[发明专利]一种基于三压电换能器组合式定子的二自由度超声电机

摘要

本发明公开了一种基于三压电换能器组合式定子的二自由度超声电机，主要部件包括上端盖、下端盖、转子组件、定子组件。通过三压电换能器组合式定子三力合成，给定子中三个柱型压电体施加不相等激励电压，三个柱型压电体轴向形变将不对称，其合成力在驱动足的端部会形成一个与关节球切面垂线倾斜一定角度的推力，在切向方向产生的力通过摩擦，驱动关节球,实现转子的二自由度旋转。与现有技术相比具有结构简单紧凑、体积小、力矩大、体薄、重量轻、集成度高等优点，适用于复杂机械、航空航天、医疗、机器人、精密仪器等重要领域。

主权项

1.一种基于三压电换能器组合式定子的二自由度超声电机，其特征在于，包括上端盖、下端盖、转子组件、定子组件，其中所述定子组件由三-三结构的压电超声换能器式振子复合组成，至少包括三个定子及三个驱动足，所述转子组件包括一个转动轴和一个球形转子，所述定子组件以及所述球形转子和其他零件固定于所述下端盖内部，固定好后，用所述上端盖固定；/n所述三个定子于所述下端盖中以120度周向间隔均匀分布，每个定子分别由三个压电叠堆结构的柱形压电超声换能器式振子及所述驱动足组成，可以驱动所述球形转子进行二自由度运动；/n所述驱动足对应安装于三个所述压电超声换能器式振子顶部与所述球形转子接触部位；/n所述每个定子中三个压电超声换能器式振子之间的轴向夹角为0～90度；/n振子纵向伸缩运动与弯曲振动同时进行，弯曲方向和力度与施加在压电超声换能器式振子表面的激励电压值呈正相关，施加电压激励大的压电超声换能器式振子与另外两部分压电超声换能器式振子相比，振幅更大，由此发生弯曲运动，产生沿球型转子切线方向的推力；/n每个定子的尾部都有一个预紧调节螺母与定子尾部连接，定子的顶部与球形转子通过摩擦力相连接，通过调节预紧螺母可以实现整体组件的自锁以及定子与球形转子之间摩擦力的大小。/n