[发明专利]一种旋转压电马达

说明书

本发明公开了一种旋转压电马达，属于精密驱动与定位技术领域，包括双定子、动子、预紧机构、轴承座、定子座和底座。双定子由金属十字梁、压电陶瓷构成主体部分，内定子产生旋转振动，外定子产生轴向振动，双定子粘接到一起。双定子的振动叠加产生内定子环面质点的椭圆运动，通过摩擦驱动动子轴进行单向的旋转运动。旋转压电马达工作频率较低，在1000Hz左右，对于匹配电路的要求较低；定位精度高，步进角可达0.01度。本发明结构简单，装配方便，且由于是整个环面接触，负载能力大。

技术领域

本发明属于精密驱动与定位技术领域，具体的说，它涉及一种旋转压电马达。

背景技术

近年来，压电马达由于其体积小，功率密度大，响应快，无电磁干扰等优点广泛应用于精密驱动与定位、生物技术、医疗设备、航天科技等领域。压电马达根据原理可分为超声电机和准静态马达，其中超声电机包括行波马达和驻波马达，行波马达利用多个振子在定子表面形成行波，使其表面质点形成椭圆运动，从而带动动子运动；驻波马达利用模态兼并或者直接利用单一模态使驱动足上的质点形成椭圆运动或斜线运动从而驱动动子运动。准静态马达包括惯性冲击式马达和尺蠖马达，惯性冲击式马达采用锯齿波驱动使往返行程的定子加速度不同，从而导致动子的“粘滑运动”，从宏观上看动子作单向运动。尺蠖马达利用仿生学原理，根据尺蠖的爬行方式，采用三对致动器相互配合的方式完成单向步距。

由于超声电机工作在超声频段内，需要配备专用的高频电源，而大多数情况下高频电源比超声电机本体的体积大的多，且成本更高，这使得超声电机的工作范围受到了限制。准静态马达由于其超高的位移精度被广泛应用于精密驱动与定位领域，但其工作在非谐振状态下，工作效率较低，运行速度慢。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种旋转压电马达。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种旋转压电马达，包括双定子、动子、预紧机构、轴承座、定子座和底座；双定子由内定子和外定子粘接而成，内定子和外定子均设有压电片；双定子的外柱面与定子座间隙配合，双定子粘接于定子座上；动子通过动子轴和轴承安装在轴承座上，动子轴向上一侧的环面与内定子轴向上一侧的环面接触；预紧机构将轴承座和定子座联结；轴承座和定子座均设置在底座上，并且可以在底座上滑移；内定子中的压电片和外定子中的压电片均用于输入频率为1130Hz的谐波；内定子用于根据谐波的激发做旋转摆动以及沿外定子的中心做轴向运动；动子用于随内定子的运动做相应的单向转动。

作为优化方案，内定子包括外环和十字梁；十字梁的四个梁的两侧均贴有第一压电片，中心设有一突出的小方轴；外定子为圆桶状，桶底部对称设有四个六边形镂空孔为频率调整孔，四个六边形镂空孔在桶底形成十字形梁，十字形梁的四个梁的两侧均贴有第二压电片；外定子桶底的中心设有一突出的大方轴；大方轴的中心设有方孔，内定子和外定子之间通过小方轴与方孔的间隙配合粘接在一起。

作为优化方案，动子为一圆盘，圆盘的一侧内凹形成一环面，动子的环面与内定子的环面接触；圆盘的中心设有第一通孔，动子轴与第一通孔配合固定。

作为优化方案，预紧机构包括预紧螺杆以及设置在预紧螺杆两端的两个预紧螺母和两个预紧弹簧；轴承座上设有第二通孔，定子座上设有第三通孔，第二通孔和第三通孔同轴；预紧螺杆分别穿过第二通孔和第三通孔；一组预紧螺母和预紧弹簧与轴承座配合，另一组预紧螺母和预紧弹簧与定子座配合；预紧机构通过两个预紧螺母的旋转调节预紧力。

作为优化方案，底座上方设有燕尾槽；轴承座底部设有第一燕尾座，定子座的底部设有第二燕尾座；燕尾槽与轴承座底部的第一燕尾座和定子座底部的第二燕尾座间隙配合，使得轴承座和定子座可以在底座上滑移。