[实用新型]一种菱形贴片式双足直线超声电机及其定子

说明书

本实用新型公开了一种菱形贴片式双足直线超声电机及其定子，定子包括对称杆和压电陶瓷片；该对称杆包括菱形中空杆，该菱形中空杆具有菱形柱，该菱形柱中心设有中心圆柱孔，该菱形柱具有两对角面，该菱形柱棱线设有驱动足；该菱形柱两侧各固设有根部，该根部末端固设有端部杆，该两根部都设有端部圆柱孔；该两对压电陶瓷片分别连接两端部杆，每一对的两片压电陶瓷片分别帖设在端部杆之两侧壁，每对压电陶瓷片均沿厚度方向极化，且每对压电陶瓷片的两片压电陶瓷片极化方向相反；上述定子相对第一对角面、第二对角面都轴向对称布置。它具有如下优点：输出效率高、工作模态稳定、驱动力大，结构简单、控制性能好、成本低。

技术领域

本实用新型涉及超声电机技术领域，尤其涉及一种菱形双纵振贴片式激励双足直超声电机及其定子。

背景技术

直线超声电机是利用压电材料的逆压电效应来激发弹性体的微幅振动，通过定子与动子之间的摩擦作用将动能传递给动子从而输出运动。直线超声电机具有控制性能好，可步进、伺服工作，结构简单、低速大扭矩及响应快等优点，应用前景广泛。

现有直线超声电机中，定子结构根据压电陶瓷与弹性体的装配方式有贴片结构和夹心式结构，其中贴片结构定子具有加工装配简单，易于实现微型化的特点。现有贴片式结构定子，如公开号为CN103746598A，发明创造名称为贴片式纵振复合双足压电超声电机振子，它利用一个水平梁和两个竖直梁的纵向振动复合实现双足直线致动，它虽然解决了现有夹心式纵振复合双足直线超声电机振子的加工装配复杂的问题，但是其上下非对称的结构特点使压电陶瓷片在激励模态下易出现畸变，无法保证电机持续稳定工作。

实用新型内容

本实用新型提供了一种菱形贴片式双足直线超声电机及其定子，其克服了背景技术中直线超声电机所存在的不足。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：一种菱形贴片式双足直线超声电机，包括定子和连接定子的夹持装置；该定子包括一根对称杆和两对压电陶瓷片；该对称杆包括菱形中空杆和两端部杆，该菱形中空杆具有菱形柱，该菱形柱中心设有沿中心贯穿布置的中心圆柱孔，该菱形柱具有第一对角面和第二对角面，该菱形柱之对称位于第二对角面两侧之棱线都设有驱动足；该菱形柱两侧各固设有一根部，且两根部分别位于第一对角面两侧，该根部末端固设有上述的端部杆，该两根部都设有平行中心圆柱孔且贯穿布置的端部圆柱孔；该两对压电陶瓷片分别连接两端部杆，每一对的两片压电陶瓷片分别帖设在端部杆之分别位于第二对角面之两侧的两侧壁，每对压电陶瓷片均沿厚度方向极化，且每对压电陶瓷片的两片压电陶瓷片极化方向相反；上述定子相对第一对角面、第二对角面都轴向对称布置。

一实施例之中：该定子的对称杆和驱动足采用一整块金属材料加工制成。

一实施例之中：该第一对角面沿左右向布置，该第二对角面沿上下向布置，该中心圆柱孔、端部圆柱孔都前后贯穿设置。

一实施例之中：该端部圆柱孔轴线位于第二对角面上。

一实施例之中：该驱动足的横截面为大小不变的圆形或者矩形。

一实施例之中：该中心圆柱孔直径大于端部圆柱孔直径。

一实施例之中：该两端部杆分别为第一端部杆和第二端部杆；第一端部杆上的一对片压电陶瓷片施加正弦电压，且压电陶瓷片之远离对称杆一侧极化方向为“+”，贴近对称杆一侧极化方向为“-”；第二端部杆上的一对压电陶瓷片施加同频相位差为π/2的余弦电压，且每片压电陶瓷片的极化方向与第一端部杆每片压电陶瓷片的极化方向相同；该定子所被激发出的两个纵振模态叠加，使定子与动子接触面质点做椭圆运动，从而推动动子运动。