[发明专利]基于四音叉式压电振子驱动的旋转超声电机及工作模态

摘要

本发明公开了一种基于四音叉式压电振子驱动的旋转超声电机及其工作模态，其定子组件安装于转动组件与支座组件之间；利用定子组件特定的两相工作模态驱动，其中，面外反对称弯振模态用于实现转动组件与定子组件之间的接触与脱离，面内反对称弯振模态则分别实现驱动转动组件的转子形成绕转轴的旋转运动。本发明使电机能输出精密旋转运动，并使电机具有快速响应特性；能输出较大转动力矩，使电机具有大的动力密度，能够广泛应用于精密旋转驱动、小形和微形伺服执行机构的驱动。

主权项

1.基于四音叉式压电振子驱动的旋转超声电机，包括定子组件、转动组件和支座组件，其特征在于，所述定子组件安装于所述转动组件与所述支座组件之间；所述定子组件包括四组呈十字形连接的音叉结构板，音叉结构板由两根并列的音叉杆构成，且呈十字形连接的中心处设置有轴孔，音叉结构板的根部设置有定位孔；音叉杆呈矩形，其内部设置有改善定子模态的通孔，且音叉杆端部的正反面均设置有凸起的驱动足；音叉杆的四周表面均粘贴有压电陶瓷激励组件，压电陶瓷激励组件由面外弯振激励陶瓷和面内弯振激励陶瓷构成，音叉杆的正反平面均粘贴有面外弯振激励陶瓷，音叉杆的左右侧面粘贴有面内弯振激励陶瓷；驱动足顶面涂覆有聚偏氟乙烯基材料；所述转动组件包括转子、压环和预紧压板，转子的一面设置有环槽，该环槽与压环相对应匹配，预紧压板与转子的环槽之间安装有压环；转子的中心设置有键槽，转轴的一端由端头向内依次装有第一轴承、调整垫片和端盖，端盖安装于预紧压板中心孔内，转轴的另一端与键槽连接；轴端盖与第一轴承之间设置有两片调整垫片；所述支座组件包括端盖和底板，底板的中间有凸台，凸台的中间设置轴孔，轴孔内安装有第二轴承，凸台上设有螺纹孔，凸台上面装有垫片，底板的四角安装有支座固定螺钉，底板通过螺栓与端盖连接，端盖内的中心设置有轴承座，轴承座内装有轴承；所述定子固定螺钉穿过定位孔与凸台上的螺纹孔固定连接，驱动足的顶面与转动组件的转子底面连接。