[实用新型]一种基于表面织构的超声电机用增摩结构

说明书

本实用新型公开了一种基于表面织构的超声电机用增摩结构，包括摩擦材料基底，所述摩擦材料基底的材质为聚合物基复合材料，设置在超声电机的转子外端面，摩擦材料基底的表面设置有表面织构，表面织构的结构为微凸体或微凹坑的一种或两种，微凸体包括正六边形微凸体、方形微凸体、圆形微凸体，微凹坑包括正六边形微凹坑、方形微凹坑、圆形微凹坑。本实用新型在超声电机的摩擦材料进行表面织构，在干摩擦的条件下，表面织构的存在会增大摩擦系数，从而增大超声电机的输出力矩；表面织构形成的空隙能有效的捕获并容纳磨屑，减少了磨粒磨损和犁沟，提高了超声电机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及超声电机技术领域，特别涉及一种能够提高超声电机输出力矩并延长其使用寿命的超声电机用增摩结构。

背景技术

超声电机是20世纪80年代迅速发展并具有特殊应用的一种新型微特电机，其工作原理是利用压电材料的逆压电效应，激发弹性体(定子)在超声频段内的微幅振动，并依靠定子和转子之间的摩擦作用来驱动转子运动。由于超声电机通过摩擦界面传输动力，所以定、转子之间的摩擦特性就决定了电机的输出性能。由超声电机的运行特点决定，在一定的范围内，随着摩擦系数的增大，超声电机的输出力矩会增大。目前定、转子之间的摩擦材料一般为聚四氟乙烯基复合材料或聚酰亚胺基复合材料，摩擦系数较低，导致超声电机的输出力矩不足。超声电机摩擦副的磨损主要由磨粒磨损和疲劳磨损两种，磨损最终会导致摩擦界面破坏，电机寿命缩短甚至失效。如何降低磨损，提高超声电机寿命，也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于表面织构的超声电机用增摩结构，以解决现有技术中存在的超声电机输出力矩不足及使用寿命较短。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于表面织构的超声电机用增摩结构，包括摩擦材料基底，所述摩擦材料基底的材质为聚合物基复合材料，设置在超声电机的转子外端面，摩擦材料基底的表面设置有表面织构，表面织构的结构为微凸体或微凹坑的一种或两种，微凸体包括正六边形微凸体、方形微凸体、圆形微凸体，微凹坑包括正六边形微凹坑、方形微凹坑、圆形微凹坑。

所述摩擦材料基底的材质为聚四氟乙烯基、聚酰亚胺基、聚醚醚酮基、聚苯硫醚基或酚醛树脂基复合材料。优选的，所述摩擦材料基底的材质为石墨烯改性聚酰亚胺复合材料。

优选的，所述圆形微凸体、圆形微凹坑的半径为100～200μm。

优选的，所述方形微凸体、方形微凹坑的边长为100～200μm。

优选的，所述正六边形微凸体、正六边微凹坑的边长为100～200μm。

优选的，所述表面织构的面积密度为20～50％。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明在超声电机的摩擦材料进行表面织构，在干摩擦的条件下，表面织构的存在会增大摩擦系数，从而增大超声电机的输出力矩；

(2)表面织构形成的空隙能有效的捕获并容纳磨屑，减少了磨粒磨损和犁沟，提高了超声电机的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的未表面织构的超声电机摩擦材料的示意图；

图2为本发明的基于表面织构的超声电机用增摩结构的示意图，其中，表面织构的形状为圆形微凸体；

图3为图2中A部分的局部放大图；

图中，1-摩擦材料基底，2-表面织构，3-转子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，现有技术的超声电机所采用的摩擦材料的表面为光滑的。