[发明专利]多振子旋转型压电电机有效
| 申请号： | 201210022714.3 | 申请日： | 2012-02-02 |
| 公开（公告）号： | CN102651623A | 公开（公告）日： | 2012-08-29 |
| 发明（设计）人： | 吕琼莹;焦海坤;曹国华 | 申请（专利权）人： | 长春理工大学 |
| 主分类号： | H02N2/10 | 分类号： | H02N2/10 |
| 代理公司： | 长春科宇专利代理有限责任公司 22001 | 代理人： | 马守忠 |
| 地址： | 130022 *** | 国省代码： | 吉林;22 |
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| 摘要： | 本发明提供一种多振子旋转型压电电机，包括上端盖(3)、下端盖(17)、散热机壳(15)、传动轴(1)、1个以上的压电动力单元；电机功率、转矩会随着所述的压电动力单元数量增加而增加；采用了偶数个振子的压电驱动器，每个矩形压电驱动器均有4片矩形的压电陶瓷片，结构新颖。预紧单元是独特的，保证矩形压电驱动器受到的压力平均。采用压电振子频率跟踪技术，实现了多振子模糊同步，确保每个压电振子都处在其谐振频率上。传动轴和转子分别开四个对称的花键槽进行连接，满足转子和驱动轴之间的传动精度，又保证转子和驱动轴的垂直度。本发明提供一种大功率压电电机。压电动力单元为2个时电机功率为33.6W，扭矩为3.5N.m。 | ||
| 搜索关键词： | 多振子 旋转 压电 电机 | ||
【主权项】：
一种多振子旋转型压电电机，其特征在于，其包括上端盖(3)、下端盖(17)、散热机壳(15)、传动轴(1)、1个以上的压电动力单元；上端盖(3)、下端盖(17)分别与散热机壳(15)连接，传动轴(1)上端穿过上轴承(2)与上端盖(3)连接，传动轴(1)下端置于轴承(16)中与下端盖(17)连接；所述的压电动力单元是由1个定子单元、1个转子单元、1个预紧单元和频率跟踪器组装成的；所述的压电动力单元均轴向顺次安装在传动轴(1)上，再置于散热机壳(15)内；压电动力单元通过转子(6)带动传动轴(1)旋转；①每个定子单元包括底座(12)、驱动头(5)、回字形振子安装片(9)、矩形压电驱动器(8)；②底座(12)为中空的圆柱体；圆柱体内壁中有一个圆环形凸台(1207)，圆环形凸台(1207)内部为通孔(1206)，圆环形凸台(1207)下部为下空腔(1204)，圆环形凸台(1207)的下表面均布4个安装电路板用的有内螺纹孔的圆柱(1203)；底座(12)的圆柱体外壁上均布多个凸台(1201)，每个凸台(1201)的上下端面均有用于固定回字形振子安装片(9)的2个螺纹孔(1202)；相邻两个凸台(1201)之间形成一个矩形凹槽(1208)，每个凹槽(1208)内均放置一个矩形压电驱动器(8)；③回字形振子安装片(9)的中心矩形孔(903)的两端各有一个固定圆孔(901)，矩形孔(903)的外围有两个对称的横置的U字型贯通槽(902)，两个横置的U字型贯通槽(902)之间分别形成2个对称的连接桥(904)；④矩形压电驱动器(8)包括一个横截面为王字型框(801)和4个沿厚度方向极化的矩形的压电陶瓷片(A、B、C、D)，矩形的压电陶瓷片(A、B、C、D)顺时针粘接于王字型框(801)内；矩形压电驱动器(8)的数量为2k，k为1以上的自然数；斜对角的两块压电陶瓷片(A、C)正面连接后为第一电极；斜对角的两块压电陶瓷片(B、D)正面连接后为第二电极；4块矩形的压电陶瓷片(A、B、C、D)背面全部镀银电极为第三电极，第三电极接地，为第一电极和第二电极的共地电极；王字型框(801)为弹性材料；压电驱动单元(8)的王字型框(801)置于底座(12)的凹槽(1208)内，2个回字形振子安装片(9)通 