[发明专利]单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机

权利要求书

1、一种单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，它由单振子纵弯夹心换能器、固定组件和动子球(13)组成；其特征在于所述单振子纵弯夹心换能器由十字正交变幅杆(1)、纵振压电陶瓷片组(2)、法兰(3)、电极铜片(4)、弯振压电陶瓷片组(5)、端盖(6)、螺柱(7)和驱动足(8)组成；所述十字正交变幅杆(1)的垂直轴线上分别设有一个螺柱(7)，所述螺柱(7)上设有法兰(3)，法兰(3)位于单振子纵弯夹心换能器纵向振动的节面位置，法兰(3)与十字正交变幅杆(1)的大端面之间的螺柱(7)上装有纵振压电陶瓷片组(2)，法兰(3)与端盖(6)之间的螺柱(7)上装有弯振压电陶瓷片组(5)，所述弯振压电陶瓷片组(5)由两片弯振压电陶瓷片(31)组成，所述两片弯振压电陶瓷片(31)位于弯振振型波腹处，所述纵振压电陶瓷片组(2)由两片纵振压电陶瓷片(30)组成，纵振压电陶瓷片组(2)的两纵振压电陶瓷片(30)之间、弯振压电陶瓷片组(5)的两弯振压电陶瓷片(31)之间以及弯振压电陶瓷片组(5)与法兰(3)之间分别装有电极铜片(4)，十字正交变幅杆(1)的大端面、纵振压电陶瓷片组(2)、法兰(3)、电极铜片(4)、弯振压电陶瓷片组(5)和端盖(6)通过螺柱(7)紧固成一体；每片弯振压电陶瓷片(31)对称切分成上半片弯振压电陶瓷片(32)和下半片弯振压电陶瓷片(33)，每片弯振压电陶瓷片(31)的上半片弯振压电陶瓷片(32)和下半片弯振压电陶瓷片(33)的极化方向相反，两片上半片弯振压电陶瓷片(32)的极化方向相反，两片下半片弯振压电陶瓷片(33)的极化方向相反；两片纵振压电陶瓷片(30)的极化方向相反，相邻两个弯振压电陶瓷片组(5)的极化方向相反，相邻两个纵振压电陶瓷片组(2)的极化方向相反，驱动足(8)位于十字正交变幅杆(1)的中心且与十字正交变幅杆(1)的小端面固接，驱动足(8)的上端面加工有球窝(9)，所述动子球(13)座在球窝(9)和固定组件上并通过固定组件限位，所述固定组件与法兰(3)固接。

2、根据权利要求1所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述固定组件包括顶端珠架(14)、预紧件(15)、预紧弹簧(16)、滑动滚珠(17)、预紧支架(18)、底座(19)、驱动器固定架(20)；所述顶端珠架(14)的环槽内装有滑动滚珠(17)，顶端珠架(14)装在所述动子球(13)上，顶端珠架(14)通过预紧件(15)、预紧弹簧(16)与预紧支架(18)的上端连接，预紧支架(18)的下端固定在底座(19)上，所述驱动器固定架(20)固定在底座(19)上，驱动器固定架(20)与所述法兰(3)固接，所述单振子纵弯夹心换能器装在底座(19)上。

3、根据权利要求2所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述固定组件还包括弹性胶圈(22)；所述弹性胶圈(22)设置在驱动器固定架(20)与法兰(3)之间。

4、根据权利要求2所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述固定组件还包括耐磨层(10)；所述耐磨层(10)设置在球窝(9)的内壁上。

5、根据权利要求1所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述十字正交变幅杆(1)由在同一平面内正交的四个变幅杆(34)组成；所述变幅杆(34)的纵向截面为矩形，变幅杆(34)的长度L为1/4或1/2纵振波长。

6、根据权利要求1所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述螺柱(7)和法兰(3)由一整块金属材料切割加工而成。

7、根据权利要求1所述的单振子纵弯夹心换能器式球形多自由度超声电机，其特征在于所述十字正交变幅杆(1)与驱动足(8)由一整块金属材料切割加工而成。