[实用新型]一种机械手指关节用压电电机支撑以及机械手指关节

说明书

本实用新型公开了电机制造技术领域内的一种机械手指关节用压电电机支撑，包括一对转子、一对定子、一对压电陶瓷片、三片电极片以及轴系组件，轴系组件包括转轴、轴承以及卡簧，压电陶瓷片和电极片依次以电极片、压电陶瓷片、电极片、压电陶瓷片、电极片的结构形式套装在转轴中部，且经定子压紧在一对定子之间，一对转子经轴承可转动的套设在转轴上，转子的内端面贴合在定子的外端面上，本实用新型结构简单，易制作，易装配，不会干扰机械手指和压电电机的运行，可用于机器人中。

技术领域

本实用新型涉及一种机械手指关节，特别涉及一种机械手指关节用压电电机支撑。

背景技术

机器人一直是本世纪发展的尖端科技，在机器人的研究中，机械手指是其中的研究难点。机械手指关节驱动拥有多种方法，气压/液压驱动、功能材料驱动和电磁电机驱动。以上各种驱动方式都有其各自的优缺点，其中应用最为广泛的是电磁电机驱动，但电磁电机因其结构原因尺寸较大，只能放置在机械手掌内部，通过腱、连杆或绳进行间接驱动手指关节。并因为电磁电机因为转动特点需要配备减速器，无疑复杂了机械手指的结构。而柱体压电电机因其大扭矩、抗干扰能力强、结构简单等原因，可以之间应用于机械手指关节处。

压电电机是利用压电体在电压作用下发生振动，驱动运动件旋转或作直线运动。压电电机由运动件及振动件两部分组成，无绕组、磁体及绝缘结构。一般分为交流与直流两类压电电动机，压电电机包括压电元件，使用高频电压作为驱动电压，并且具有由定子和转子之间的摩擦产生的驱动力，在操作压电电机的原则中，高频电压被施加到压电元件，以使压电元件振动。压电电机由于压电元件的振动而在一个方向获得驱动力，以获得转子的转动。

压电电机功率密度比普通电动机高得多，但机械结构受到限制。由于一般压电体的能量转换效率较低，且振动或伸缩的幅值很小，因而只能制成特殊要求的专用电动机，获得微小变位的蠕动。而在机械手指等空间位置有限的场合，对压电电机的扭矩、尺寸、结构以及应用方式均有较高要求。尤其是在支撑方面，合适的支撑方式，可以有效的提高压电电机的驱动能力和手指的控制效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械手指关节用压电电机支撑以及机械手指关节，其结构简单，易制作，易装配，不会干扰机械手指和压电电机的运行。

本实用新型的目的是这样实现的：一种机械手指关节用压电电机支撑，包括一对转子、一对定子、一对压电陶瓷片、三片电极片以及轴系组件，所述轴系组件包括转轴、轴承以及卡簧，所述压电陶瓷片和电极片依次以电极片、压电陶瓷片、电极片、压电陶瓷片、电极片的结构形式套装在转轴中部，且经定子压紧在一对定子之间，所述一对转子经轴承可转动的套设在转轴上，轴承经卡簧卡接在转轴上，所述转子的内端面贴合在所述定子的外端面上。

作为本实用新型的进一步限定，所述转子的内圈作为轴安装端，经轴承固定在转轴上，转子的外圈作为转动端，外圈的内端面贴合在定子外端面上，所述转子的内圈与外圈之间经锥面相连。

作为本实用新型的进一步限定，所述转子包括经转子环、锥面支撑以及轴承座，所述转子环和轴承座之间经锥面支撑相连，所述锥面支撑与轴承座的连接处位于轴承座的外周面，所述锥形支撑与转子环的连接处位于转子环的顶部端面上，所述轴承座的厚度大于锥面支撑的厚度，且锥面支撑与轴承座轴向之间的夹角为45-70°，所述锥形支撑底端与转子环顶部端面的外侧相连，所述转子环顶部端面内侧与锥形支撑之间形成环形凹槽，所述锥形支撑的顶部与轴承座外周面中部相连。

一种机械手指，包括手指动节、转动支撑、压电电机支撑、固定支撑以及手指基节，手指动节经转动支撑连接在压电电机支撑上，所述转动支撑与压电电机支撑内的转子固定在一起，转动支撑的一端以一定角度相切于转子，转动支撑另一端与手指动节固定连接；压电电机支撑内轴的两端均固定连接有固定支撑，两固定支撑的另一端固定连接在手指基节上。

作为本实用新型的进一步限定，所述转动支撑与手指动节之间、固定支撑与手指基节之间均通过螺钉固定连接。