过矩形孔(903)分别套在王字型框(801)两个端部并且把两者粘接成一体，再用螺钉分别通过固定圆孔(901)和固定孔(1202)把回字形振子安装片(9)与底座(12)连接；⑤每个驱动头(5)均是一个截面为等腰三角形的棱柱，等腰三角形的底面分别与矩形压电驱动器(8)的王字型框(801)表面粘接固定，等腰三角形顶角端均与粘接在转子(6)上的圆环状的摩擦条(7)的表面接触；高频交变电信号要使每个压电动力单元的矩形压电驱动器(8)均分别绕两个连接桥(904)微震动，所有的驱动头(5)就同时驱动每个圆环状的摩擦条(7)按相同的方向转动进而使转子(6)也同向转动；⑥圆形的上端盖(3)的下面是一个圆形凸台(304)，圆形凸台(304)的直径小于上端盖(3)的上端面(303)的直径，圆形凸台(304)的中央也有一个中心有内置轴承(2)的圆孔(305)的圆形凸台，圆形的上端盖(3)的中央的孔(302)与圆孔(305)贯通，通过螺栓把轴承(2)与圆形盖板连接；传动轴(1)的第一轴段(101)穿过轴承(2)及圆形的上端盖(3)中央通孔(302)，传动轴(1)可以在轴承(2)中转动；⑦圆形的下端盖(17)与上端盖(3)的形状相同，只是圆形的下端盖(17)的凸台的安装轴承的孔是盲孔，传动轴(1)的第七轴段(108)末端就安装在该盲孔轴承中；⑧散热机壳(15)的壳体(1506)外侧有多个固定座肋板(1502)，固定座肋板(1502)间有散热条(1503)；散热机壳(15)的其中一个固定座肋板(1502)上有电源安装座(1504)；固定座肋板(1502)上有2个以上的阶梯孔(1501)，用螺钉II(10)通过该孔(1501)和固定安装螺纹孔(1205)把散热机体壳(15)和底座(12)连接；散热机壳(15)的壳体(1506)的底端环绕内壁分别有圆形凹槽；上端盖(3)和下端盖(17)的圆形凸台(304)与散热机壳(15)的壳体(1506)的底端环绕内壁的圆形凹槽分别相互咬合，再用螺钉I(4)通过固定耳(1507)上的孔(1505)和阶梯孔(301)把上端盖(3)和下端盖(17)与散热机壳(15)连接；⑧散热机壳(15)的壳体上有多个固定座肋板(1502)，固定座肋板(1502)上有2个以上的阶梯孔(1501)，用螺钉II(10)通过该孔(1501)把底座(12)和散热机壳(15)连接；固定座肋板(1502) 间有散热条(1503)，以便更好的散热；散热机壳(15)的其中一个固定座肋板(1502)上还有电源安装座(1504)；底座(12)用螺钉通过每个凸台(1201)的前端面的固定安装螺纹孔(1205)与散热机体壳(15)连接；散热机壳(15)的壳体(1506)内壁的上部有多个固定耳(1507)，用螺钉I(4)通过固定耳(1507)上的孔(1505)与上端盖(3)的固定孔把两者连接；⑨传动轴(1)是一个变径轴；传动轴(1)的第一轴段(101)与第七轴段(108)直径相同；第二轴段(102)与第六轴段(107)直径相等，第一轴段(101)较第二轴段(102)的直径细；第三轴段(103)与第五轴段(106)直径相等，该轴段均布花键凸台和花键凹槽(104)；第三轴段(103)与第五轴段(106)之间有一个以上的与压电动力单元相对应的第四轴段(105)，第四轴段(105)直径最粗，该轴段的两端分别形成轴肩，轴肩上分布连接固定孔(109)