[发明专利]非对称结构近似塔形超声电机及非对称模态与电激励方式

权利要求书

1.一种非对称结构近似塔形超声电机，由定子和动子构成，其中动子为一直线导轨(12)，定子由第一压电振子(1)和第二压电振子(6)以及驱动足(11)组成，所述导轨(12)在预压力的作用下压在定子驱动足(11)上；其特征在于：所述的第一压电振子(1)和第二压电振子(6)为非对称式，即第一压电振子(1)和第二压电振子(6)长度不同，其中第一压电振子(1)的长度为L1，第二压电振子(6)的长度为L2，L1＞L2。

2.根据权利要求1所述的非对称结构近似塔形超声电机，其特征在于：上述定子为V型或U型。

3.根据权利要求1所述的非对称结构近似塔形超声电机，其特征在于：上述压电振子为压电陶瓷片螺栓紧固式或压电陶瓷片粘贴式。

4.根据权利要求1所述的非对称结构近似塔形超声电机的非对称振动模态，其特征在于：有两个非对称振动模态分别为第一非对称振动模态(15)和第二非对称振动模态(16)，其中第一非对称振动模态(15)的共振频率为ω₁，第二非对称振动模态(16)的共振频率为ω₂，ω₁＜ω₂；第一非对称振动模态(15)的振型特点是：长度为L1的第一压电振子(1)为局部纵弯复合振动，长度为L2的第二压电振子(6)为局部弯振；第二非对称振动模态(16)的振型特点是：长度为L1的第一压电振子(1)为局部弯振，长度为L2的第二压电振子(6)为局部纵弯复合振动。

5.利用权利要求4所述的非对称振动模态的电激励方式，其特征在于：设导轨向第二压电振子(6)的运动方向为正方向，导轨向第一压电振子(1)的运动方向为反方向；当第一压电振子激励信号(19)和第二压电振子激励信号(20)输入相同的激励信号E₁＝Vsin(ωt)，并且激励频率ω位于第一非对称振动模态(15)的共振频率ω₁附近，将激发定子的第一非对称振动模态(15)，使得驱动足端面质点运动轨迹为向正方向倾斜的往复直线运动，从而推动导轨沿正向运动；当第一压电振子激励信号(19)和第二压电振子激励信号(20)输入相同的激励信号E₂＝Vsin(ωt)，并且激励频率ω位于第二非对称振动模态(16)的共振频率ω₂附近，将激发定子的第二非对称振动模态(16)，使得驱动足端面质点运动轨迹为向反方向倾斜的往复直线运动，从而推动导轨沿反向运动。