[发明专利]基于压电陶瓷多振动模式的Z型结构单模态驻波型直线超声波电机

权利要求书

1.一种基于压电陶瓷多振动模式的Z型结构单模态驻波型直线超声波电机，包括定子与动子，其特征在于：定子包括上表面压电陶瓷、左端压电陶瓷、右端压电陶瓷、左驱动足、右驱动足和金属弹性体，金属弹性体采用Z型金属弹性体，金属弹性体包括弹性体中部和凸出部，弹性体中部的两端分别设有伸出的凸出部，其中一端的凸出部紧挨金属弹性体的上表面，另一端的凸出部紧挨金属弹性体的下表面，弹性体中部和凸出部整体呈现为Z型结构，上表面压电陶瓷设于弹性体中部的上表面，弹性体中部的下表面两端分别设有左驱动足、右驱动足，且左驱动足、右驱动足均设于弹性体中部与动子间，凸出部与弹性体中部的两端分别形成左边槽、右边槽，左端压电陶瓷粘结在左边槽内，右端压电陶瓷粘结在右边槽内；

左端压电陶瓷和右端压电陶瓷的极化方向均为Z轴正方向，左端压电陶瓷和右端压电陶瓷两块压电陶瓷施加电场方向分别为X轴正方向和X轴负方向，左端压电陶瓷和右端压电陶瓷的工作模式均为扭转振动模式；左端压电陶瓷和右端压电陶瓷的扭转振动通过Z型金属弹性体的凸出部传递给整个定子的金属弹性体，使金属弹性体发生弯振；上表面压电陶瓷的极化方向为Z轴正方向，施加电场方向为Z轴负方向，上表面压电陶瓷的工作模式为伸缩振动模式；左端压电陶瓷和右端压电陶瓷的扭转振动模式以及上表面压电陶瓷的伸缩振动模式两种模式共同工作；三片陶瓷的两种振动模式共同激励定子一阶弯曲振动，继而驱使驱动足进行斜直线运动，推动动子进行移动。

2.如权利要求1所述的基于压电陶瓷多振动模式的Z型结构单模态驻波型直线超声波电机，其特征在于：左驱动足偏离定子左侧驻波波节位置，右驱动足偏离定子右侧驻波波节位置，两者偏离方向和偏离距离都相同，偏离距离均为八分之一基波波长，动子放置于左驱动足、右驱动足两驱动足下方。

3.如权利要求1所述的基于压电陶瓷多振动模式的Z型结构单模态驻波型直线超声波电机，其特征在于：上表面压电陶瓷、左端压电陶瓷和右端压电陶瓷三块压电陶瓷施加相同时间相位的交流电压，各自在定子的金属弹性体中激振出的一阶弯振具有相同时间相位和空间相位，三者互相叠加。