；⑩转子单元包括转子(6)和圆环状摩擦条(7)，圆环状摩擦条(7)置于转子(6)的圆盘下面的凹槽内，两者粘接成一体；(11)转子(6)是一个圆盘，圆盘(601)的中心处有凸台(602)，凸台(602)中心有花键槽孔(605)，花键槽孔(605)与传动轴(1)的第三轴段(103)的花键凸台和花键凹槽(104)配合；凸台(602)上有四个均布的阶梯孔(603)，四个弹簧(14)分别置于四个通孔(603)里，四个带有外螺纹的内六角螺钉III(11)分别穿过四个弹簧(14)及传动轴(1)的第四轴段(105)的轴肩上的连接固定孔(109)后把圆盘(601)和圆环状摩擦条(7)与传动轴(1)连接，使圆盘(601)和圆环状摩擦条(7)与传动轴(1)一起转动，从而把多振子旋转型压电电机的转力传递出去；分别调节四个带有外螺纹的螺栓III(11)松紧，可以调节驱动头(5)与圆环状的摩擦条(7)的压力大小，使所有的驱动头(5)统一受力，调节转子(6)的最佳输出转矩和速度；(12)所述的转子(6)上的凸台(602)及其上四个均布的阶梯孔(603)，四个弹簧(14)分别置于四个通孔(603)内，四个带有外螺纹的内六角螺钉III(11)分别穿过四个弹簧(14)及传动轴(1)的第四轴段(105)的轴肩上的连接固定孔(109)后把圆盘(601)和圆环状摩擦条(7)与传动轴(1)连接后组成预紧单元；(13)螺钉IV(22)是一个有圆柱帽(2201)和螺杆(2203)的螺钉，圆柱帽(2201)中央有一个螺纹孔(2202)；(14)电源连接器(13)安装在散热机壳(15)上的电源安装座(1504) 槽内；外部电源通过电源连接器(13)对电路板上的频率跟踪器提供驱动电压，频率跟踪器制作在电路板上，频率跟踪器均并联连接；电路板置于底座(12)下空腔(1204)内有内螺纹孔的圆柱(1203)上，用螺钉IV(22)的螺杆(2203)穿过圆柱(1203)的螺纹孔，把电路板和底座(12)紧固连接；(15)频率跟踪器包括方向控制器、相位检测器、低通滤波器、压控振荡器、分频器及功率放大器；方向控制器与压电驱动器(8)的第一电极和压电驱动器(8)的第二电极分别连接后再与相位检测器连接，压电驱动器(8)的第三电极接地；方向控制器还与相位检测器连接；压控振荡器一端连接分频器、功率放大器后再与矩形压电驱动器(8)的斜对角的压电陶瓷片(A、C)的第一电极和压电陶瓷片(B、D)第二电极连接；其另一端与与滤波器、相位检测连接；所述的频率跟踪器，通过方向控制器选择矩形的矩形压电驱动(8)的驱动电极，进而控制多振子旋转型压电电机的运动方向；相位检测器检测输入高频交变信号及其反馈信号的相位差，为压控振荡器提供控制信号，期间通过低通滤波器对控制信号进行整形滤波，滤掉信号中的高频驱段；压控振荡器为第一电极和第二电极提供余弦交变控制信号，控制压电陶瓷的振动频率；分频器是将压控振荡器的频率乘2倍；将反馈的相位差一分为二，相大于π/2区和小于π/2区，然后通过功率放大器的对高频信号的幅值放大，满足矩形压电驱动器(8)的工作电压需求；矩形的压电陶瓷片(A、C)的第一电极与第三电极驱动回路为通道1，矩形的压电陶瓷片(B、D)的第二电极与第三电极驱动回路为通道2；对通道1施加高频电压激励时，矩形的压电陶瓷片(A、C)振动纵向振动，反对称结构配置的压电陶瓷片纵向振动引起王字型框(801)的弯曲振动，同频率的纵弯振动在其粘结的驱动头(5)的尖端形成椭圆振动，激励上压电动力单元所有压电驱动器(8)通道1与下压电动力单元通道2时，转子(6)的圆盘顺时针旋转；反之驱动相反通道时，转子(6)的圆盘逆时针旋转；转子(6)带动传动轴(1)旋转；(16)所述的方向控制器电路如下：稳压二极管Dz1和Dz2分别在两个NMOS管Mn1和Mn2的源极和漏极之间，Dz1和Dz2是给两个NMOS管Mn1和Mn2的源极和漏极之间提供偏置电压；由于两个NMOS管Mn1和Mn2是对称结构的，所以其两个源极共同端可看做接地端`gnd`； 