[发明专利]径轴向多振子超声波直线电机及其工作方法

权利要求书

1.径轴向多振子超声波直线电机，主要由设置有中心孔的电机定子、以及贯穿设置在中心孔内的电机动子（1）构成，其特征在于，所述电机定子主要由定子壳体、以及设置在定子壳体上的径向振子凹槽和轴向振子凹槽构成，所述径向振子凹槽和轴向振子凹槽分别沿中心孔呈径向设置和轴向设置；所述径向振子凹槽一端与中心孔相连通，且径向振子凹槽的左侧或右侧设置有与其相连通的弹簧凹槽；轴向振子凹槽位于径向振子凹槽的右侧或左侧，且与径向振子凹槽相连通；所述径向振子凹槽内设置有径向振子（2），轴向振子凹槽内设置有轴向振子（3），弹簧凹槽内设置有弹簧（4）。

2.根据权利要求1所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述径向振子凹槽、设置在径向振子凹槽左侧的弹簧凹槽、设置在径向振子凹槽右侧的轴向振子凹槽、设置在径向振子凹槽内的径向振子（2）、设置在轴向振子凹槽内的轴向振子（3）、以及设置在弹簧凹槽内的弹簧（4）构成左驱动结构；所述径向振子凹槽、设置在径向振子凹槽右侧的弹簧凹槽、设置在径向振子凹槽左侧的轴向振子凹槽、设置在径向振子凹槽内的径向振子（2）、设置在轴向振子凹槽内的轴向振子（3）、以及设置在弹簧凹槽内的弹簧（4）构成右驱动结构；所述左驱动结构和右驱动结构均至少为一个。

3.根据权利要求2所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述左驱动结构为4个，且分为两组，每组的两个左驱动结构沿中心孔对称设置。

4.根据权利要求2所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述右驱动结构为4个，且分为两组，每组的两个右驱动结构沿中心孔对称设置。

5.根据权利要求1～6中任一项所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述径向振子凹槽远离中心孔的一端外凹构成卡槽，径向振子远离中心孔的一端外凸构成卡块，所述卡块设置在卡槽内。

6.根据权利要求5所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述卡块靠近中心孔的一端端面与卡槽之间也设置有弹簧（4）。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述径向振子（2）和轴向振子（3）均通过电源线（7）与外部电源相连。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述定子壳体主要由定子壳体A（8）和定子壳体B（9）扣合在一起构成。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的径轴向多振子超声波直线电机，其特征在于，所述中心孔的内壁上镶嵌有若干个滚珠（10），所述电机动子（1）的外圆沿轴向设置有与滚珠（10）位置相匹配的滑槽。

10.基于上述径轴向多振子超声波直线电机的工作方法，其特征在于，包括左驱动过程和右驱动过程，其中：

左驱动过程：电机初始状态下，向其左驱动结构中的径向振子（2）施加高频电场，径向振子（2）沿长度方向伸长，由于受径向振子凹槽的限制，径向振子（2）向电机动子（1）方向伸长，径向振子（2）与电机动子（1）之间形成紧配合；然后向位于径向振子（2）右侧的轴向振子（3）施加高频电场，轴向振子（3）沿长度方向伸长，由于受轴向振子凹槽的限制，轴向振子（3）向径向振子（2）方向伸长并施加压力，从而推动径向振子（2），进而带动电机动子（1）向左侧移动；驱动结束后，去除径向振子（2）和轴向振子（3）的高频电场，径向振子（2）和轴向振子（3）恢复常态，且在弹簧（4）的作用下，移动到最右侧；

右驱动过程：当电机动子（1）左移到极限位置后，向右驱动结构中的径向振子（2）施加高频电场，径向振子（2）沿长度方向伸长，由于受径向振子凹槽的限制，径向振子（2）向电机动子（1）方向伸长，径向振子（2）与电机动子（1）之间形成紧配合；然后向位于径向振子（2）左侧的轴向振子（3）施加高频电场，轴向振子（3）沿长度方向伸长，由于受轴向振子凹槽的限制，轴向振子（3）向径向振子（2）方向伸长并施加压力，从而推动径向振子（2），进而带动电机动子（1）向右侧移动；

重复上述左驱动过程和右驱动过程，电机动子（1）即相对于电机定子进行连续的直线往返运动。