[发明专利]一种纵-弯-扭转复合型旋转式超声波电机压电振子

摘要

本发明涉及一种纵-弯-扭转复合型旋转式超声波电机振子，属于超声波电机制造技术领域。该振子由双压电晶片悬臂梁(1、2)、压电叠堆-金属复合弹性梁(3)、质量块(4)、环行接触体(5)和基座(6)组成。双压电晶片悬臂梁(1、2)分别布置在质量块(4)的左、右两侧。压电叠堆-金属复合弹性梁(3)布置在质量块(4)的下端并与基座(6)相连。双压电晶片悬臂梁(1、2)和压电叠堆-金属复合弹性梁(3)及质量块(4)在空间上构成T型结构。利用双压电晶片悬臂梁(1、2)的反向弯曲振动及压电叠堆-金属复合弹性梁(3)的上、下纵向振动，使环行接触体(5)的表面质点产生椭圆运动轨迹，实现对转子的扭转驱动。

主权项

一种纵‑弯‑扭转复合型旋转式超声波电机振子，其特征在于：该超声波电机振子由双压电晶片悬臂梁(1)、双压电晶片悬臂梁(2)、压电叠堆‑金属复合弹性梁(3)、质量块(4)、环行接触体(5)和基座(6)组成。双压电晶片悬臂梁(1)由两片极化方向相反的压电陶瓷(101、103)通过环氧树脂胶粘接在金属基体(102)的上、下表面，形成夹心结构。双压电晶片悬臂梁(2)由两片极化方向相反的压电陶瓷(201、203)通过环氧树脂胶粘接在金属基体(202)的上、下表面，形成夹心结构。悬臂梁(1)的左端与基座(6)固定，右端与质量块(4)相连。悬臂梁(2)的右端与基座(6)固定，左端与质量块(4)相连。压电叠堆‑金属复合弹性梁(3)由压电叠堆(301)通过环氧树脂胶与金属弹性体(302)相连成一体，压电叠堆‑金属复合弹性梁(3)的上端与质量块(4)相连，下端固定在基座(6)上。悬臂梁(1)、悬臂梁(2)和压电叠堆‑金属复合弹性梁(3)与质量块(4)在空间上构成T型结构。当给叠堆式压电叠堆‑金属复合弹性梁(3)的压电叠堆(301)施加超声频域的正弦交流电压V1时，压电叠堆(301)产生沿其轴线的上下伸缩振动，该振动通过金属弹性体(302)的放大作用后，推动质量块(4)和环行接触体(5)一起作上、下往复振动。当环行接触体(5)作向上的振动时，迫使环行接触体(5)与转子压紧接触。当给双压电晶片悬臂梁(1)和(2)的压电陶瓷施加一个与V1同频率、同幅值的余弦电压V2时，悬臂梁(1)和(2)同时作等幅、反向的弯曲振动。悬臂梁(1)和(2)的反向弯曲振动作用在质量块(4)上，形成一个扭转力矩，该扭转力矩驱动质量块(4)和环行接触体(5)产生绕其中心轴的扭转运动。环行接触体(5)同时作上下往复纵振动和绕其中心轴的扭转运动，两者合成后，在环行接触体(5)的表面质点产生椭圆运动轨迹，该轨迹推动转子作旋转运动。