变压器次级的一个输出端分别与管Mn1和Mn2的栅极连接，二极管D的一端与变压器的另一个输出端连接，二极管D的另一端与Mn1和Mn2的源极分别连接；电容C和电阻并连接入电路；方向控制器电路与矩形压电驱动器(8)的驱动通道相连；信号源高频方波信号Vs，经过变压器之后给电容C充电，产生电压Vs1，输入电源的电压Vs1高于NMOS管的开启电压与二极管D的正向导通电压之和时，Mn1和Mn2可以正常导通，压控振荡信号与矩形驱动器的第一电极支路导通，矩形压电驱动器(8)通道1的压电陶瓷片(A、C)做微振动；当不加信号源Vs时，Vs和Vs1均为零，两个NMOS管Mn1和Mn2的关断，压控振荡信号和第一电极支路关断；同样的，方向控制器控制矩形驱动器的压控振荡信号与第二电极支路导通，矩形压电驱动器(8)的通道2压电陶瓷片(B、D)导通做微振动；当不加信号源Vs时，Vs和Vs1均为零，两个NMOS管Mn1和Mn2的关断，压控振荡信号和第二电极支路关断；导通信号Vs依靠两个背靠背的单片机提供高频方波信号对两通道1和通道2选择导通和关断。
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- 殷玉枫;刘佩珊;张锦;高崇仁;吉正杰;冯毅杰;王向梅 - 太原科技大学
- 2019-04-15 - 2019-06-07 - H02N2/10
- 本发明涉及一种叠加型纵振模态旋转压电马达，属于压电驱动技术领域。本发明包括螺柱、后盖板、压电陶瓷片、电极片、模态转换器、下端弹簧、锥形转子、上端弹簧、螺母。所述后盖板、压电陶瓷片、电极片、模态转换器构成所述旋转压电马达的定子组件；所述锥形转子为旋转压电马达的转子部分。所述上端弹簧、下端弹簧和螺母构成压电马达转子和定子组件的正压预紧力调整机构。本发明通过叠加两组压电陶瓷片的纵向振动模态来带动模态转换器倾斜，进而在摩擦力的作用下驱动锥形转子旋转。本发明具有结构紧凑，驱动效率高，便于微型化等特点。
- 一种双弹性异形结构预紧的旋转型超声波电机-201711363721.9
- 赵本华;齐鑫哲;张加波;韩建超;姚旗;于海滨;任华兴;田昀;苏国兵;高鹏;赵帆;范天明;王海元 - 北京卫星制造厂
- 2017-12-18 - 2019-05-24 - H02N2/10
- 一种双弹性异形结构预紧的旋转型超声波电机，包括第一锁紧螺母、第一弹性元件、第二锁紧螺母、第二弹性元件、转子、摩擦材料、定子、压电陶瓷、右壳体、输出轴、轴承、隔套和第三锁紧螺母；由传统单预紧结构优化为双预紧独立结构，转子内外侧单独轴向预紧加载，外侧采用第一锁紧螺母和第一弹性元件轴向加载预紧，内侧采用第二锁紧螺母和第二弹性元件轴向加载预紧，可以根据传递的扭矩载荷、电机运行工况和环境调节转子内侧和外侧的预紧力，操作方便，通过锁紧螺母与输出轴螺纹配合实现不同预紧控制。
- 一种两次转动型压电旋转驱动器-201910091156.8
- 董景石;刘畅;徐智;关志鹏;田大越;曹义;黄虎;范尊强;赵宏伟;杨志刚 - 吉林大学
- 2019-01-30 - 2019-05-17 - H02N2/10
