[发明专利]一种冲击式压电旋转马达

权利要求书

1.一种冲击式压电旋转马达，其特征在于，包括放置在圆柱套筒(3)中空腔体中的压电叠堆(2)、振动耦合器(8)和转子(7)；圆柱套筒(3)的底部固定板(1)上设有两个对称分布的具有倾斜面的凸台，振动耦合器(8)的底面以镜面对称的方式设置具有倾斜面的凸台；两根以中心线对称的压电叠堆(2)倾斜设置在圆柱套筒(3)的底部固定板(1)与振动耦合器(8)之间，压电叠堆(2)的两端面分别设置在凸台的倾斜面顶端；转子(7)的一端为与振动耦合器(8)顶端相接触的接触面(7-1)，另一端为输出轴(7-2)，输出轴(7-2)上还套设有预紧弹簧(6)；输出轴(7-2)伸出固定在端盖(5)上的轴承(4)；

所述的压电叠堆(2)垂直于凸台的倾斜面，凸台与水平面所成角度为20°～30°；所有的倾斜面上全部覆盖有氧化铝薄片(13)。

2.如权利要求1所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，整体结构关于圆柱套筒(3)的中心线对称；底部固定板(1)与振动耦合器(8)的底面均垂直于中心线。

3.如权利要求1所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，所述的转子(7)的接触面(7-1)为纺锤形，振动耦合器(8)的顶端设有相对应的饼状凹陷(11)，接触面(7-1)与饼状凹陷(11)进行摩擦耦合。

4.如权利要求1所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，底部固定板(1)上开设有供压电叠堆(2)的引线伸出圆柱套筒(3)外的通孔。

5.如权利要求1所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，圆柱套筒(3)内壁底部设有圆环凸起(9)，以便于转子(7)的装配和底部固定板(1)的固定。

6.如权利要求1所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，使用锯齿波信号激励压电叠堆(2)，使压电叠堆(2)产生快速伸长和收缩变形的振动；该振动被分解到水平和垂直两个方向，其中垂直振动为机构提供预紧力，增大压电叠堆(2)和接触面之间的摩擦力，水平振动则为接触面提供水平转矩；通过水平振动不断使得马达定子振动，垂直振动与预紧弹簧为压电叠堆提供预紧力，实现定子带动转子持续转动，使得冲击式压电旋转马达按照固定的方向进行旋转。

7.如权利要求6所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，所述的锯齿波信号参数设置为：对称性0％或100％，电压幅值30V～70V，激励频率400Hz～2kHz。

8.如权利要求6或7所述的冲击式压电旋转马达，其特征在于，在锯齿波的一个周期内，摩擦前进阶段和打滑后退阶段两个工作阶段组成；在摩擦前进阶段时，驱动电压为缓慢上升部分，该驱动电压使压电叠堆(2)与接触面之间产生静摩擦力，并且该静摩擦力大于接触面的惯性力，压电叠堆(2)带动接触面一起做微移动；

在打滑后退阶段，驱动电压快速下降回到初始位置，此时接触面的惯性力大于其与压电叠堆(2)之间的摩擦力，使得压电叠堆(2)与接触面之间产生一个相对滑动，因此接触面继续向前移动，而压电叠堆(2)回到起始位置；

两个阶段组合起来成为锯齿波的一个激励周期，使得接触面所在的轴承部分产生一个微位移；连续重复两个阶段，实现了马达的连续转动。