[实用新型]一种中空螺纹传递动力的超声电机

说明书

技术领域

本实用新型属于微特电机领域，具体涉及一种中空螺纹传递动力的超声电机。

背景技术

超声电机突破了传统电机的概念，它没有磁钢和绕组，不依靠电磁感应传递能量，是利用压电陶瓷的逆压电效应，通过压电陶瓷的伸缩振动模式的转换与耦合以及特殊结构的设计，将材料的微观变形通过共振放大和摩擦耦合转换成转子的宏观运动。

传统的电磁微电机通常转速很高，转矩很小，转换效率不足10％；结构本身存在磁芯，在强磁场中无法工作，又对外磁场有影响；在伺服控制中通常要求很低的转速，必须增加减速机构，致使体积增加，传动精度满足不了要求。

现有的超声电机通常带有输出轴，在结构设计中转子金属件采用碟簧化设计，电机电极的公用端使用螺钉与外壳相连，但是在定子直径≤25mm的微小型电机中，受到空间位置的限制已经很难沿用这些结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种中空螺纹传递动力的超声电机，以满足微型系统中低转速、大力矩、磁兼容特性好、中空螺纹传递动力的要求。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型的特殊之处在于：所述的中空螺纹传递动力的超声电机包括机壳、转轴、端盖、轴承、定子和转子；所述的转轴采用中空带螺纹结构；所述的定子与端盖通过过盈配合连接，所述的转子与转轴通过过盈配合连接，转子的一侧设置有定子，另一侧设置调整垫圈、轴承，其与端盖过盈配合，端盖与机壳之间通过紧固螺钉连接构成超声电机。

上述的定子是由定子金属体和压电陶瓷粘接组成的。

上述的转子是由转子金属体和摩擦片粘接组成的；定子金属体上的齿顶与转子摩擦片相接触。

上述的转子金属体为类螺旋线弹性零件。

上述的引出电极为异形柔性印刷薄膜，电机的公用端为薄膜圆圈部分与定子金属件支撑面粘接而成。

本实用新型相对于现有技术，解决了以下问题：

1、在电机定子直径小于等于25mm以内，可以获得低速大力矩。与传统电磁电机相比，其功率密度提高了2-4倍，转换效率提高了2-3倍；

2、电磁兼容性好，既可以在强磁场中工作，又对磁场没有影响；

3、控制精度比传统的电磁电机提高1-2个量级；

4、通过中空带螺纹结构的设计，既能直接驱动负载，又可以将旋转运动转化为直线运动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为转子的结构示意图；

图4为中空螺纹输出轴的结构示意图；

图5为柔性印刷薄膜示意图。

图中：1-定子；2-端盖；3-柔性印刷薄膜；4-绝缘垫圈；

5-转子；6-机壳；7-调整垫圈；8-轴承；

9-转轴；10-固定件；13-转子金属件；14-摩擦片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1、2，本实用新型包括机壳6、转轴9、端盖2、轴承7、定子1、转子5。各零部件之间的过盈配合控制在0.02～0.04mm，一方面装配操作实施方便，另一方面也达到了配合的可靠性。

参见图4，转轴9采用中空带螺纹结构，既能直接连接负载，输出旋转运动，又可以通过丝杠将旋转运动转化为直线运动。

参见图3、，定子1是由定子金属件和压电陶瓷组成，其粘接介质为中温电极胶，同时用这种电极胶粘接柔性印刷薄膜与电机的引出电极，粘接过程中使用专用的定位工装。转子5是由转子金属件13和摩擦片14组成，其粘接介质为特种环氧胶，也需使用专用的定位工装，其胶层厚度通过施加在工装上扭力来控制，范围4～6微米，转子金属件13使用专用工装冲制成类螺旋结构的弹性件。

定子金属件沿圆周方向可有均匀分布30或者40个齿槽，齿槽增加了定子金属件的柔性，将压电陶瓷的1～2微米的振幅放大为6～8微米。

参见图5，A、B为电机的两相，F为反馈，C为电机的公用端。

通过以上技术的实施，使超声电机的体积减小了20％，与传统的电磁电机比较体积只有一半，在精密控制领域有着广阔的应用前景。目前取代传统的伺服电机已经应用在精密的位置控制系统，如光学测试仪器、红外瞄准装置、磁场测试设备，还将会应用在航天探测器、机器人关节驱动以及计算机的硬盘驱动等领域。