[发明专利]一种利用弯曲振动模态多足驱动的旋转超声电机

说明书

本发明公开了一种利用弯曲振动模态多足驱动的旋转超声电机，包括外壳、安装于所述外壳内的定子，以能够转动的方式穿过定子的转子和安装于外壳外的驱动电源；定子包括中空的多边框形弹性体和多个压电陶瓷片，多边框形弹性体的每个外边处均设置有两个压电陶瓷片，多边框形弹性体的各内边上分别延伸出驱动足，处于同一外边上的两压电陶瓷片位于对应内边的所述驱动足的两侧；各压电陶瓷片分为两组，两组压电陶瓷片分别电性连接驱动电源的相应输出端，同一外边上的两压电陶瓷片分别位于不同的组内，且相邻的两压电陶瓷片也分别位于不同的组内。与现有技术相比，结构简单，驱动控制方式简单，提升了旋转超声电机的输出效率；同时各部件加工难度小。

技术领域

本发明涉及一种旋转超声电机，更具体地说涉及一种利用弯曲振动模态多足驱动的旋转超声电机。

背景技术

超声电机是一种新型微特电机，旋转超声电机是超声电机的一种类型，其工作原理是利用压电元件的逆压电效应将输入的电能转化为机械能，激发定子振动体的超声频率的机械振动(微米级)，并通过定子和转子之间的摩擦耦合作用来直接驱动转子做旋转运动。

与传统的电磁电机相比，超声电机具有相应速度快(毫秒级)、定位精度高、无电磁干扰和断电自锁等优点，在精密仪器、航空航天、微机电系统、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。但是，目前的旋转超声电机普遍存在着定子结构复杂、体积较大和加工难度大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用弯曲振动模态多足驱动的旋转超声电机，其结构简单、体积较小，加工容易，同时驱动控制方式简单。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种利用弯曲振动模态多足驱动的旋转超声电机，包括外壳、安装于所述外壳内的定子，以能够转动的方式穿过所述定子的转子和安装于所述外壳外的驱动电源；所述定子包括中空的多边框形弹性体和多个压电陶瓷片，所述多边框形弹性体的每个外边处均设置有两个所述压电陶瓷片，所述多边框形弹性体的各内边上分别延伸出用以与所述转子接触配合的驱动足，处于同一外边上的两所述压电陶瓷片位于对应内边的所述驱动足的两侧；其中，各所述压电陶瓷片分为两组，两组所述压电陶瓷片分别电性连接所述驱动电源的相应输出端，同一外边上的两所述压电陶瓷片分别位于不同的组内，且相邻的两所述压电陶瓷片也分别位于不同的组内。

所述驱动电源具有两路独立的驱动信号，且所述驱动电源的相应输出端为信号输出端，两所述驱动信号分别与两所述信号输出端一一对应电性连接，且两所述驱动信号均为方波驱动信号或正弦驱动信号，两所述驱动信号的相位差为π/2。

各所述压电陶瓷片均沿厚度方向极化，各所述压电陶瓷片的极化方式为d₃₁。

所述外壳包括壳体和安装于所述壳体上的定子安装座，所述壳体和所述定子安装座安装后的内部形成有一个安装腔，所述多边框形弹性体安装于所述定子安装座上，且所述多边框形弹性体位于所述安装腔内。

所述定子安装座和所述壳体上分别安装有轴承，两所述轴承分设于所述多边框形弹性体的两侧，所述转子的两端分别穿设于所述轴承内。

各所述驱动足均呈半圆柱体状。

各所述压电陶瓷片均为方形片。

采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：本发明通过采用呈多边框形的定子进行驱动，结构简单，驱动控制方式简单，且多边框形弹性体的各外边均贴设有两片压电陶瓷片，确保了旋转超声电机的输出效率；同时，各部件构成的整体体积较小，更易于微小型化，且各部件的结构简单、加工难度小，连接方便。

附图说明

图1为本发明中旋转超声电机的结构示意图；

图2为本发明中旋转超声电机的剖视图；

图3为本发明中定子和转子的安装示意图(省略法兰盘)；