[实用新型]双边驱动旋转型行波超声电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声电机，尤其涉及一种集定子固定与施加预压力为一体、转子轴直接输出的双边驱动旋转型行波超声电机。

背景技术

超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，激发弹性体在超声频段产生微幅振动，并通过定转子之间的摩擦获得转速和转矩。旋转型行波超声电机属于行波型超声电机的一种。具有低速大转矩、无电磁干扰、动作响应快、运行无噪声、断电自锁等显著特征。在现代社会中已应用于航空航天、光学、医疗和微机电系统领域。但是，现有的旋转型行波超声电机只有单边驱动，效率较低；且调节预压力的结构大多在机体内部，例如专利号20102021943910中，通过在输出轴轴肩和轴承之间放置一定数量的垫片来调整预压力的大小，但为了获得合适的预压力，需反复拆装调整垫片的数量，操作过程较为繁琐；另外，专利号201110329573.5中，采用两个定子、一个转子的结构，从内部结构看，可以克服目前基于单定子结构的旋转型行波超声电机定转子存在径向接触不均匀等问题，但其预压力的获得是通过外盖的凸起台压下腹板使之变形，由于内部结构的复杂性，力的传递不均匀，上下定子与转子间分别获得的预压力不可能相等，导致电机驱动时，上下结构不同步，长期使用转子易发生扭曲变形，降低输出效率，缩短电机的使用寿命。

因此，需要一种新的双边驱动旋转型行波超声电机。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双边驱动旋转型行波超声电机，该电机结构简单紧凑、输出转矩大、能够同时带动两个负载，简化了电机在调试预压力过程中的难度，提高了输出转矩和效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种双边驱动旋转型行波超声电机，包括定子轴、转子轴、机体外壳，所述定子轴包括上、下定子轴，上、下定子轴相对设置，上、下定子轴为变阶梯厚度，上、下定子轴外径为带有螺纹的空心轴，带有螺纹的空心轴端面设有水平设置的环形腹板，腹板外侧的环形凸缘处设有齿条，腹板内侧的环状凸缘处分别粘贴有上、下压电陶瓷片，上、下压电陶瓷片的引线通过机体外壳开出的矩形贯通孔引出；

所述机体外壳包括上、下机体外壳，所述上机体外壳的内壁与上定子轴的外壁螺纹连接，所述下机体外壳的内壁与下定子轴的外壁螺纹连接，上、下机体外壳通过螺栓相连接，上、下机体外壳之间设有垫片，可调节间隙大小；

所述转子轴包括转盘和输出轴，转盘设置在输出轴上，转盘上下端面分别粘贴有摩擦材料层，所述上下定子轴分别从上下压紧所述转盘两端面；输出轴下端穿过所述下定子轴并伸出下机体外壳外，输出轴上端穿过所述上定子轴并伸出上机体外壳外。

进一步地，所述输出轴上、下端分别通过上、下轴承定位，上、下轴承与对应的上、下机体外壳滑动配合，上、下机体外壳分别压紧对应的所述上、下轴承。

进一步地，所述输出轴为空心阶梯轴。

进一步地，所述转子轴的转盘与输出轴是一体加工的。

进一步地，所述上下定子轴上的齿顶靠在所述转盘对应端面，上下定子轴上的齿与对应的转盘端面平行接触。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型的双边驱动旋转型行波超声电机，包括两个定子轴、一个转子轴、机体外壳和轴承，定子轴外壁与机体外壳的内壁通过螺纹配合连接，内径边界条件为自由，采用转子轴直接输出动力，且能双边带动负载，效率大大提高，本装置集定子固定与施加预压力为一体，结构更加简单紧凑，易于装配及调整预压力的大小，节省空间，输出转矩大；

第二，所述两个定子轴为变阶梯厚度，外径处设计成带有螺纹的空心轴，上下分别与机体外壳的内壁螺纹连接固定，不必专门开设固定用的螺孔。所述两个定子轴分别从上下压紧转子转盘，定子内侧的环状凸缘处粘贴有压电陶瓷片，其引线通过机体外壳开出的矩形贯通孔引出；

第三，上下两个机体外壳通过螺栓连接固定，两外壳间放有一定数量的垫片来调整施加给定转子的预压力的大小，并且通过调整两者之间垫片的数量来获得满意的预压力，由于上下结构完全对称，上下定子与转子间获得的预压力相等，两边可有效实现同步驱动；

第四，所述转子轴是转盘与输出轴一体加工的，转盘上下端面分别粘贴有摩擦材料层，输出轴沿轴线空心设置，其两端分别通过轴承来定位，并且伸出机体外壳，用于带动负载，可实现双边驱动。

附图说明

图1为本实用新型双边驱动旋转型行波超声电机的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中转子轴的结构示意图；

图4为图1中定子轴的结构示意图；