[实用新型]惯性式双U型结构的直线压电电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种惯性式直线压电电机，属于压电精密致动技术领域。

背景技术

压电直线电机技术作为新兴的精密驱动技术，因其短小轻薄的外形特征和易于集成等突出优势得到了国内乃至全世界的广泛关注。压电陶瓷的逆压电效应可将电能转化为机械能，据此效应设计的作动器具有结构简单、电磁兼容性好、响应快等优点。

惯性式电机是一种利用压电陶瓷的快速变形产生的惯性冲击来实现微位移的微型驱动机构，它具有很多优势如：运动范围大、分辨率能达到纳米级、结构简单、部件可被微小化、并能在步进运动的同时实现精确定位等。

利用压电元件动态特性的惯性冲击式驱动器在精密驱动领域已经发展为一项独特的驱动型式，得到了广泛的研究与应用。然而就目前的对惯性式压电直线电机研究技术还有一些不足，如：电机部件的微小化并未完全得到实现，定位精确的电机结构较为复杂，运动的分辨率不高，并且普遍采用作为驱动元件的压电叠堆抗拉力弱，结构限制不能连接质量较大的惯性块，驱动能力受到限制，制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种惯性式的压电直线电机，其具有结构简单、部件微小、运行稳定、定位精确、运动分辨率高、成本较低等优点。

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：

一种惯性式双U型结构的直线压电电机，包括复合振动元件以及动子，所述动子呈圆柱形杆状设置，而复合振动元件包括定子导向件、对称地安装在定子导向件两侧的两个U型作动定子、压电陶瓷片，所述定子导向件的中部位置贯穿开设定子导向孔，U型作动定子的封闭端通过夹持力调节部件安装在定子导向件的侧部，而U型作动定子的两侧臂的外表面均粘接有压电陶瓷片，且U型作动定子的两侧臂的端部在对应于定子导向孔的位置处开设有弧形定子夹持槽，所述弧形定子夹持槽的弧面与动子外圆面相匹配；所述定子穿过动子导向孔设置，且动子通过两U型作动定子上所开设的弧形定子夹持槽夹持锁紧；所述U型作动定子侧臂上粘接的压电陶瓷片，均与相应的激励电源连接。

所述U型作动定子侧臂上粘接的压电陶瓷片，具有相同的极化方式与作动方向，且与相同的电压信号连接。

所述的电压信号为电压慢升快降的三角波信号；该三角波信号在0至                                               的一个周期内分为两个过程，其中0至为上升信号段，至为下降信号段，并且

所述U型作动定子的封闭端通过夹持力调节部件安装在定子导向件侧部所设置的凸起上。

所述夹持力调节部件为螺纹紧固部件。

所述螺纹紧固部件为连接螺钉；所述U型作动定子的封闭端在中部位置开设夹持孔，凸起对应于夹持孔开设螺纹孔，螺钉穿过夹持孔后螺纹配合连接在螺纹孔中。

所述弧形定子夹持槽为半圆形槽。

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.        本实用新型所述的压电电机各部件结构简单，加工难度小，连接方便，可以实现批量生产；

2.        本实用新型的压电元件采用压电陶瓷，克服了普遍的作为惯性驱动元件的压电叠堆抗拉力弱，只能伸不能缩，不能连接较大质量块的缺点，在实现步进的同时精度也较高，成本较低；

3.        本实用新型的作动定子部分将传统压电电机中的定子部分与导向装置部分连接在了一起，大大增加了空间利用率，实现了电机整体的小型化。

4.        本实用新型在所有压电陶瓷上均施加了电压慢升快降的三角波电压信号，驱动方式较为简单，避免了复杂的驱动形式。

附图说明

图1是惯性式压电超声电机的整体结构示意图。

图2是所述压电电机的实现形式的定子运动件分解示意图。

图3是锯齿波信号示意图。

图4是惯性式压电超声电机的直线运动原理示意图。

其中：1、定子导向件，1.1、定子导向孔，1.2、凸起，2、动子，3、U型作动定子，3.1、夹持孔，3.2、定子夹持槽，4、压电陶瓷片，5、连接螺钉，6、作动方向；7、复合振动元件。

具体实施方式

以下将结合附图详细地说明本实用新型的技术方案。