[发明专利]一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机

说明书

一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机，本申请底板两侧各有一个侧支撑，底板上有顶柱座，顶柱在顶柱座内，固定盖安装在顶柱座上，三足式振子下端支撑柱卡装在固定盖内，压力传感器设置在三足式振子下端和顶柱之间，顶柱底部压住楔块体，支座一侧有螺杆座，压力调节螺钉穿过螺杆座，三足式振子的每个支架向上弯折，三足式振子的四个弯折端的下方有驱动足，驱动足包括压电陶瓷、后盖和压紧螺栓，每个侧支撑上固定有一个支座，二自由度架两端安装在对应支座上，二自由度架内有球转子，球转子两端固定轴由压紧螺钉穿过压盖进行固定。本发明电机只需要一个振子即可输出两个自由度的运动，进而驱动球形转子的转动，且结构紧凑小巧，具有非常好的应用价值。

技术领域

本发明涉及超声电机技术领域，特别是涉及一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机。

背景技术

随着医学科技的发展，医疗器械已经开始智能化和微型化。如今，对眼球的仿真机器人受到科学家的重视，因为眼球可以二自由度转动，在胃肠镜方面有着很好的应用前景。传统的电磁电机体积大且需要减速机构，故很难在微型二自由度球形电机方面得到应用。超声电机无需减速机构且精度高，易于实现微型化，在胃肠镜方面得到了很好的应用。但是，现有的超声电机在胃肠镜方面的应用，大多还局限在多个单自由度超声电机的组合，这限制了二自由度球形超声电机的微型化。一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机可以很好的解决上述问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机，该电机只需要一个振子即可输出两个自由度的力，进而驱动球形转子的转动，且结构紧凑小巧，具有非常好的应用价值，为达此目的，本发明提供一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机，包括球转子、二自由度架、支座、三足式振子、侧支撑、底板、螺杆座、压力调节螺钉、轴承一、压盖、轴承二、压紧螺钉、压电陶瓷、后盖、压紧螺栓、键、压力传感器、螺钉、顶柱座、顶柱、固定盖和楔块体，所述底板两侧各有一个侧支撑，所述底板上有顶柱座，所述顶柱在顶柱座内，所述固定盖通过螺钉安装在顶柱座上，所述三足式振子下端支撑柱通过键卡装在固定盖的插孔内，所述压力传感器设置在三足式振子下端和顶柱之间，所述顶柱底部压住楔块体，所述支座一侧有螺杆座，所述压力调节螺钉穿过螺杆座抵住楔块体一侧，所述三足式振子有3个支架且每个支架绕三足式振子一周设置，每个支架向上弯折，所述三足式振子的三个弯折端的下方有对应的驱动足，所述驱动足包括压电陶瓷、后盖和压紧螺栓，所述压紧螺栓穿过后盖将成对的压电陶瓷固定安装在对应三足式振子的弯折端的斜面上，每个侧支撑上固定有一个支座，所述二自由度架为圆环形状，所述二自由度架两端固定轴通过轴承一安装在对应支座上，所述二自由度架内有球转子，所述球转子两端固定轴通过轴承二穿过对应二自由度架的固定环，所述球转子两端固定轴由压紧螺钉穿过压盖进行固定。

本发明的进一步改进，所述球转子顶部有执行件安装座。所述球转子顶部的执行件安装座上安装有摄像头，顶部安装座用来设置执行机构，执行机构一般选用摄像头。

本发明的进一步改进，所述三足式振子的弯折端的斜面为45°，为了达到最好效果最好采用45°斜面。

本发明的进一步改进，所述压力传感器采用纽扣式压力传感器，压力传感器主要采用纽扣式压力传感器。

本发明的进一步改进，所述球转子由铝合金制成表面有一层镀钛层，采用以上结构效果最佳。

本发明一种基于三足式振子的二自由度球形超声电机，其采用二自由度三足式压电作动器，工作时压力调节螺钉转动，顶住楔块控制其进出，进而控制顶块的上下移动，这样就可以控制压力传感器上顶三足式振子与球转子的压力，本发明二自由度球形超声电机使用单个压电振子即可输出二自由度驱动，结构简单紧凑。

附图说明

图1是本发明整体示意图；

图2是本发明局部示意图；

图3是本发明二自由度架示意图；