[实用新型]具有转轴位置清零功能的斜槽式模态转换型超声电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声电机，尤其是一种具有转轴位置清零功能的斜槽式模态转换型超声电机。

背景技术

超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动的新型动力输出装置。与电磁电机相比，具有结构紧凑、低速大转矩、响应快（毫秒级）、断电自锁、位置和速度控制性好、不受电磁干扰以及低噪声运行等优点。而常用的超声电机，一般都不会配备指示转轴位置的设备，因此，在通信设备行业使用中，由于空间尺寸的限制，无法安装位置传感器等检测装置，导致电机无法使用。

另外，纵扭复合型超声电机是超声电机的一大分类，对它的研究大致可追溯到20世纪的80年代末，到目前为止，其结构种类已不下于几十种。纵扭复合型超声电机通常含有两个振子—纵振子和扭转振子，纵、扭转振子分别激发出两个相互垂直的振动。但是其中的扭转振动模态需要扭振陶瓷片来激励，而扭振陶瓷片加工工艺复杂，成本高，从而造成电机成本居高不下，不利于电机的产业化。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种具有转轴位置清零功能的斜槽式模态转换型超声电机，其首要技术目的是在转轴上配置位置清零装置，以对转轴的转动位置进行准确判断，从而实现转轴的位置清零功能。本实用新型的次要技术目的是提供一种纵扭模态转化器，以克服现有技术中常用纵扭复合型超声电机具有的不足，致使本实用新型所述超声电机结构简单、成本低廉、转动平稳、输出力矩大并且无需扭振陶瓷片即可工作在扭转振动模态。

为实现以上的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：

一种具有转轴位置清零功能的斜槽式模态转换型超声电机，包括定子组件、转子组件，定子组件包括配重和压电振子，转子组件包括转子以及转轴，转轴通过轴承支撑在定子组件内腔，且转子可旋转地安装在转轴的一端，且转子和定子组件之间通过弹性组件提供预压力，所述转轴配置有位置清零装置，该位置清零装置包括开关簧片以及开关底座，所述开关底座固定安装在配重上，而开关簧片则与转轴联动连接，所述开关簧片随着转轴的转动，与开关底座接通和解离；所述压电振子包括纵振压电陶瓷片组件以及能够将纵振压电陶瓷片组件受激励电源激发的1阶纵振模态转换为2阶扭振模态的纵扭模态转换器；纵振压电陶瓷片组件以及纵扭模态转换器依次设置于配重和转子之间，且纵扭模态转换器与转子之间设置有摩擦层。

所述位置清零装置还包括开关启合部件，该开关启合部件与转轴联动连接；所述开关簧片一端与配重固定，另一端则活动设置，且开关簧片的活动端与开关启合部件联动连接；开关启合部件随着转轴的旋转，实现开关簧片和开关底座之间的接通和解离。

所述开关启合部件为设置于转轴端部的横截面呈弓形设置的弓形轴体；开关底座固定安装在配重端面，而弓形轴体则没出配重端面设置，开关簧片的一端与配重端面固定，另一端则跨过弓形轴体后活动设置；所述弓形轴体随着转轴的旋转而转动，当弓形轴体的弧面与开关簧片相触时，开关簧片的活动端和开关底座处于解离状态；当弓形轴体的弦面与开关簧片相对时，开关簧片的活动端和开关底座处于接通状态。

所述开关簧片的活动端与开关底座之间具有相配合的搭接结构，该搭接结构包括搭构以及凹槽，所述凹槽开设在开关底座，而搭构则设置于开关簧片的活动端。

所述纵扭模态转换器包括横截面呈圆环状的柱体以及开设在该圆环状柱体外壁面的复数条螺旋切槽；各螺旋切槽均布在圆环状柱体的外壁面，且各螺旋切槽的宽度、深度、长度一致。

所述螺旋切槽的截面呈矩形、三角形或梯形；且螺旋切槽的螺距范围为其所在圆柱体长度的1/2到4/5。

所述配重包括端部配重块以及与端部配重块连接成一体的配重螺柱，所述配重螺柱与模态转换器内螺纹连接，而纵振压电陶瓷片组件压紧在纵扭模态转换器和端部配重块之间。

所述弹性组件包括卡簧和硅胶弹性垫片，所述卡簧卡接在转轴的轴体上，而硅胶弹性垫片则压设在卡簧和转子之间。

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下的优点：

1、本实用新型在转轴上配置位置清零装置，该位置清零装置包括开关簧片、开关底座以及开关启合部件，开关启合部件与转轴联动连接，且开关启合部件伴随着转轴的旋转运动，可以实现开关簧片、开关底座之间的接通或者断开，因此，本实用新型所述位置清零装置可以用于判断转轴的转动位置，实现转轴位置清零功能；