- 本发明涉及一种两次转动型压电旋转驱动器，包括固定平台(1)、压电叠堆(2)、平行四边形柔性铰链a(3)、旋转平台(4)、底座(5)、驱动柔性铰链(6)、移动平台(7)、平行四边形柔性铰链b(8)、驱动圆环(9)、固定支座(10)、三角形微凸起(11)。在平行四边形柔性铰链a(3)、b(8)和三角形微凸起(11)共同作用下，电信号激励压电叠堆(2)的伸长/缩短的一个工作周期内，驱动圆环(9)交替受到平行四边形柔性铰链a(3)/b(8)驱动，实现旋转平台(4)的两次转动，提高了驱动器的输出效率。
- 一种机械防呆抗外力破坏的高频声波电机-201821741623.4
- 钟木生;杨俊文;赵少伟 - 东莞市维斗科技股份有限公司
- 2018-10-26 - 2019-05-10 - H02N2/10
- 本实用新型公开了一种机械防呆抗外力破坏的高频声波电机，其电机壳体包括中间壳体套管、前端盖、后端盖，中间壳体套管芯部的套管安装腔室内嵌装定子、位于定子旁侧的转子组件，转子组件包括金属转轴，金属转轴前端部穿过前端盖的前端通孔并延伸至前端盖前端侧，金属转轴后端部伸入至后端盖的后端盲孔内；金属转轴中部的外围套装转轴塑胶体，转轴塑胶体的塑胶体安装槽内嵌装磁石；转轴塑胶体前端部设置前端限位凸台，转轴塑胶体后端部设置后端限位凸台，前端限位凸台伸入至前端盖的前端限位槽内，后端限位凸台伸入至后端盖的后端限位槽内。本实用新型具有设计新颖、结构简单、稳定可靠性好的优点，且具有机械限位防呆自我保护能力，使用寿命长。
- 一种基于压电叠堆驱动方式的步进型旋转电机-201610542793.9
- 杨颖;金家楣;邱建敏;皮奥特尔·瓦西尔耶夫;王一平 - 南京航空航天大学
- 2016-07-11 - 2019-04-19 - H02N2/10
- 本发明实施例公开了一种基于压电叠堆驱动方式的步进型旋转电机，涉及压电精密致动技术领域，能够实现低电压驱动，并且精简了电机结构，还可以通过改变电激励频率来调整电机的旋转速度，控制方便、输出精确。本发明包括定子5与触抓4之间通过螺纹连接，触抓4依据预设的旋出量安装，定子5内部安装有起到自动补偿作用的弹簧结构；压电叠堆2环绕定子5环几何中心均匀排布，压电叠堆2用于驱动所述步进型旋转电机；压电叠堆2依据预设的过盈量以过盈配合的方式嵌入定子5；转子1与触抓4相接处，转子1与触抓4的接触面上涂有摩擦材料，转子1与触抓4的接触面的底部设置有用于防止转子1在旋转时滑脱的凸台。
- 一种二自由度压电驱动机械臂-201821348012.3
- 陈迪;金家楣;李昕键;于鹏鹏 - 南京航空航天大学
- 2018-08-21 - 2019-04-19 - H02N2/10
- 本实用新型公开了一种二自由度压电驱动机械臂，包含若干依次相连的单元臂节；单元臂节包含压电振子、两个转动盘和弹性带；压电振子包含金属基体、和两个压电陶瓷片；弹性带穿过金属基体、两端分别和两个转动盘的销钉固连；两个转动盘通过弹性带弹性变形预紧固定在金属基体两个端面的外侧。单元臂节和相邻单元臂节通过矩形槽相互咬合形成过盈配合、正交连接。工作时，对单元臂节施加具有π/2相位差的驱动信号即可；由于单元臂节和其相邻单元臂节在空间上正交，能够实现正交平面内的二自由度转动。本实用新型结构简单紧凑、易于实现微型化设计，在深空探测机器人等对体积、质量具有严格限制的领域，具有重要的应用前景。
- 一种夹心式压电机械臂-201821269824.9
- 陈迪;金家楣;李昕键;阮重远 - 南京航空航天大学
- 2018-08-08 - 2019-04-09 - H02N2/10
