[发明专利]一种惯性旋转压电马达

说明书

本发明涉及一种惯性旋转压电马达。包括底座、转子机构和预紧机构；底座包括四棱柱和悬臂状的安装管；转子机构包括转子、安装板、一对压电片和一对质量块，安装板中部的两侧面分别固定设有一对压电片，上部的两侧面分别固定设有一对质量块；预紧机构包括预紧轴、螺杆和弹簧；工作时，在一对压电片上施加相应频率的电信号，安装板开始摆动，由于柔性铰链的存在，安装板围绕柔性铰链产生微小偏转，在一对质量块的作用下，出现钳紧和松开的交替变换状态，在松开状态下所述惯性旋转压电马达整体旋转一个微小的角度θ；连续运动实现惯性旋转压电马达的单向旋转运动。本发明工作时的摩擦损害小、运动效率提高5%‑10%。

技术领域

本发明属于精密驱动与定位技术领域，具体来说，涉及一种惯性旋转压电马达。

背景技术

惯性冲击压电马达应用广泛，其具有结构简单、易小型化、易控制、定位精准的特点；传统惯性冲击压电马达一般采用压电叠堆驱动，但压电叠堆的变形量较小，抗拉能力差，不能够连接较大的质量块，且成本较高；惯性冲击压电马达分为不对称驱动信号式和不对称结构式，不对称驱动信号式惯性冲击压电马达采用锯齿波驱动，以获得动子或定子往返过程中加速度的不对称，但锯齿波驱动的惯性冲击压电马达无法工作在谐振状态下，所以现有的锯齿波驱动的惯性冲击压电马达的效率很低，只有3%左右；现有的一种不对称结构式惯性旋转马达，见图7，如图7中（a）所示因为夹持差Δx的存在，惯性冲击压电马达向不同方向摆动时的速度、加速度不同，如图7中（b）和图7中（c）所示惯性冲击压电马达向不同方向摆动的角度分别为θ1和θ2，θ1和θ2的差值即为图7中（d）中的旋转步距Δθ，惯性冲击压电马达向一个方向旋转运动，但惯性冲击压电马达通过角度差Δθ产生运动，所产生的有害摩擦大，惯性冲击压电马达运动效率低，且该惯性冲击压电马达不容易预紧。

发明内容

为了克服现有惯性冲击压电马达存在的摩擦损害大、运动效率低的问题，本发明提出一种惯性旋转压电马达。

一种惯性旋转压电马达包括底座1、转子机构和预紧机构；

所述底座1为四棱柱，底座1的上部开设有贯通对应两侧面的安装孔12，与安装孔12对应的底座1一侧面上固定连通着安装管14，安装管14的管孔为圆锥孔，且圆锥孔的小直径端对应着底座1上安装孔12，安装管14呈悬臂状，圆锥孔的大直径端为外端口；

所述转子机构包括转子3、安装板32、一对压电片4和一对质量块5；所述转子3为立方体，立方体上开设有贯通对应两侧面的通孔33；立方体顶面上开设有通槽34，通槽34和通孔33沿轴向贯通，使立方体一侧形成左固定块35，另一侧形成右固定块36，且左固定块35的顶部高于右固定块36的顶部；与通孔33轴向对应的立方体底面上开设凹槽，使左固定块35和右固定块36的底部形成柔性铰链31；所述安装板32的下部固定连接着与通槽34相邻的左固定块35的一侧面，一对压电片4固定设于安装板32中部的两侧面上；所述一对质量块5的形状质量相同，且分别固定设于安装板32上部的两侧面上；

所述预紧机构包括预紧轴2、螺杆6和弹簧7；预紧轴2为内螺纹空心阶梯轴，螺杆6通过螺纹配合连接位于预紧轴2内，螺杆6的两端位于预紧轴2的两端外部；预紧轴2的一侧为光轴21，另一侧为圆锥轴22，圆锥轴22的小直径端连接着光轴21；所述弹簧7套设在圆锥轴22的大直径端外部的螺杆6上；

所述预紧机构的预紧轴2的圆锥轴配合位于安装管14内，预紧轴2的另一侧配合位于底座1的安装孔12内；且螺杆6的杆端伸至安装孔12外，螺杆6的外伸端上配合设有螺母；拧动螺杆6时，通过弹簧7将力传递到预紧轴2表面，推动预紧轴2向螺母方向移动实现预紧的作用；

所述转子机构转子3通过通孔33套设于安装管14上；