[實用新型]一種高轉(zhuǎn)矩密度超聲電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020498538.0
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN211859985U
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳疆;陳力;牛建業(yè);饒鈺涵;烏昵日
• 申請（專利權(quán)）人: 吳疆
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12;H02N2/14
• 代理公司: 常州品益專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32401
• 代理人: 侯慧娜

本實用新型屬于超聲電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高轉(zhuǎn)矩密度超聲電機。本實用新型包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于：定子包括定子振動體、粘貼在定子振動體底部的硬質(zhì)陶瓷片、粘貼在硬質(zhì)陶瓷片底部的壓電陶瓷片；硬質(zhì)陶瓷片為氧化鋁陶瓷片或碳化硅陶瓷片或氮化鋁陶瓷片；定子振動體采用聚醚醚酮、聚醚砜、碳纖維增強型聚苯硫醚及碳纖維增強型聚醚醚酮中的一種材料或多種材料的混合。本實用新型利用在定子振動體與壓電陶瓷片之間設(shè)置硬質(zhì)陶瓷片，實現(xiàn)超聲電機定子振動體產(chǎn)生的驅(qū)動力的提高，利用硬質(zhì)陶瓷片厚度小、重量低的特點，在提高定子振動體驅(qū)動力的同時，重量并沒有明顯增加。從而提高電機的轉(zhuǎn)矩密度和輸出功率密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于超聲電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高轉(zhuǎn)矩密度超聲電機。

背景技術(shù)

超聲電機是利用壓電陶瓷超聲頻率的振動實現(xiàn)驅(qū)動的新型電機。與傳統(tǒng)電磁電機相比，超聲電機具備結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計靈活、響應(yīng)快、斷電自鎖、不受電磁干擾等性能優(yōu)勢。另外，超聲電機的轉(zhuǎn)速低，無需齒輪機構(gòu)調(diào)節(jié)速比，易于與機電系統(tǒng)集成。目前，超聲電機應(yīng)用于光學(xué)調(diào)焦設(shè)備、機器人、航空航天、微型機械等領(lǐng)域。可以說，超聲電機技術(shù)是處于當(dāng)今世界高新技術(shù)之一。在實際應(yīng)用中，人們總希望使用的超聲電機體積小、重量輕、效率高、價格便宜等。特別是用于航空航天、潛艇、電動汽車等特殊場合的超聲電機，由于空間的限制，希望使用的超聲電機體積更小、重量更輕、效率更高，也就是要求電動機有較高的轉(zhuǎn)矩密度或功率密度。

目前，為提高超聲電機的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，通過將一種低機械損耗的功能性樹脂材料聚苯硫醚粘貼在壓電陶瓷表面，制作成具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)定子的超聲電機。聚苯硫醚樹脂的低密度導(dǎo)致超聲電機的低重量，使超聲電機的轉(zhuǎn)矩密度或功率密度有所提高，但聚苯硫醚樹脂低彈性模量導(dǎo)致振動體剛度不足，因此該電機的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度還不能達到更高的要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的因聚苯硫醚樹脂低彈性模量導(dǎo)致振動體剛度不足，使超聲電機的轉(zhuǎn)矩密度或功率密度達不到更高要求的缺陷，提供了一種高轉(zhuǎn)矩密度超聲電機。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高轉(zhuǎn)矩密度超聲電機包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述定子包括定子振動體、粘貼在所述定子振動體底部的硬質(zhì)陶瓷片、粘貼在所述硬質(zhì)陶瓷片底部的壓電陶瓷片；所述硬質(zhì)陶瓷片為氧化鋁陶瓷片或碳化硅陶瓷片或氮化鋁陶瓷片；所述定子振動體采用聚醚醚酮、聚醚砜、碳纖維增強型聚苯硫醚及碳纖維增強型聚醚醚酮中的一種材料或多種材料的混合。

進一步地，還包括基座和主軸；所述主軸一端固定在所述基座上，另一端設(shè)置有緊定螺母；所述定子振動體套設(shè)在所述主軸上且通過螺母與所述主軸固定連接；所述轉(zhuǎn)子通過軸承與所述主軸轉(zhuǎn)動連接；所述緊定螺母與所述所述軸承之間的所述主軸上套設(shè)有彈簧。

進一步地，所述定子振動體包括固定圓盤和設(shè)置在固定圓盤外圍的對接振動體；所述對接振動體上均勻設(shè)置有多個凹槽，所述凹槽的延伸方向與所述主軸的軸向平行。

進一步地，所述對接振動體的未開槽部分厚度為所述定子厚度的1/4；所述固定圓盤的厚度小于所述定子厚度的1/10。

進一步地，所述轉(zhuǎn)子為外邊沿設(shè)置有凸緣的圓盤，所述凸緣與所述對接振動體外邊沿接觸。

進一步地，所述硬質(zhì)陶瓷片和壓電陶瓷片均為圓環(huán)型；所述硬質(zhì)陶瓷片、壓電陶瓷片及定子振動體的外徑相同，且通過環(huán)氧樹脂粘貼固定。

進一步地，所述硬質(zhì)陶瓷片的厚度為所述定子厚度的1/8，所述硬質(zhì)陶瓷片的內(nèi)徑為外徑的2/3。

進一步地，所述螺母與所述固定圓盤之間安裝有墊片。

進一步地，所述主軸與所述基座通過螺紋固定連接。