- 本实用新型公开了一种夹心式压电机械臂，夹心式压电机械臂第一纵振关节、弯振关节和第二纵振关节；第一纵振关节、弯振关节、第二纵振关节均包含第一至第二圆柱销、两个轴承、前金属基体、第一至第二压电陶瓷片、电极片、夹持板、后金属基体和预紧螺栓。第一纵振关节、弯振关节、第二纵振关节依次通过橡胶圈预紧固定预紧。通过对纵振关节和弯振关节上的压电陶瓷片施加一定频率的具有π/2相位差的的驱动信号，使纵振关节处于一阶纵振，弯振关节处于一阶弯振，从而使接触界面质点产生相对椭圆运动，在摩擦作用下所述的相连关节产生相对转动。本实用新型采用夹心式结构，功率密度高，结构简单紧凑、易于微型化。
- 一种基于压电纤维的旋转驱动器-201710212065.6
- 董景石;徐智;关志鹏;刘瑞刚;陈全渠;陈文华;关键;周永臣;范尊强;赵宏伟 - 吉林大学
- 2017-04-01 - 2019-04-02 - H02N2/10
- 本发明涉及一种基于压电纤维的旋转驱动器，属于微纳精密驱动领域。由基座(1)、预紧力加载平台(2)、定子(3)、转子(4)组成；其中预紧力加载平台(2)和转子(4)安装在基座(1)上，定子(3)安装在预紧力加载平台(2)上，定子(3)与转子(4)弹性接触；所述的定子(3)包括柔顺机构(3‑1)、压电纤维I(3‑2)、压电纤维II(3‑3)；通过给压电纤维I(3‑2)和压电纤维II(3‑3)施加锯齿波驱动电信号，压电纤维I(3‑2)和压电纤维II(3‑3)相互配合，使定子(3)产生摩擦驱动力，基于粘滑运动原理，驱动转子(4)转动。本发明优点是：结构简单、易于装配、精度高、行程大，可用于微纳加工、精密光学、航空航天等领域。
- 一种用于水下的压电驱动新型马达-201820131950.1
- 陈松;俞迈;罗罕频;马继杰;郑佳佳 - 浙江师范大学
- 2018-01-21 - 2019-03-19 - H02N2/10
- 本实用新型属于机械工程技术领域，具体涉及一种用于水下的压电驱动新型马达。所述新型马达的整体结构由转动轴、机架、轴承以及旋转部件构成；旋转部件由压电振子、密封圈、伞形阀、阀座、喷头、上盖和下盖构成；旋转部件两侧各开有一个进水口，上下盖都有一个喷射口；旋转部件内侧进水口与出水口之间开设有引流道；本实用新型的主要优势在于：使用了压电驱动，具有线性好、响应频率高、无电磁干扰、噪声低等优点；在交流信号激励的每个周期内都能连续喷流，产生扭矩，实现马达的持续旋转；通过改变驱动电压和频率可控制喷流，近一步实现对马达转速的控制；利用喷流产生的反作用力工作，是一种用于水下的压电驱动新型马达。
- 多层叠压电陶瓷大扭力矩单向直驱电机-201610270995.2
- 何锋 - 广州煌牌自动设备有限公司
- 2016-04-27 - 2019-03-12 - H02N2/10
- 本发明涉及大扭力矩单向直驱电机行业技术领域，特别涉及多层叠压电陶瓷大扭力矩单向直驱电机，包括固定板，牙轮组件包括有牙轮、牙轮轴、小单向轴承、固定轴和限位垫片；推杆组件包括有推杆、大单向轴承、轴承内圈端盖和轴承外圈端盖，大单向轴承外圈与推杆相连接；大单向轴承内圈与牙轮轴相连接；轴承外圈端盖通过螺丝固定在推杆一端的前端面上；轴承内圈端盖通过螺丝固定在牙轮轴另一端的前端面上；压电陶瓷电机组件的顶端通过振动头与推杆另一端相连接；牙轮的齿牙与传送带相啮接。本发明有益效果为：实现了速度可调可控的微步距的高速传动；实现了高速大扭力的直接驱动；本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
- 一种寄生式压电粘滑驱动器-201821269482.0
- 丁肇辰;董景石;徐智;尹浩杰;王喆;周晓勤 - 吉林大学
