[发明专利]一种具有备份功能的旋转型行波超声电机及其驱动控制方法

权利要求书

1.一种具有备份功能的旋转型行波超声电机，包括定子座、外壳、定子弹性体组件和转子组件，定子弹性体组件固定安装在定子座上，转子组件压设在定子弹性体组件上方，外壳压设在转子组件上；其特征在于：

定子弹性体组件包括定子弹性体，在定子弹性体的表面、底面分别设置压电陶瓷片，

正常工况下，其中一片压电陶瓷片处于工作状态，另一片压电陶瓷片处于待机状态；

故障情况下，当检测到运作中的压电陶瓷片出现异常时，处于待机状态的压电陶瓷片启动；

在定子弹性体表面设置的压电陶瓷片为上压电陶瓷片，定子弹性体底面设置的压电陶瓷片为下压电陶瓷片；

定子组件还包括上PCB出线板、上柔性导电膜、下柔性导电膜以及下PCB出线板，且定子组件由上至下以上PCB出线板、上柔性导电膜、上压电陶瓷片、定子弹性体、下压电陶瓷片、下柔性导电膜以及下PCB出线板的顺序顺次叠加设置；

上压电陶瓷片的两相、孤极与定子弹性体组件的地线通过上PCB出线板焊线引出；

下压电陶瓷片的两相、孤极与定子弹性体组件的地线通过下PCB出线板焊线引出。

2.根据权利要求1所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：前述的上压电陶瓷片、下压电陶瓷片均选用圆环形压电陶瓷片；在定子弹性体的表面、底面分别开设用于粘贴压电陶瓷片的环形平面，且位于定子弹性体表面的环形平面外径小于位于定子弹性体底面的环形平面的外径；

沿着定子弹性体表面的环形平面的环形圆周设置若干齿状结构。

3.根据权利要求2所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：沿着定子弹性体表面的环形平面的环形圆周设置若干齿状结构，齿状结构的内径小于定子弹性体表面的环形平面的外径；

齿状结构的齿底与定子弹性体底面的环形平面之间有距离或者齿状结构贯穿环形圆周壁。

4.根据权利要求3所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：上压电陶瓷片为多段式结构，前述的多段式结构为圆环分割形成若干段圆弧状结构；

下压电陶瓷片为圆环结构或者多段式结构。

5.根据权利要求2所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：沿着定子弹性体表面的环形平面的环形圆周设置若干齿状结构，齿状结构的内径大于或者等于定子弹性体表面的环形平面的外径；

齿状结构的齿底与定子弹性体底面的环形平面之间有距离或者齿状结构贯穿环形圆周壁。

6.根据权利要求5所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：上压电陶瓷片或下压电陶瓷片为圆环结构或者多段式结构；

前述的多段式结构为圆环分割形成若干段圆弧状结构。

7.根据权利要求1所述的具有备份功能的旋转型行波超声电机，其特征在于：单独对其中任何一片压电陶瓷片或者同时对两片压电陶瓷片施加激励信号，均可以激发定子弹性体的振动，产生具有驱动作用的行波，驱动转子组件旋转运动输出力矩和转速。

8.一种根据权利要求1-7所述具有备份功能的旋转型行波超声电机的驱动控制方法，其特征在于：

在正常工况下，对旋转型行波超声电机的其中一片压电陶瓷片施加激励信号，激发定子弹性体驱动转子组件旋转运动输出力矩和转速，另外一片压电陶瓷片处于待机状态；

当处于工况下的压电陶瓷片出现碎裂、击穿或者异常断电情况时，自动或者人为控制切换到处于待机状态的压电陶瓷片激发定子弹性体驱动转子组件旋转运动继续输出力矩和转速；

当处于工况下的压电陶瓷片无法正常启动或输出转矩不足的异常情况时，自动或者人为控制切换到两片压电陶瓷片同时激发定子弹性体驱动转子组件旋转运动继续输出力矩和转速。

9.根据权利要求8的具有备份功能的旋转型行波超声电机的驱动控制方法，其特征在于：

在处于工况下的压电陶瓷片出现无法正常启动或输出转矩不足的异常情况时，选择对两片压电陶瓷片同时激发定子弹性体驱动转子组件旋转运动继续输出力矩和转速，两片压电陶瓷片激发出来的行波重合，即波峰与波峰、波谷与波谷重叠；

其中，对两片压电陶瓷片进行激励的方式包括，两组独立的同频、同相，但是幅值可以不同的激励信号同时激励两片压电陶瓷片；或者一组激励信号同时激励两片压电陶瓷片。