[实用新型]定子组件及旋转型行波超声电机

说明书

本实用新型涉及一种定子组件及旋转型行波超声电机，该定子组件包括由环状基体和固定在环状基体的上表面上的齿板组合而成的定子本体以及上表面与环状基体的下表面连接的环形压电陶瓷，齿板由钢制材料制成，包括环形的轭部和分别与轭部的边缘连接的多条自轭部的中心点向轭部的边缘延伸的定子齿，且每相邻的两条定子齿之间的间隔相等；旋转型行波超声电机包括转轴、底座、摩擦环、转子、碟簧、预紧垫片、环形磁铁和该定子组件，其中：底座、环形压电陶瓷、环状基体、齿板、摩擦环、转子、碟簧、预紧垫片和环形磁铁由下而上依次套设在转轴上。该定子组件质量轻、成本低、结构简单易加工，该旋转型行波超声电机结构稳定、输出转矩大、整体性能优良。

技术领域

本实用新型涉及压电超声电机领域，尤其是涉及一种定子组件及旋转型行波超声电机。

背景技术

旋转型行波超声电机的工作原理是利用环形压电陶瓷元件的逆压电效应，将交变的电能转化为弹性体(定子)质点上的动能，产生微幅振动，该微幅振动在超声频段内进行，并通过定子与动子之间的摩擦作用将定子的振动转换为动子的旋转运动，进而输出功率，驱动负载。

旋转型行波超声电机有许多独特的优点，使得它显示出更广阔的应用前景。主要包括：①低速大转矩，无需齿轮减速机构，可实现直接驱动；②结构紧凑，设计灵活；③位移和速度控制性好，分辨率高；④运行时噪声低。

当前的定子组件通常包括压电陶瓷、基体和具有定子齿的齿板。

研究表明，一方面，齿板的存在增加了定子的等效厚度，从而起到振幅放大的作用，有利于提高电机的输出性能；另外，定子齿的齿高是影响定子传动效率及稳定性的重要因素，其中，适当提高齿高，可增大定子齿上质点的振动位移和驱动速度，调节质点圆周运动椭圆轨迹的纵横比，从而提高定子组件的传动效率。

但是，另一方面，现有的齿板主要由铜材料制作而成，存在质量大、成本高的缺点，同时，在此基础上，采用传统的增加齿板的边缘部分的厚度从而进一步增加现有的定子齿的齿高的结构，则会使定子的质量被进一步地增加，不利于对电机的灵活调节。

另外，现有的旋转型行波超声电机的定子组件与转子之间的接触不紧密，从而输出的转矩低，无法实现大功率输出，造成旋转型行波超声电机整体性能的浪费；同时，其他各个部件之间的连接不紧密，也会导致旋转型电机整体结构不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种定子组件及旋转型行波超声电机，该定子组件质量轻、成本低、结构简单、加工制造容易，且该旋转型行波超声电机结构稳定、输出转矩大、整体性能优良。

为实现本实用新型的目的采用如下的技术方案。

技术方案1的实用新型为一种定子组件，包括由环状基体和固定在所述环状基体的上表面上的齿板组合而成的定子本体以及上表面与所述环状基体的下表面连接的环形压电陶瓷。其中，所述齿板由钢制材料制成，包括环形的轭部和分别与所述轭部的边缘连接的多条自所述轭部的中心点向所述轭部的边缘延伸的定子齿，且每相邻的两条所述定子齿之间的间隔相等。

另外，技术方案2的定子组件，在技术方案1的定子组件中，各条所述定子齿分别包括各自的靠近所述轭部的中心点的第一区段、远离所述轭部的中心点的第二区段和连接所述第一区段和所述第二区段的过渡区段，且所述第二区段的下表面高于所述第一区段的上表面。

另外，技术方案3的定子组件，在技术方案1的定子组件中，以环形薄板的9节径横向弯曲模态作为工作模态，所述环形压电陶瓷包括A相区环形压电陶瓷和B相区环形压电陶瓷，所述A相区环形压电陶瓷与所述B相区环形压电陶瓷分别由各自的8个环形压电陶瓷片排列而成，每一个所述环形压电陶瓷片对应的角度为20度，所述 A相区环形压电陶瓷的一端与所述B相区环形压电陶瓷的一端之间的间隔相对应的角度为10度，所述A相区环形压电陶瓷的另一端与所述B相区环形压电陶瓷的另一端之间的间隔相对应的角度为30 度。