[发明专利]并联无轴承同向旋转式驻波型直线超声波电机

说明书

本发明提供一种并联无轴承同向旋转式驻波型直线超声波电机，包括定子和转子，转子包括内转子和外转子，内转子和外转子固定在一起，定子设于内转子和外转子间，定子包括若干定子单元和鼠笼型固定结构，定子单元包括弹性体、左端压电陶瓷和右端压电陶瓷，弹性体采用弧形结构，每个弹性体的两端分别设有左端压电陶瓷和右端压电陶瓷，弹性体的内表面设有两个内驱动足，内驱动足与内转子接触，弹性体的外表面设有两个外驱动足，外驱动足与外转子接触，内驱动足、外驱动足同向同弧度偏离定子单元驻波波节位置；与目前流行的直线型超声波电机相比，该电机无轴承、结构紧凑、双转子同向旋转驱动，实现双倍输出。

技术领域

本发明涉及一种并联无轴承同向旋转式驻波型直线超声波电机。

背景技术

驻波型直线超声波电机有两类，一类是复合模态电机，一类是单模态电机。前者工作时定子中有两个模态，因此其结构设计相对复杂，后者工作时只采用一个模态，故设计相对简单，但其驱动方向为单向。驻波型直线超声波电机定子结构一般是直线，其输出也一般是直线。

目前现有的驻波型直线超声波电机存在着或结构设计相对复杂，或难以实现同向旋转的问题。

上述问题是在驻波型直线超声波电机的设计过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联无轴承同向旋转式驻波型直线超声波电机解决现有技术中存在的或结构设计相对复杂，或难以实现同向旋转的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种并联无轴承同向旋转式驻波型直线超声波电机，包括定子和转子，转子包括内转子和外转子，内转子和外转子固定在一起，定子设于内转子和外转子间，定子包括若干定子单元和鼠笼型固定结构，定子单元包括弹性体、左端压电陶瓷和右端压电陶瓷，弹性体采用弧形结构，弹性体通过鼠笼型固定结构定位且弹性体共同排列形成环形，每个弹性体的两端分别设有左端压电陶瓷和右端压电陶瓷，左端压电陶瓷和右端压电陶瓷分别采用径向方向极化的压电陶瓷；当陶瓷施加圆周方向的交变电场时，利用陶瓷扭振模式激励定子弹性体产生面内一阶弯振，弹性体的内表面设有两个内驱动足，内驱动足与内转子接触，弹性体的外表面设有两个外驱动足，外驱动足与外转子接触，内驱动足、外驱动足同向同弧度偏离定子单元驻波波节位置，定子单元在波节位置弹性体振幅为零。

进一步地，定子单元的左端压电陶瓷和右端压电陶瓷两块压电陶瓷采用如下三种布置方案中任一种：方案一，两块压电陶瓷极化方向均为径向方向的正方向，两块压电陶瓷在径向和轴向方向上具有相同大小和正负的参数，在周向上其大小相等，符号相反；其二，两块压电陶瓷极化方向一块为正径向方向，另一块为负径向方向，两块压电陶瓷在轴向方向具有相同大小和正负的参数，在径向和周向上其大小相等，符号相反；其三，两块压电陶瓷极化方向一块为正径向方向，另一块为负径向方向，两块压电陶瓷在周向方向具有相同大小和正负的参数，在径向和轴向上其大小相等，符号相反。

进一步地，鼠笼型固定结构包括绝缘套环和若干定位铜条，定位铜条分别垂直连接在绝缘套环上，同一个弹性体两端的左端压电陶瓷和右端压电陶瓷分别粘结在相邻的两根定位铜条上，定位铜条的共同外围环绕绝缘套环并固定形成稳定的鼠笼型固定结构。

进一步地，与左端压电陶瓷、右端压电陶瓷粘结在一起的定位铜条为定子单元供电，在左端压电陶瓷和右端压电陶瓷中产生周向方向电场；同一定子单元上的左端压电陶瓷和右端压电陶瓷的外端部侧面所接电源一个为电源正极，另外一个为电源负极。

进一步地，当各定子单元发生弯振时，转子在各定子单元的内、外驱动足的共同作用下旋转。

进一步地，内转子与外转子通过定子单元进行固定，且无轴承。

进一步地，定子是由若干个定子单元在周向和轴向上并联而成。

本发明的有益效果是：