[發明專利]一種具有軸向預加載的超聲電機

有效

• 申請號: 202011185041.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112290828B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 李沖;史水娥;武志燕
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12
• 代理公司: 徐州創榮知識產權代理事務所(普通合伙) 32353
• 代理人: 陳俊杰

1.一種具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

該電機包括轉子、定子、軸和掛鉤彈簧；

所述轉子為中空錐形結構；

所述定子為中空圓筒結構；

所述軸貫穿在轉子和定子中空部位，用于將轉子和定子固定；

其中，所述轉子包括第一轉子基體、壓電致動器、第二轉子基體和摩擦材料；所述第一轉子基體窄于第二轉子基體；

所述壓電致動器位于第一轉子基體和第二轉子基體之間；

所述摩擦材料位于第一轉子基體的底部；

所述轉子設有兩個，并以其第一轉子基體端對稱分布在定子的上、下兩側；

所述轉子和軸之間為過盈配合；

所述第二轉子基體與軸的兩端對稱的設有開槽，所述掛鉤彈簧的兩端分別插入第二轉子基體和軸上的開槽；

所述壓電致動器為多層堆疊式壓電陶瓷，位于整個轉子結構的中位線以上區域；

所述多層堆疊式壓電陶瓷為偶數層，至少包含6層；其中，在上半層和下半層的壓電陶瓷中，相鄰兩層壓電陶瓷的極化方向相反，上半層和下半層相鄰的壓電陶瓷極化方向相同；

在采用多層堆疊 陶瓷施加預壓力時，能夠采用中間開孔的矩形、錐形或者環形壓電陶瓷堆疊 ；

所述軸的兩端，在保持高度方向一致的前提下等間距設有多對開槽，用以調整初始施加在定子上的預壓力，所述第二轉子基體上設置的開槽與軸上的開槽相對應，以便插入掛鉤彈簧；

所述軸與第二轉子基體開槽數設置為6個，槽與槽直接間隔60°。

2.根據權利要求1所述的具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

所述摩擦材料、第一轉子基體、多層堆疊式壓電陶瓷和第二轉子基體通過環氧樹脂膠粘貼，所述摩擦材料為聚四氟乙烯。

3.根據權利要求2所述的具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

所述超聲電機工作時，在所述多層堆疊 式壓電陶瓷上施加低頻交流電壓，使產生施加在定子上的預壓力。

4.根據權利要求3所述的具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

所述施加在多層堆疊 式壓電陶瓷上的電壓的幅值應當遠遠小于超聲電機正常工作所需的激勵電壓值，用以減小對電機正常工作帶來的干擾。

5.根據權利要求4所述具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

所述施加在多層堆疊 式壓電陶瓷上的交變電壓的頻率在1～50Hz之間，并設定施加在多層堆疊 式壓電陶瓷上的交變電壓的幅值在10～50V之間。

6.根據權利要求5所述的一種具有軸向預加載的超聲電機，其特征在于：

所述多層堆疊式壓電陶瓷可以替換為磁致伸縮材料或者磁鐵。