[实用新型]一种激光诱导表面波马达

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光诱导表面波马达。用于微型光机电系统、微纳米技术、自动控制、航天航空、光学与精密机械等领域所需的微小型特种驱动。 

背景技术

随着科技的不断发展，在许多特殊领域，需要采用特种性能的微小型电机/马达作为动力源和运动源。例如，在航空航天(如微小型卫星、无人机、飞弹、星际探测车等)系统中采用的电机，在要求力矩大、效率高的同时，还要求重量轻、体积小、寿命长，并尽可能降低能耗；在光学与精密机械系统(如照相机、摄像机、投影机、计算机、精密仪器、军民两用设备)中应用的马达，又要求速度高、响应快、尽可能小型化；而应用于微纳米技术中的马达，除了力矩大、响应快和小型化等要求外，还需要有微纳米级的步矩或转角。国内外现有的微小型马达主要有电磁感应电机、静电微马达、超声波电机、压电马达、表面波马达等。其中电磁感应马达是种类最多、常规应用最广的马达，其驱动力矩大、速度快，不过其线圈损耗较大，且不易小型化和微型化。静电马达直接利用静电力驱动，结构巧妙，可小型化，缺点是需采用高电压控制，力矩小。超声波电机或压电马达，其定子一般由压电材料与加工出众多齿槽的弹性体胶合而成，据此将压电超声波振动放大，再通过齿槽驱动转子运动，工作频率50kHz左右，现有超声波电机或压电马达的最大特点是低速度、大力矩、高效率，已成功应用于照相机和摄像机等光学调焦机构中，但马达结构较复杂，制造较困难，不易实现小型化，此外，其使用寿命一般也不长，原因是齿槽结构易受磨损和疲劳破坏，摩擦发热又会使胶黏剂快速劣化。表面波马达也可归于压电马达，它通过施压超高频电压使压电晶体产生表面波，推动与该表面密合的动子或转子运动，具有结构简洁、速度快、步矩小、输出力矩大等特点，不过，常规的电控表面波马达，需在压电晶体上加工精细的叉指电极，制作和装配要求很高，且需要通过导线施加超高频电压，配置大功率的驱动电路，控制要求较严格，因此，尽管压电马达或表面波马达具有显著优点，但尚存在一些局限性，需要不断发展和创新。因此，本实用新型采用激光直接实现马达的非接触驱动，设计激光诱导的表面波马达，这种新型马达不仅具有压电马达和表面波马达的全部优点，如速度快、步距小、输出力矩大等，而且结构简洁，无需制作叉指电极，无需导线连，可非接触控制。在微型光机电系统、 光学与精密机械系统、微纳米技术领域具有广泛的应用前景。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有微小型马达技术存在的局限性，提供一种激光诱导表面波马达。 

一种激光诱导表面波马达包括脉冲激光、压电晶片定子、基底、聚焦透镜、配重块、第二动子、不锈钢微珠、导向杆、第一固定块、第二固定块；基底上设有压电晶片定子，压电晶片定子两端分别固定有第一固定块、第二固定块，压电晶片定子上从上到下顺次设有配重块、第二动子、不锈钢微珠，第二动子中间穿有两根平行的导向杆，导向杆两端分别固定在第一固定块和第二固定块上，压电晶片定子一端上方从上到下顺次设有脉冲激光、聚焦透镜，脉冲激光通过聚焦透镜照射到压电晶片定子上，构成直线型马达。 

所述的脉冲激光和聚焦透镜构成驱动光束。所述的驱动光束为双驱动光束。 

另一种激光诱导表面波马达包括脉冲激光、聚焦透镜、固定轴、透明有机玻璃转子、环形压电晶片定子、微沟槽、周边开孔转子；环形压电晶片定子上刻有微沟槽，固定轴的一端固定在环形压电晶片定子的轴心上，固定轴的另一端穿过透明有机玻璃转子或周边开孔转子中心，在透明有机玻璃转子上方，或周边开孔转子的小孔上方从上到下顺次设有脉冲激光、聚焦透镜，脉冲激光通过聚焦透镜透过透明有机玻璃转子照射到环形压电晶片定子上，或者脉冲激光通过聚焦透镜穿过周边开孔转子小孔照射到环形压电晶片定子上，构成旋转型马达。 

本实用新型的激光诱导表面波马达，其优点是结构简洁、速度快、步距小、推动力(矩)大、无需叉指电极、无需导线连接、不受电磁干扰、可实现非接触控制和遥控、马达主体可微小化，可望在微型光机电系统、光学与精密机械系统、微纳米技术领域得到广泛的应用。 

附图说明

图1(a)是单激光束驱动的直线型激光诱导表面波马达结构示意图； 

图1(b)是双激光束驱动的直线型激光诱导表面波马达结构示意图；

图2(a)是透明有机玻璃转子的旋转型激光诱导表面波马达结构示意图；

图2(b)是多孔状转子的旋转型激光诱导表面波马达结构示意图；

图3(a)是光致表面弹性波马达的原理示意图；

图3(b)是光致表面弹性波及其驱动原理示意图。