[发明专利]操作超声波电机的方法

说明书

用于操作带有板形式的超声波致动器的超声波电机的方法以及提供用于激励超声波致动器的电激励设备，其中，超声波致动器包括至少四个相同的体积区域，四个相同的体积区域相对于超声波致动器的横切对称平面对称且相对于纵向对称平面对称地布置，并且每个体积区域形成用于形成声驻波的发生器以及用于形成静态弯曲变形的发生器，其中，电激励设备提供至少一个交流电压(U1)和两个静态电压E1、E2，并且至少一个交流电压U1在动态操作模式下同时施加到两个发生器上，以在超声波致动器中形成声驻波，两个静态电压E1、E2在静态操作模式下同时施加到所有发生器上，以形成超声波致动器的静态弯曲变形。

技术领域本发明涉及一种根据权利要求1至4所述的操作超声波电机的方法。

背景技术

由DE 10 2005 010 073 B4已知一种用于致动或操作超声波电机的方法，其中，待驱动元件的运动控制是通过声驻波和超声波致动器的静态弯曲来实现的，该声驻波通过以矩形板形式存在的超声波致动器产生。

在超声波致动器中，产生沿其长度L和高度H传播的声弯曲驻波、以及沿其长度L传播的声纵向驻波。

出于技术原因，将超声波致动器的压电板的厚度B限制为H/4，因此，由DE 10 2005010 073 B4已知的超声波电机不可能实现摩擦接触件的长度大于H/4。超声波电机可以产生的最大力和相应的机械功率受到限制。

如果需要更高的驱动力或更高的机械功率，则可以使用两个或多个并联连接或并联耦合的超声波电机。

但是，这种耦合的一个缺点是，超声波电机在工作(共振)频率方面实际上表现出广泛的分布。这是由于在超声波致动器的生产期间，由于技术原因引起的压电陶瓷密度和硬度的分布。

各个超声波电机的工作频率的差异导致并联的超声波电机的总功率的降低，并且由于一个电机的工作频率向另个一电机的传输或转换而导致不稳定的运行。

另外，使用多个电机带来更高的成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种操作超声波电机的方法，其中与现有技术中已知的方法相比，可以实现更高的驱动力、更大的机械功率和更高的操作稳定性的超声波电机。

该目的通过根据权利要求1的操作超声波电机的方法来满足，其中，随后的从属权利要求2至4表示至少有利的改进。

根据本发明的方法分为以下步骤。

-提供由压电材料或电致伸缩材料或磁致伸缩材料制成的板(2)形式的超声致动器(1)，板(2)的宽度B大于板(2)的厚度D且小于板(2)的长度L，并且板(2)包括两个主面(13，14)、沿长度延伸的两个侧面(15)、和沿宽度延伸的两个端面(16)，并且包括垂直于主面(13，14)和侧面(15)且平行于端面(16)延伸的横切对称平面S1、以及垂直于侧面(15)和端面(16)且平行于主面(13，14)延伸的纵切对称平面S2，其中，在超声波致动器(1)的至少一个端面(16)上布置有用于与待驱动元件(5)接触的摩擦元件(3)，并且超声波致动器包括至少四个相同的体积区域(19、20、21、22)，四个相同的体积区域(19、20、21、22)相对于横切对称平面S1对称地布置并且相对于纵切对称平面S2对称地布置，每个体积区域(19、20、21、22)与激励电极(27、38)和通用电极(28、39)一起布置在超声波致动器(1)上和/或之中形成用于形成声驻波的发生器(G1、G2、G3、G4)和用于形成静态弯曲变形的发生器(G1、G2、G3、G4)；

-提供电激励设备(50)，传递一个交流电压U1或两个交流电压U1、U2、并且传递两个静态电压E1、E2；