[发明专利]一种惯性式压电超声电机

说明书

本发明一种惯性式压电超声电机，主要包括被移动工件、顶丝、定子和动子，所述被移动工件通过顶丝安装在驱动主体上，所述定子设在动子下方，所述顶丝与驱动主体接触，并向驱动主体施加竖直方向压力；所述动子包括驱动主体、驱动足和压电陶瓷，所述驱动足和压电陶瓷成对设置，所述驱动主体两侧加工有薄壁，所述驱动足设在薄壁内侧，所述压电陶瓷设在驱动足内侧并与其接触，所述驱动主体通过薄壁变相向驱动足与压电陶瓷施加水平预压力，所述驱动足与定子接触并存在竖直方向预压力。本发明能够调节定子与动子间正压力的结构方式，同时简化结构，增大负责能力。

技术领域

本发明涉及超声电机领域，具体而言涉及一种定子与动子间预压力可调、结构简单负载能力大的惯性超声电机。

背景技术

随着以机器人为代表机械装置的迅速发展，精密机械不断向高精度，高响应速度方向发展。传统的直线电机主要由线圈驱动，这种方式存在着许多不足，如体积大、机构复杂、精度不高、响应速度低等，不能适应现代精密机械的需求。

近年来，压电材料以其响应速度快、输出力大、线性度好、不受电磁干扰等优点，得到了国内外广泛的研究和应用。利用压电材料特性制作超声波直线电机更是早有研究，但是，目前研究制作的压电直线超声波电机多采用贴装多个压电陶瓷片，为其通电后获得需要的相应振动，再将这一振动以各自的方式为电机的直线位移提供输出力，从而实现了压电超声波电机的直线运动。这些研究发挥了压电陶瓷的优点，克服了线圈式直线电机体积大、易受电磁干扰、响应慢等缺点。但是，这种压电直线电机在输出力、位移量、和结构上都存在一定的局限性，需做进一步的研究开发。

现有申请号为CN201210584752.8的技术方案利用定子轴的不等速原理实现动子的运动。方案采用横向变形原件的水平变形量通过加持机构将转换为竖直方向变形，所述加持机构与移动轴相连，使得所述移动轴获得竖直方向短距离往复移动，利用惯性力原理，使得动子获得竖直方向连续运动。

该方案的缺点：1.动子与定子间预压力无法有效调整。惯性式超声电机利用惯性力客服摩擦力做功的形式以实现定子的不等速运动，由于动子与定子间预压力无法有效调节，导致无法有效调节期间摩擦力；

2.负载能力有限。由于无法有效控制摩擦力，使得动子带动负载的能力受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种惯性式压电超声电机，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种惯性式压电超声电机，主要包括被移动工件、顶丝、定子和动子，所述被移动工件通过顶丝安装在驱动主体上，所述定子设在动子下方，所述顶丝与驱动主体接触，并向驱动主体施加竖直方向压力；

所述动子包括驱动主体、驱动足和压电陶瓷，所述驱动足和压电陶瓷成对设置，所述驱动主体两侧加工有薄壁，所述驱动足设在薄壁内侧，所述压电陶瓷设在驱动足内侧并与其接触，所述驱动主体通过薄壁变相向驱动足与压电陶瓷施加水平预压力，所述驱动足与定子接触并存在竖直方向预压力；

所述压电陶瓷与相应的激励电源连接。上述压电陶瓷由于尺寸过小，为单体结构，直接烧结而成。

优选的，所述驱动主体的截面呈“E”形，所述驱动主体内部开有狭缝槽，所述狭缝槽上表面直接与顶丝接触，所述顶丝施加的压力使其发生变形，将压力向下传导。

优选的，所述薄壁内侧设有凸起，所述凸起呈半圆形状，并与薄壁一体成型，所述凸起的顶点与驱动足接触。

优选的，所述薄壁与驱动主体呈一定夹角，所述夹角为90°-115°。

优选的，所述驱动主体上部端面设有开孔，所述开孔与狭缝槽连通。

优选的，所述被移动工件上开有螺纹孔，所述螺纹孔与顶丝装配，并通过顶丝调节动子与定子之间的正压力。