[实用新型]一种预压力可调的中空超声波电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及微特电机技术领域，具体涉及一种预压力可调的中空超声波电机。

背景技术

超声波电机是一种新型微特电机，其工作原理是利用压电材料的逆压电效应，激发弹性体在超声频段内微幅振动，并通过定子、转子之间的摩擦作用将振动转换为转子的旋转运动，输出功率，驱动负载。它不需要磁铁和线圈，打破了迄今为止由电磁效应获得转速和转矩的概念，是处于当前科学前沿的高新技术之一。

现有超声波电机定子、转子的预压力一般由转子或弹簧的变形施加，超声波电机工作时产生振动，转子和弹簧的变形也随之改变，定子、转子之间的预压力呈现未知的模糊状态，并且传统超声波电机组装完成后预压力不可调节，然而定子、转子之间的预压力对于超声波电机的性能有着重要的影响，这种定子、转子之间预压力的不确定性严重影响超声波电机的可靠性及性能，限制了超声波电机的应用范围。因此，有必要设计一种预压力可调节的超声波电机，在弹簧和转子双重变形下施加预压力，并且定子、转子之间的预压力随超声波电机的振动可以通过锁紧机构随时调节，这样可以极大地提高超声波电机输出性能的稳定性。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种预压力可调的中空超声波电机，这种超声波电机定子、转子之间的预压力依靠定子上腹板的锥形结构和弹簧共同施加，预压力可调，结构可靠。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主要包括传动机构、锁紧机构和外壳。传动机构包括压电陶瓷片、定子、摩擦片、转子和中空轴等；锁紧机构主要由锁紧螺钉、弹簧等组成；外壳包括上盖、底座和中空轴承端盖等。其特征在于将压电陶瓷片对称分区，每个分区施加一定相位差的电信号激励，压电陶瓷片在电信号激励下发生逆压变效应，定子与压电陶瓷片黏结在一起，在压电陶瓷片逆压电效应下激发出若干个幅值相等、在时间和空间上均有一定相位差的模态响应，模态响应在定子表面叠加形成行波。摩擦片黏结在转子下表面，通过锁紧螺钉和弹簧在转子上表面施加一定的预压力，使摩擦片与定子始终保持接触，其中转子的腹板为锥形结构，结构无突变，在预压力作用下定子、转子接触面的压力分布均匀，定子与摩擦片及转子能实现很好的贴合，并且定子的基板上有一圈沟槽，起到隔振作用。通过定子与摩擦片之间的摩擦作用，定子表面的行波就能驱动转子转动，中空轴通过键与转子上键槽连接，中空轴另一端固定在轴承上，轴承安装在底座上，靠轴承端盖固定，中空轴在转子带动下转动，输出功率，驱动负载。本实用新型结构简单，预压力依靠弹簧和转子腹板锥形结构变形共同作用施加，并且可以通过锁紧螺钉调节，定子、转子接触面预压力分布均匀，可靠性强，定子、转子和中空轴为中空结构，适用范围广。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：中空超声波电机定子、转子与中空轴均为中空结构，使得超声波电机结构紧凑，质量更轻，同时能更好利用中空位置，适用范围更广。与传统超声波电机相比，本实用新型采用锁紧装置和转子腹板锥形结构共同施加预压力的方式，因弹簧和转子上腹板的锥形结构均为柔性，定子、转子之间的预压力随超声波电机工作时的振动随时调节，这样可以极大地提高超声波电机性能的稳定性，并且避免转子变形过大而导致薄弱环节破坏的情况发生，从而提高了超声波电机的可靠性。

附图说明

图1是一种预压力可调的中空超声波电机整体结构示意图

图2是一种预压力可调的中空超声波电机定子结构示意图

图3是一种预压力可调的中空超声波电机转子结构示意图

以上附图中：1、锁紧螺钉；2、上盖；3、弹簧；4、中空轴；5、转子；6、摩擦片；7、螺栓；8、定子；9、压电陶瓷片；10、底座；11、螺钉；12、轴承；13、轴承端盖；14、沟槽；15、键槽；16、腹板。

具体实施方式