[发明专利]一种具有轴向预加载的超声电机

权利要求书

1.一种具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

该电机包括转子、定子、轴和挂钩弹簧；

所述转子为中空锥形结构；

所述定子为中空圆筒结构；

所述轴贯穿在转子和定子中空部位，用于将转子和定子固定；

其中，所述转子包括第一转子基体、压电致动器、第二转子基体和摩擦材料；所述第一转子基体窄于第二转子基体；

所述压电致动器位于第一转子基体和第二转子基体之间；

所述摩擦材料位于第一转子基体的底部；

所述转子设有两个，并以其第一转子基体端对称分布在定子的上、下两侧；

所述转子和轴之间为过盈配合；

所述第二转子基体与轴的两端对称的设有开槽，所述挂钩弹簧的两端分别插入第二转子基体和轴上的开槽；

所述压电致动器为多层堆叠式压电陶瓷，位于整个转子结构的中位线以上区域；

所述多层堆叠式压电陶瓷为偶数层，至少包含6层；其中，在上半层和下半层的压电陶瓷中，相邻两层压电陶瓷的极化方向相反，上半层和下半层相邻的压电陶瓷极化方向相同；

在采用多层堆叠 陶瓷施加预压力时，能够采用中间开孔的矩形、锥形或者环形压电陶瓷堆叠 ；

所述轴的两端，在保持高度方向一致的前提下等间距设有多对开槽，用以调整初始施加在定子上的预压力，所述第二转子基体上设置的开槽与轴上的开槽相对应，以便插入挂钩弹簧；

所述轴与第二转子基体开槽数设置为6个，槽与槽直接间隔60°。

2.根据权利要求1所述的具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

所述摩擦材料、第一转子基体、多层堆叠式压电陶瓷和第二转子基体通过环氧树脂胶粘贴，所述摩擦材料为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求2所述的具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

所述超声电机工作时，在所述多层堆叠 式压电陶瓷上施加低频交流电压，使产生施加在定子上的预压力。

4.根据权利要求3所述的具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

所述施加在多层堆叠 式压电陶瓷上的电压的幅值应当远远小于超声电机正常工作所需的激励电压值，用以减小对电机正常工作带来的干扰。

5.根据权利要求4所述具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

所述施加在多层堆叠 式压电陶瓷上的交变电压的频率在1～50Hz之间，并设定施加在多层堆叠 式压电陶瓷上的交变电压的幅值在10～50V之间。

6.根据权利要求5所述的一种具有轴向预加载的超声电机，其特征在于：

所述多层堆叠式压电陶瓷可以替换为磁致伸缩材料或者磁铁。