通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机
专利汇可以提供通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且通用的中空结构大 力 矩环形压电 超 声波 电机 属于压电 超声波 电机技术领域，其特征在于： 定子 含有表面带有连续梳状驱动齿的金属环和环形压电陶瓷片； 转子 含有与定子驱动齿配合的金属环片、 碟形 弹簧 和 橡胶 垫片 ； 基座 含有对中 心轴 空间 定位 的标准球 轴承 和对定子作空间定位的底座；轴的部分含有中空的中心轴，该轴靠近转子一端的轴键，中心轴下部有 螺纹 处的环形 垫圈 和预紧 螺母 ；上述陶瓷片 反面 沿厚度方向极化，每1/2 波长 反向一次，两组极化区间在空间上差1/4波长或3/4波长，反面接地； 正面 上两组极化区间分别接 相位 差为90度的两路交流 信号 ，形成两组 驻波 ，两组驻波合成行波。中心轴上有螺钉孔，用于固定穿过电机中空部分的被执行件。它具有通用性而且最大输出力矩大于5Kgfcm，转速小于120r/min。，下面是通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机专利的具体信息内容。
1、通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机，包括转子、定子、基座部分和输出轴， 其特征在于它含有：定子，包括表面带有连续梳状驱动齿的金属环和连接于该金属环底部的 环形压电陶瓷片；转子，包括底面与上述定子驱动齿配合的金属环片，碟形弹簧和位于该金 属环片上端面且受压于该碟形弹簧的橡胶垫片；基座部分，包括对输出轴空间定位的标准球 轴承和用内孔对上述定子进行空间定位的基座；输出轴，包括中空的中心轴，该中心轴靠近 转子一端的轴键，靠近中心轴下端有螺纹处的环形垫圈和预紧螺母；上述环形压电陶瓷片沿 厚度方向极化，每半个波长反向一次，该压电陶瓷的极化区间分成二组，二组之间空间相差 1/4波长或3/4波长，该压电陶瓷的反面为统一接地电极，其正面上，在压电陶瓷片的两组 极化区间分别接相位差为90度的两路交流信号。
2、根据权利要求1所述的通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机，其特征在于：在 所述中心轴的上端靠近转子处有固定穿过电机中空部分的被执行件的螺钉孔。
3、根据权利要求1所述的通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机，其特征在于：在 所述中心轴的上端靠近碟形弹簧处有压紧碟形弹簧用的法兰盘。
技术领域
通用的中空结构大力矩环形压电超声波电机属于压电超声波电机技术领域。
背景技术
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用的中空结构大力矩压电超声波电机以供精密机械中作驱 动元件使用。
本发明的特征在于，它含有：定子，包括表面带有连续梳状驱动齿的金属环和连接于该 金属环底部的环形压电陶瓷片；转子，包括底面与上述定子驱动齿配合的金属环片，碟形弹 簧和位于该金属环片上端面且受压于该碟形弹簧的橡胶垫片；基座，包括对输出轴空间定位 的标准球轴承和用内孔对上述定子进行空间定位的基座；输出轴，包括中空的中心轴，该中 心轴靠近转子一端的轴键，靠近中心轴下端有螺纹处的环形垫圈和预紧螺母；上述环形压电 陶瓷片反面沿厚度方向极化，每半个波长反向一次，该压电陶瓷的极化区间分成二组，二组 之间空间相差1/4波长或3/4波长，该压电陶瓷的反面为统一接地电极，其正面上，在压电 陶瓷片的两组极化区间分别接相位差为90度的两路交流信号。在所述中心轴的上端靠近转子 处有固定穿过电机中空部分的被执行件的螺孔。在所述中心轴的上端靠近碟形弹簧处有压紧 碟形弹簧用的法兰盘。
使用证明它达到了预期目的。
附图说明
图1已有环形压电超声波电机的结构示意图一。
图2已有环形压电超声波电机的结构示意图二。
图3本发明实施例的中空环形压电超声波电机的结构示意图。
图4本发明实施例的中空环形压电超声波电机定子的结构示意图。
图5本发明实施例的环形压电陶瓷片的极化分布示意图；a，正面；b，反面。
图6本发明实施例的中空环形压电超声波电机定子的实际振动测试结果。
图7本发明实施例的中空环形压电超声波电机的照片。
具体实施方式
图3是本实施例的总体结构。它由转子部分30、定子部分31、基座部分32、轴部分33 组成。其中，定子部分31是由带有梳状驱动齿310的金属环313和环形压电陶瓷片314构成， 环形压电陶瓷片314通过环氧树脂胶粘接在金属环313的底部；基座部分32有一个带有固定 螺孔3210的基座321，它的内壁有一标准球轴承320用于对中心轴33定位；转子30由碟形 弹簧300、橡胶片301和金属环片302组成，橡胶片301和金属环片302用环氧树脂胶粘接， 在碟形弹簧300的作用下，金属环片302紧密地与定子驱动齿310配合，使转子部分30和定 子部分31紧密接触；轴33包括：靠近转子30一侧的轴键331、靠近中空的中心轴330下端 的螺纹3301处的环形垫圈332和预紧螺母333，中心轴330的靠近转子30一侧还分布有4 个螺钉孔3300和一个法兰盘3302，螺钉孔3300的作用是固定穿过电机中空部分的被执行件。 法兰盘3302的作用是压紧碟形弹簧300。电机的输出力矩通过转子30中的金属环片302、橡 胶环片301、碟形弹簧300传给中心轴330，再通过螺钉孔3300中的螺钉传给被执行件。
图4是其定子结构。定子31主要由环形压电陶瓷片314和中间减薄的金属环313组成， 两者用环氧树脂胶连接。在定子31的内圈有一个凸台312，它坐在基座321的内孔中，起到 对压电电机的定子31定位的作用。定子31的外缘有梳状齿结构310，其作用是放大定子31 的振幅。在金属环片313的减薄处有光孔311，其中，有一个光孔需要用螺钉固定驱动电源 的地线，有一个光孔通过圆柱定位销与基座321之间实现圆周固定。
压电陶瓷环片314正面和反面的分区如图5所示。正面有两个时间相位差90度的电信号 SIN和COS的输入端，还有反映振动状态的电信号反馈端。压电陶瓷片314反面的正负符号 代表了相应陶瓷区的极化方向，压电陶瓷环片314沿厚度方向极化，每半个波长反向一次。 压电陶瓷片314的极化区间分成两组，两组之间空间相差1/4波长或3/4波长。该压电陶瓷 314的反面为统一接地电极，其正面上，在压电陶瓷片的两组极化区间分别接相位差为90度 的两路交流信号。压电陶瓷片314的反面与金属环313相粘接。
本实施例的定子的振动测试结果示意图见图6。该图像是激光多普勒的测试结果，一深 一潜两者颜色分别代表沿定子厚度方向的正反振动。这一图像是其中一路SIN或COS在压电 电机的定子31上形成的一列驻波，当同样的另一列空间位置相差1/4波长的驻波也在定子上 形成，就会形成可以实现驱动的行波。相应的中空环形压电超声波电机的照片如图7所示。
本实施例的中空结构环形压电超声波电机其主要性能参数如下：外形为圆饼状，定子直 径62mm，电机主体厚度20mm，电机内部中空直径20mm，轴长55mm，直径25mm，工作频率在 33kHz(8个波长)和40kHz(9个波长)两种情况下均可以正反双向旋转，电机运动方式步 进和连续转动均可，转速小于120r/min，最大力矩大于5kgfcm。
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