- 2018-08-08 - 2019-02-26 - H02N2/10
- 本实用新型涉及一种寄生式压电粘滑驱动器，该驱动器由定子、环形转子、固定基座三部分组成。其中定子包括压电叠堆、八边形柔性铰链、复位弹簧和驱动足。所述复位弹簧采用非对称结构，增加了前进阶段驱动足与环形转子接触点的预紧力；驱动足形状相同、旋转对称，分别固连于复位弹簧上。压电叠堆工作时，八边形柔性铰链的寄生运动使复位弹簧交替凹凸变形，从而使驱动足驱动环形转子交替步进，提高了驱动器的输出效率。本实用新型具有结构简单、精度高、行程大等特点；利用八边形柔性铰链的寄生运动和非对称的复位弹簧结构，使环形转子交替步进，同时达到了抑制回退的效果。
- 具有电动调节螺钉的放大型压电致动器-201580049488.X
- S·法蒂;M·罗布森;K·蒂斯 - 统雷有限公司
- 2015-09-11 - 2019-02-15 - H02N2/10
- 提出了一种具有集成特征以提供螺纹杆的线性位移的压电致动器。一个机构提供用于高速/短行程位置扫描的机械放大的压电运动，而另一机构提供低速/长行程的压电电动位置调节。机械放大器将具有预加载的纵向轴线上的一个或多个压电堆叠组合，以在垂直于压电堆叠运动的横向轴线上平移几倍数量级的放大运动。压电放大的输出行程传递至另一机构的内螺纹特征，其中在末端具有球的螺钉推动预期的表面以进行高速扫描模式平移。另一个机构的内螺纹特征也由第二压电堆叠来操作，该第二压电堆叠产生滑粘运动步骤以使螺杆沿一个方向或另一个方向旋转，以产生低速/长行程模式。
- 一种夹心式压电机械臂及其驱动方法-201810894894.1
- 陈迪;金家楣;李昕键;阮重远 - 南京航空航天大学
- 2018-08-08 - 2019-01-18 - H02N2/10
- 本发明公开了一种夹心式压电机械臂及其驱动方法，夹心式压电机械臂第一纵振关节、弯振关节和第二纵振关节；第一纵振关节、弯振关节、第二纵振关节均包含第一至第二圆柱销、两个轴承、前金属基体、第一至第二压电陶瓷片、电极片、夹持板、后金属基体和预紧螺栓。第一纵振关节、弯振关节、第二纵振关节依次通过橡胶圈预紧固定预紧。通过对纵振关节和弯振关节上的压电陶瓷片施加一定频率的具有π/2相位差的的驱动信号，使纵振关节处于一阶纵振，弯振关节处于一阶弯振，从而使接触界面质点产生相对椭圆运动，在摩擦作用下所述的相连关节产生相对转动。本发明采用夹心式结构，功率密度高，结构简单紧凑、易于微型化。
- 一种二自由度压电驱动机械臂及其驱动方法-201810953842.7
- 陈迪;金家楣;李昕键;于鹏鹏 - 南京航空航天大学
- 2018-08-21 - 2019-01-18 - H02N2/10
- 本发明公开了一种二自由度压电驱动机械臂及其驱动方法，机械臂包含若干依次相连的单元臂节；单元臂节包含压电振子、两个转动盘和弹性带；压电振子包含金属基体、和两个压电陶瓷片；弹性带穿过金属基体、两端分别和两个转动盘的销钉固连；两个转动盘通过弹性带弹性变形预紧固定在金属基体两个端面的外侧。单元臂节和相邻单元臂节通过矩形槽相互咬合形成过盈配合、正交连接。工作时，对单元臂节施加具有π/2相位差的驱动信号即可；由于单元臂节和其相邻单元臂节在空间上正交，能够实现正交平面内的二自由度转动。本发明结构简单紧凑、易于实现微型化设计，在深空探测机器人等对体积、质量具有严格限制的领域，具有重要的应用前景。
- 一种驻波型步进超声波电机及其控制方法-201811178500.9
- 金龙;冷静雯;刘艺;徐志科;董晓霄 - 东南大学
