[發明專利]一種基于縱振模態的微小型超聲電機及其驅動方法

在審

• 申請號: 202110617842.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113517825A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃虎;李軒;徐智
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/06
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

1.一種基于縱振模態的微小型超聲電機，其特征在于：由底座(1)、定子(2)、動子(3)組成；所述的定子(2)固定連接在底座(1)上，所述的動子(3)以自適應預緊的方式夾持在定子(2)中的彈性體(2-3)上。

2.根據權利要求1所述的一種基于縱振模態的微小型超聲電機，其特征在于：所述的定子(2)由壓電片a(2-1-1)、壓電片b(2-1-2)、壓電片c(2-2-1)、壓電片d(2-2-2)組成；所述的壓電片a(2-1-1)和壓電片b(2-1-2)分別粘貼在彈性體(2-3)的縱振部位a(2-3-2)的上下表面；所述的壓電片c(2-2-1)和壓電片d(2-2-2)分別粘貼在彈性體(2-3)的縱振部位b(2-3-3)的上下表面。

3.根據權利要求1所述的一種基于縱振模態的微小型超聲電機，其特征在于：所述的彈性體(2-3)由固定端(2-3-1)、縱振部位a(2-3-2)、縱振部位b(2-3-3)和傳動桿(2-3-4)組成。

4.根據權利要求1所述的一種基于縱振模態的微小型超聲電機，其特征在于：所述的動子(3)由開口(3-1)、圓環臂(3-2)、直梁(3-3)和中空體(3-4)組成。

5.一種基于縱振模態的微小型超聲電機的驅動方法，其特征在于：包括以下步驟：

a)給定子(2)的壓電片a(2-1-1)和壓電片b(2-1-2)施加U＝Asin(4πft+φ1)的正弦電信號，激發縱振部位a(2-3-2)的縱振模態，產生沿x向的正弦機械振動；同時給壓電片c(2-2-1)和壓電片d(2-2-2)施加U＝Bsin(2πft+φ2)的正弦電信號，激發縱振部位b(2-3-3)的縱振模態，產生沿x向的正弦機械振動；縱振部位a(2-3-2)和縱振部位b(2-3-3)的機械振動進行耦合，使得傳動桿(2-3-4)上產生沿x軸的類鋸齒波機械振動，傳動桿(2-3-4)將以粘滑驅動原理驅動動子(3)產生沿x軸的直線步進運動；

b)通過控制壓電片a(2-1-1)、壓電片b(2-1-2)和壓電片c(2-2-1)、壓電片d(2-2-2)的激勵信號的幅值A、B和相位φ1、φ2，可以實現運動速度以及運動正反向的調節。