[发明专利]一种对称布置的双足驱动直线超声电机

说明书

本发明公开了一种对称布置的双足驱动直线超声电机，包括底座、一个定子和两个动子，定子包括金属基体和四个压电片，且位于金属基体的上表面与位于金属基体的下表面的压电片的极化方向相反，位于金属基体同一表面的压电片的极化方向相同，金属基体的X轴方向两端对称设有驱动足，两个动子对称设于定子的X轴方向两侧，动子位于驱动足的外侧且与驱动足相垂直，动子远离驱动足的一侧设有预压力装置，预压力装置与动子之间连接有导轨，动子活动设于导轨上并可沿着导轨做Y轴方向直线运动。本发明提供的双足驱动直线超声电机，兼具小尺寸和高效率的优势，能满足机器人关节驱动、精密加工机床的进给系统等领域的使用需求。

技术领域

本发明一种对称布置的双足驱动直线超声电机，属于超声电机技术领域。

背景技术

超声电机是一种微特电机，其工作原理是利用压电元件的逆压电效应激励弹性体产生高频微幅振动，并通过定子、转子之间摩擦耦合将定子的微观运动转换成转子的宏观运动。超声电机具有具有低速大转矩、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点，目前已经被广泛应用于机器人关节驱动、精密加工机床的进给系统等领域。

在超声电机的设计中，结构简单、尺寸小、高效率、低成本往往是其追求的目标。但由于电机本身结构和原理的局限，很难兼顾这些方面的要求。例如，单足超声电机相较于双足超声电机尺寸小，但是其对振动能量的转化效率低。

此外，对于超声电机而言，双相激励超声电机相较于单相激励超声电机而言，其输出性能更好，但是双相激励超声电机的定子振动耦合的频率一致性比较难以控制，严重影响了电机对振动能量的转化效率，进而严重影响电机在机器人关节驱动、精密加工机床的进给系统等领域的应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种兼具小尺寸和高效率的对称布置的双足驱动直线超声电机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对称布置的双足驱动直线超声电机，包括底座和设于底座上的一个定子和两个动子，所述定子包括金属基体和分别设于金属基体的上、下表面的四个压电片，四个压电片两两为一组分别对称分布于金属基体的Y轴方向两端，且位于金属基体的上表面与位于金属基体的下表面的压电片的极化方向相反，位于金属基体同一表面的压电片的极化方向相同，所述金属基体的X轴方向两端对称设有驱动足，两个动子对称设于定子的X轴方向两侧，所述动子位于驱动足的外侧且与驱动足相垂直，所述动子远离驱动足的一侧设有用于提供预压力的预压力装置，所述动子在预压力装置的驱动下沿X轴方向移动并与驱动足相接触，所述预压力装置与动子之间连接有导轨，所述动子活动设于导轨上并可沿着导轨做Y轴方向直线运动。

一种实施方案，所述驱动足整体呈三角形结构，且驱动足的内侧开有圆弧型槽。

一种实施方案，所述预压力装置包括滑块，所述滑块朝向动子的一端设有导轨，所述滑块远离动子的一侧设有沿X轴方向延伸的预紧螺栓，所述预紧螺栓上套设有伸缩弹簧，所述预紧螺栓通过伸缩弹簧与滑块相连。

一种优选方案，所述滑块的Y轴方向两端分别对称设有滑块定位凸台，所述滑块定位凸台靠近滑块的一侧设有与滑块相适配的、沿X轴方向延伸的滑槽。

一种优选方案，所述滑块上可拆卸的设有用于固定滑块的定位螺钉。

一种实施方案，所述导轨上设有滚珠，所述动子通过滚珠与导轨活动连接。

一种实施方案，位于金属基体的Y轴方向一端的一组压电片的激励信号与位于金属基体的Y轴方向另一端的一组压电片的激励信号的相位差为90°。

一种实施方案，所述底座的顶部中心位置设有定子定位凸台，所述金属基体通过定子定位凸台固定于底座上。

相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：