- 2018-10-10 - 2019-01-18 - H02N2/10
- 本发明公开了一种驻波型步进超声波电机及其控制方法，该驻波型步进电机结构包括定子、转子、轴承、转轴、端盖与底座，定子结构包括金属弹性环、压电陶瓷环及弹性叶片，转子为圆筒形且上面开有若干相同形状与宽度的定位槽。对电机施加一定频率的单相电压，通过压电陶瓷的径向振动驱动电机转子转动，当转子卡入定位槽处时电机停止运行，继续施加一个高脉冲电压，转子脱离定位槽继续转动，此时重新施加单相电压使得电机能够继续运行至下一个定位槽从而实现了开环情况下的步进运行。本发明电机相比于传统的超声波电机，结构简单体积小，而且实现了开环控制下的步进运行。
- 内含光电编码器的旋转式惯性压电作动器及作动方法-201710214377.0
- 邵妍;徐明龙;宋思扬;田征 - 西安交通大学
- 2017-04-01 - 2019-01-08 - H02N2/10
- 内含光电编码器的旋转式惯性压电作动器及作动方法，该作动器由外壳、输出轴、作动件、轴承、码盘、光电检测组件及印制板组成；外壳底座经轴承安装有输出轴，该输出轴的中下部一体加工有大截面的圆盘，圆盘下表面粘贴有码盘，码盘下方是固定于底座上表面的光电检测板和印制板，三者构成光电编码器；内部过盈配合有压电堆的第一作动件和第二作动件固定于外壳内侧壁面，两者关于所在平面上输出轴的轴心点成中心对称分布，第一作动件和第二作动件的底部加工有摩擦足，该摩擦足紧压于圆盘上表面；本发明结构新颖，钳位可靠，具有实时测量输出角度的功能，能够高效稳定地实现双向旋转。
- 一种准零刚度复合转子超声电机-201820419560.4
- 菅磊;王翔;王均山;陈超 - 南京航空航天大学
- 2018-03-27 - 2019-01-04 - H02N2/10
- 一种准零刚度复合转子超声电机，它包括压电陶瓷（4）、定子（3）、转动轴（7）和转子（2），其特征是所述的转子（2）为准零刚度复合转子，该准零刚度复合转子由转盘（16）、机械弹簧（17）、内磁力弹簧和外磁力弹簧及上端盖（12）组成。本实用新型创造性将静态的准零刚度隔振技术应用于超声电机，使超声电机转子预压力技术调节获得了重大突破。同时本实用新型根据超声电机的特点对准零刚度隔振器进行改进，使之适合于动态运行。
- 一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台-201820828997.3
- 王念峰;郭浩;陈必成;张宪民 - 华南理工大学
- 2018-05-30 - 2018-12-28 - H02N2/10
- 本实用新型公开了一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台，包括固定支座、上框，通过边缘预拉伸地夹紧固定在固定支座和上框之间的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜正反两面通过“米”字形分割线分成八个面积相等的子区域，所述的八个子区域中沿圆周方向每隔一个子区域涂覆有导电涂层，所述导电涂层均通过对应的导线引出进行通电，所述介电弹性体薄膜正反两面的中部对称地粘合有十字架操作平台。本实用新型结构十分简单，没有复杂的机械硬质结构以及传动系统，对于装配以及调试定位都十分方便，价格成本较低，没有复杂昂贵的驱动控制系统以及机械结构，此外，本实用新型的能量转换效率很高，功耗小，具有较好的柔顺性和适应性。
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