[发明专利]夹心式模态转换超声电机、驱动平台及其驱动方法

权利要求书

1.一种夹心式模态转换超声电机，由固定底座（1）、第一弹性体（2）、第二弹性体（3）、转动体（4）、键（5）、推力球轴承（6）、蝶形弹簧（7）、螺母（8）和输出轴（9）组成；所述固定底座（1）为板结构，所述固定底座（1）一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有n个通孔（1-1）结构，其中n为大于等于1的整数，所述固定底座（1）一侧端部表面中心位置设有螺纹孔（1-2）结构，所述固定底座（1）另一侧端部表面中心位置设有沉头孔（1-3）结构，所述固定底座（1）螺纹孔（1-2）结构与沉头孔（1-3）结构中心位置设有通孔（1-4）结构；所述第一弹性体（2）由前匹配端（2-1）、通电电极片（2-2）、环形压电陶瓷片（2-3）、后匹配端（2-4）和绝缘套筒（2-5）组成，所述前匹配端（2-1）为中空阶梯轴结构，所述前匹配端（2-1）一侧端部设置有外螺纹（2-1-1）结构，所述前匹配端（2-1）另一侧端部设置有外螺纹（2-1-3）结构，所述前匹配端（2-1）阶梯圆环面与另一侧端部外螺纹（2-1-3）结构之间的外圆柱表面（2-1-2）套接安装绝缘套筒（2-5）；所述前匹配端（2-1）两侧端部表面中心位置设有通孔（2-1-4）结构；所述环形压电陶瓷片（2-3）采用d₃₃激振模式，且其均沿厚度方向极化，所述通电电极片（2-2）为设置有凸耳结构的圆环形铜片，4i片环形压电陶瓷片（2-3）与4i+1片通电电极片（2-2）通过绝缘套筒（2-5）相互间隔套接于前匹配端（2-1）阶梯圆环面与外螺纹（2-1-3）结构之间的外圆柱表面（2-1-2）上，其中i为大于等于1的整数，所述绝缘套筒（2-5）为薄壁圆环状结构；所述后匹配端（2-4）为中空圆柱体结构，所述后匹配端（2-4）一侧端部设置有外螺纹（2-4-1）结构，所述后匹配端（2-4）另一侧端部表面设置有螺纹孔（2-4-2）结构，所述后匹配端（2-4）两侧端部表面中心位置设有通孔（2-4-3）结构，所述后匹配端（2-4）外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器（2-4-4）结构，其中h为大于等于1的整数；所述第二弹性体（3）为平面型第二弹性体，所述平面型第二弹性体（3）一侧端部表面中心位置设有螺纹孔（3-1）结构，所述平面型第二弹性体（3）另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽（3-3）结构，所述平面型第二弹性体（3）圆形凹槽（3-3）结构一侧端部表面设置有摩擦材料（3-4），所述平面型第二弹性体（3）圆形凹槽（3-3）结构与螺纹孔（3-1）结构中心位置设有通孔（3-2）结构；所述转动体（4）为板结构，所述转动体（4）一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽（4-1）结构，其与第二弹性体（3）的圆形凹槽（3-3）结构相对布置，所述转动体（4）另一侧端部表面中心位置设有凸缘（4-2）结构，所述转动体（4）凸缘（4-2）结构端部表面设置有阶梯孔（4-3）结构，所述转动体（4）端部表面中心位置设有通孔（4-4）结构，所述转动体（4）凸缘（4-2）结构内部设置有键槽（4-5）结构；所述输出轴（9）为阶梯轴结构，所述输出轴（9）一侧端部设置有键槽（9-1）结构，所述输出轴（9）靠近键槽（9-1）结构一侧设置有外螺纹（9-2）结构，所述输出轴（9）另一侧端部设置有外螺纹（9-6）结构，所述输出轴（9）靠近两侧外螺纹（9-2）与（9-6）结构的外圆周表面（9-3）与（9-5）结构与推力球轴承（6）配合连接，所述输出轴（9）与推力球轴承（6）配合连接的外圆周表面（9-3）与（9-5）结构之间靠近键槽（9-1）结构一侧设置有键槽（9-4）结构；所述布置于第一弹性体（2）上的环形压电陶瓷片（2-3）构成激振组A。