之間安裝有墊片11。