[发明专利]一种行波微执行器位移放大结构

说明书

本发明公开一种行波微执行器位移放大结构，包括齿条，齿条设置于行波微执行器的定子上，沿行波微执行器的定子的轴线方向，齿条凸出于行波微执行器的定子且朝向转子方向设置，齿条的顶面面积较行波微执行器的定子面积小。本发明的行波微执行器位移放大结构，在定子表面设置齿条，齿条凸出于定子表面设置且几乎不改变中性面，提高了定子表面质点到中性面的距离，从而实现行波传递过程中定子表面质点椭圆运动的位移提升，提高椭圆运动切向速度，进而为转子转动提供更多的能量，获得更高的转速，实现输出效率提升。

技术领域

本发明涉及行波微执行器技术领域，特别是涉及一种行波微执行器位移放大结构。

背景技术

行波微马达是一类微小驱动装置，具有巨大应用潜力。行波微驱动器(定子)作为微马达中的致动装置，是实现负载(转子)转动及力矩输出的关键。对微马达定子进行结构优化有利于实现带载能力提升。

行波微马达中，定子与转子之间的机械能传递过程是通过行波表面质点与转子之间的相互作用实现，其基本的接触面情况如图1所示。微马达工作状态下，定转子接触面产生相互作用力，作用力的大小为图1所示圆弧形接触面中各质点所受力的矢量和。该作用力的法向分量使摩擦层受压产生形变，而切向分量以摩擦力的形式为转子转动提供能量。切向力来源于行波传播过程中定子表面各质点的椭圆运动，椭圆运动与定子表面质点到定子膜片中性面距离关系紧密，距离越远，质点椭圆运动位移越大，切向速度越快，反之则位移越小且切向速度越慢。目前现有技术中的行波微执行器主要由圆环形振动膜面组成，包括结构支撑层、上下电极及功能层，并没有额外用于提高定子表面质点到其中性面距离的结构。

因此，如何增大定子表面质点位移从而提高现有行波微马达的驱动效率，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种行波微执行器位移放大结构，以解决上述现有技术存在的问题，提高行波微执行器的输出效率和负载转速。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种行波微执行器位移放大结构，包括齿条，所述齿条设置于行波微执行器的定子上，沿行波微执行器的定子的轴线方向，所述齿条凸出于行波微执行器的定子且朝向转子方向设置，所述齿条的顶面面积较行波微执行器的定子面积小。

优选地，所述齿条的数量为多条，多条所述齿条绕行波微执行器的定子的轴线呈圆周状均布，相邻的所述齿条之间具有间隙，多条所述齿条能够覆盖行波波峰范围。

优选地，所述齿条的轴向截面为扇面形，所述齿条为柱状结构。

优选地，所述齿条的两个平面侧立面之间的夹角为2°，相邻的两条所述齿条之间的夹角为1°。

优选地，所述齿条的长度为700μm，行波微执行器的定子的每个扇面上的所述齿条的数量为9条。

优选地，所述齿条的高度大于500nm。

优选地，所述齿条采用薄膜沉积技术制成，所述齿条由无机非金属化合物制成。

优选地，所述齿条由SiO₂、SiN_x、Al₂O₃制成。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的行波微执行器位移放大结构，包括齿条，齿条设置于行波微执行器的定子上，沿行波微执行器的定子的轴线方向，齿条凸出于行波微执行器的定子且朝向转子方向设置，齿条的顶面面积较行波微执行器的定子面积小。本发明的行波微执行器位移放大结构，在定子表面设置齿条，齿条凸出于定子表面设置且几乎不改变中性面，提高了定子表面质点到中性面的距离，从而实现行波传递过程中定子表面质点椭圆运动的位移提升，提高椭圆运动切向速度，进而为转子转动提供更多的能量，获得更高的转速，实现输出效率提升。

附图说明