[发明专利]一种采用全新预压力施加方式的旋转行波超声电机

说明书

本发明涉及一种采用全新预压力施加方式的旋转行波超声电机，包括刚性转子组件，刚性转子组件的一侧通过轴承安装在电机底座上，其另一侧顺次安装定子组件、定子支撑架和预压力外壳；前述的刚性转子组件包括顺次连接的刚性转子和摩擦片；前述的定子组件包括顺次连接的定子、压电陶瓷片和柔性印制板；在预压力外壳和定子支撑架之间还安装布设波簧；本发明具有大中空占比、抗高过载、低速稳定性好、低温启动性好等优点，且电机在整个寿命期间输出性能一致性好；扩展了中空超声电机在大中空占比场合的应用，比如用于大中空占比光学镜头中驱动镜片和波片。

技术领域

本发明涉及一种采用全新预压力施加方式的旋转行波超声电机，属于超声电机技术领域。

背景技术

现有技术中的各种中空旋转行波超声电机，缺少一种具有大中空占比同时还具有大转矩比的中空旋转行波超声电机。

现有技术中环形定子无腹板结构的超大中空占比的旋转行波超声电机，其定子组件及结构如图1所示。这种环形定子无腹板结构的中空超声电机在安装使用过程中，它至少包括有限制定子周向转动的金属或塑料外壳、施加预压力的波簧或碟簧、转子、转子用的滚轮或滚珠等，这种中空超声电机的定子通常为悬浮形式，定子压在转子上，转子压在滚轮或滚珠上，波簧压在定子贴有压电陶瓷片的一面，定子在周向方向通过外壳上的凸起深入定子齿槽中限制其自由度，但在轴向方向上仍具备一定的位移能力。这种超大中空占比的旋转行波超声电机已在佳能、尼康、适马、宾得、索尼和奥林巴斯等镜头中得到了成功的应用，在小力矩下运行快速、稳定、无噪声。其不足之处：定子定位机构复杂；滚轮或滚珠的制作和安装技术要求较高；电机无法提供大力矩，转矩比较低。

现有技术中的定子带腹板结构的中空旋转行波超声电机，如《中空超声电机》（CN202696502U）、《一种高可靠高稳定度中空旋转型行波超声电机》（CN103219917A）、《一种高精度薄壁中空型行波超声电机》（CN107769609A）、《一种螺纹式空心旋转型行波超声电机》（CN102751906A）《一种限定定转子接触预压力的中空超声电机》（CN203872083U）等等。现有技术中的这些中空超声电机的定子普遍采用带腹板结构，通过螺钉或螺纹的形式将腹板固定在定子座上；转子普遍采用柔性结构（也有采用刚性结构通过螺钉固定在转轴的方式，如专利《一种高精度薄壁中空型行波超声电机》中采用的结构）；通过外壳挤压轴承，再利用轴承挤压定子或转子，利用柔性转子、定子腹板的形变提供预压力。现有的这种定子带腹板结构的中空旋转型超声电机，虽然相比较环形定子无腹板结构的超大中空占比的旋转行波超声电机具有较大的输出转矩，但是也有诸多不足之处：一是因其定子采用的是螺钉或螺纹的方式固定，电机内通孔的直径不可能设计成很大，导致电机的整体中空占比仍比较小，无法用于一些需要较大通孔的应用场合；二是由于预压力主要是由柔性转子或定子腹板的形变提供，因此对柔性转子或定子腹板的结构设计、刚度设计要求较高，设计难度较大；三是由于定转子提供的形变通常较小，摩擦材料的磨损对预压力的影响极为敏感，摩擦材料磨损后电机预压力大小改变明显，因此电机寿命末期的输出性能因摩擦材料的磨损下降极为明显。