[发明专利]一种贴片式双定子旋转型超声电机及控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种贴片式双定子旋转型超声电机及控制方法，涉及超声电机技术领域，方案中，将双定子分别固定在上下机座，形成传动机构的预压力调节结构，再依次连接密封端盖和上下机座；定子是带有锥面的内圆环并通过带有倾斜角度的梁式波导结构与外圆环的内径相连接，且外圆环的外径通过柔性铰链结构与固定面连接的金属片；压电陶瓷是圆环形片，在定子外圆环的上、下表面各贴一片；转子与定子通过预压力的作用紧密接触。通过对压电陶瓷施加正弦电信号，激励定子在驱动端产生扭矩，利用摩擦作用带动旋转轴旋转。本发明利用两个定子同时或单独工作，能够提升电机的输出扭矩和使用寿命，稳定性强，机构简单紧凑且能在真空及强磁场环境下工作。

技术领域

本发明涉及超声电机技术领域，尤其涉及一种贴片式双定子旋转型超声电机及控制方法。

背景技术

随着科技领域发展，在一些特殊场合下对电机的驱动技术要求越来越苛刻，如微型、防强电磁场干扰、在真空环境作业等。电磁电机因其减速结构无法做到结构紧凑，也无法不受强磁场的干扰，液压驱动也无法在真空环境准确有效的作业。超声电机是利用压电材料的逆压电效应和摩擦作用将电能转化为机械能的新型电机。

但是，超声电机在实际应用也存在很多问题需要解决，比如如何在两定子同时驱动时增加输出扭矩，以及单独驱动时提升电机的使用寿命等问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种贴片式双定子旋转型超声电机及控制方法，实现了两定子同时驱动时输出扭矩增加，单独驱动时提升了电机的使用寿命，从而提升了电机工作的稳定性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供的贴片式双定子旋转型超声电机，包括：

下机座(1)、上机座(2)、密封端盖(3)、密封型轴承(4)、紧固螺钉(5)、紧固螺钉(6)、上压电陶瓷对(7)、上定子(8)、旋转轴(9)、上转子(10)、上弹簧(11)、上单向轴承(12)、上平键(13)、下平键(14)、下单向轴承(15)、下弹簧(16)、下转子(17)、下压电陶瓷对(18)和下定子(19)；下定子(19)与下机座(1)通过紧固螺钉(5)进行固定，下转子(17)的顶端圆锥面与下定子(19)的内圆环圆锥面接触，下弹簧(16)和下单向轴承(15)套装在下转子(17)内，下单向轴承内环(26)与旋转轴(9)轴环接触并通过利用下平键(14)在内键槽(27)配合，下单向轴承外环(25)与下转子(17)通过外键槽(28)连接；上转子(10)的顶端圆锥面与上定子(8)的内圆环圆锥面接触，上弹簧(11)和上单向轴承(12)套装在上转子(10)内，上单向轴承内环(26)与旋转轴(9)轴环接触并通过利用上平键(13)在内键槽(27)配合，上单向轴承外环(25)与上转子(10)通过外键槽(28)连接；下机座(1)与上机座(2)通过紧固螺钉(6)固定，通过紧固螺钉(5)在上定子(8)与上机壳(2)施加压力并进行固定；上压电陶瓷对(7)采用下正且上负的极化方向，贴于上定子(8)的上表面和下表面，下压电陶瓷对(18)采用上正且下负的极化方向，贴于下定子(19)的上表面和下表面；密封型轴承(4)的外圈与密封端盖(3)的内径连接，并通过紧固螺钉(6)与上机座(2)进行连接完成密封。

上定子(8)和下定子(19)的结构相同，各自的组成部分都包括：内圆环(24)、梁式波导结构(23)、外圆环(22)、柔性铰链(21)和固定面(20)；内圆环(24)与外圆环(22)通过带有倾斜角度的梁式波导结构(23)连接，外圆环(22)通过柔性铰链结构(21)与带有固定通孔的固定面(20)连接。

梁式波导结构(23)沿内圆环(24)中心旋转对称，内圆环(24)内孔带有圆锥面；定子中的柔性铰链(21)沿中心旋转对称。

梁式波导结构(23)为等厚度的变截面梁，梁的数目为3N，其中，N为正整数且N≥1。