[发明专利]超声波致动器

说明书

本发明涉及一种环形式或空心圆柱体形式的超声波致动器，在其端面处布置有n≥2个摩擦元件，并且在其外周面处布置由2n个均通过分离间隙彼此分隔开的激励电极，并且所述摩擦元件中的每一个布置在所述分离间隙的区域中，其中，在两个相对于所述超声波致动器的圆周相邻且位于不同的端面上的摩擦元件之间均布置有两个激励电极，从而当对所述超声波致动器进行电激励时，所述两个端面的摩擦元件同时执行运动，所述运动适合于使待驱动元件同向旋转驱动。本发明还涉及一种具有这种超声波致动器的超声波电动机和一种保持装置，该超声波致动器插入在该保持装置中。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1至8所述的超声波致动器和一种具有这种超声波致动器的超声波电动机以及一种根据权利要求9和10所述的保持该超声波致动器的保持装置。

背景技术

DE102013224569B3公开了一种空心圆柱形的超声波致动器，其中，摩擦元件如此布置在其上端面和下端面处，使得这些摩擦元件布置成均彼此不相对，而是彼此错开一定的圆周角。在此，通过向布置在空心圆柱体的周面处的电极施加电压，可以实现摩擦元件从上端面和下端面的彼此独立的运动，使得两个由超声波致动器待驱动的与相应的摩擦元件接触的元件可以彼此独立移动。

DE102017114667B3教导了一种空心圆柱形的超声波致动器，其中，布置在其上端面和下端面处的摩擦元件均彼此相对。

由EP2845305B1已知一种空心圆柱体形式的超声波致动器，其中，在其端面中的一个或在两个端面上均布置有摩擦元件。在存在位于两个端面上的摩擦元件的情况下，在每个端面上设置有相同数量的摩擦元件，其中，其中一个端面的摩擦元件相对于圆周的位置与另一个端面的摩擦元件相对于圆周的位置重合，使得两个摩擦元件在不同的端面上彼此相对地布置。

通过将摩擦元件布置在两个端面上，可以同时使用这些摩擦元件来对待驱动元件进行驱动。为此，相应端面的摩擦元件与配属的摩擦元件接触，该配属的摩擦元件又与待驱动轴连接。为了将足够的驱动力从摩擦元件传递到配属摩擦元件，将配属摩擦元件压靠相应端面的摩擦元件。

然而，在此不利的是，从两侧经由摩擦元件作用到超声波致动器上的压力引起对在超声波致动器中由电激励引起的变形的减弱，由此导致相应的超声波电动机的驱动功率的减小。

由EP2845305B1已知的超声波致动器的另一个缺点是构成不利的阻抗谱，尤其是在使用更多数量的摩擦元件时。换句话说，更多数量的布置在端面处的摩擦元件引起在超声波致动器的共振频率附近的阻抗谱中形成多个峰值，这导致的是，摩擦元件的振动或运动在操作频率上不同步，并且当操作相应的超声波电动机时产生不希望的噪声。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种环形式或空心圆柱体形式的超声波致动器，该超声波致动器可以产生布置在两个端面上的摩擦元件的同时或同步运动，该运动适于驱动待驱动元件，该运动由作用到摩擦元件或超声波致动器上的外部压力仅略微减弱，并且该超声波致动器尤其是在超声波致动器上布置有更多数量的摩擦元件时具有有利的阻抗谱，使得当操作超声波致动器时在相应的超声波电动机中不会有不希望的噪声出现。

该目的通过一种根据权利要求1所述的超声波致动器来实现，其中，随后的从属权利要求描述了至少符合目的的改进方案。

在说明书的以下部分中偶尔使用的术语，基本上与诸如角度、尺寸、位置、取向或方向之类的几何数据的规格有关，应理解为使得对应的几何数据与相应给定的几何数据相比可以具有+/-5％的偏差，其中，该偏差例如归因于制造公差或安装公差。