首页 / 专利库 / 制动系统 / 摩擦材料 / 一种强力输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台

一种强输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台

阅读:578发布:2022-10-29

专利汇可以提供一种强输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种强 力 输出夹心式模态转换超声 电机 及其驱动平台,以解决对于单独采用梁结构或盘结构弹性体超声电机整体输出性能不理想等技术问题。本实用新型包括固定底座、第一弹性体、第二弹性体、转动体、键、推力球 轴承 、蝶形 弹簧 、 螺母 和 输出轴 ,第一弹性体为梁结构,且第一弹性体设置有模态转换器结构,第二弹性体为板结构。施加超声频段激励电 信号 于压电叠堆,通过模态转换器激发第一弹性体和第二弹性体分别产生扭转和弯振模态,利用振动模态的 叠加 耦合,产生驱动 摩擦力 ,实现本实用新型的运动输出。本实用新型具有输出功率大、电机运行平稳以及应用范围广等技术优势,在精密驱动与微 定位 技术领域具有广泛的应用前景。,下面是一种强输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台专利的具体信息内容。

1.一种强输出夹心式模态转换超声电机,由固定底座(1)、第一弹性体(2)、第二弹性体(3)、转动体(4)、键(5)、推力球轴承(6)、蝶形弹簧(7)、螺母(8)和输出轴(9)组成;其特征在于:所述固定底座(1)为板结构,所述固定底座(1)一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有n个通孔(1-1)结构,其中n为大于等于1的整数,所述固定底座(1)一侧端部表面中心位置设有螺纹孔(1-2)结构,所述固定底座(1)另一侧端部表面中心位置设有沉头孔(1-3)结构,所述固定底座(1)螺纹孔(1-2)结构与沉头孔(1-3)结构中心位置设有通孔(1-4)结构;所述第一弹性体(2)由前匹配端(2-1)、压电叠堆(2-2)和后匹配端(2-3)组成,所述前匹配端(2-1)为中空阶梯轴结构,所述前匹配端(2-1)一侧端部设置有外螺纹(2-1-1)结构,所述前匹配端(2-1)另一侧端部设置有外螺纹(2-1-3)结构,所述前匹配端(2-1)阶梯圆环面沿圆周方向均匀设置有h个盲孔(2-1-4)结构,其中h为大于等于1 的整数,所述前匹配端(2-1)两侧端部表面中心位置设有通孔(2-1-2)结构,所述后匹配端(2-3)为中空圆柱体结构,所述后匹配端(2-3)一侧端部设置有外螺纹(2-3-1)结构,所述后匹配端(2-3)另一侧端部表面设置有螺纹孔(2-3-2)结构,所述后匹配端(2-3)两侧端部表面中心位置设有通孔(2-3-3)结构,所述后匹配端(2-3)外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器(2-3-4)结构,其中h为大于等于1的整数;所述第二弹性体(3)一侧端部表面中心位置设有螺纹孔一(3-1)结构,所述第二弹性体(3)另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(3-3)结构,所述第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构一侧端部表面设置有摩擦材料(3-4),所述第二弹性体(3)圆形凹槽(3-3)结构与螺纹孔一(3-1)结构中心位置设有通孔(3-2)结构;所述转动体(4)为板结构,所述转动体(4)一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(4-1)结构,与第二弹性体(3)的圆形凹槽(3-3)结构相对布置,所述转动体(4)另一侧端部表面中心位置设有凸缘(4-2)结构,所述转动体(4)凸缘(4-2)结构端部表面设置有阶梯孔(4-3)结构,所述转动体(4)端部表面中心位置设有通孔(4-4)结构,所述转动体(4)凸缘(4-2)结构内部设置有键槽(4-5)结构;所述输出轴(9)为阶梯轴结构,所述输出轴(9)一侧端部设置有键槽(9-1)结构,所述输出轴(9)靠近键槽(9-1)结构一侧设置有外螺纹一(9-2)结构,所述输出轴(9)另一侧端部设置有外螺纹二(9-6)结构,所述输出轴(9)靠近外螺纹一(9-2)结构和外螺纹二(9-6)结构的外圆周表面一(9-3)和外圆周表面二(9-5)与推力球轴承(6)配合连接,所述输出轴(9)与推力球轴承(6)配合连接的外圆周表面一(9-3)与外圆周表面二(9-5)结构之间靠近键槽(9-1)结构一侧设置有键槽(9-4)结构。
2.一种使用权利要求1所述的强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台,其特征
在于:一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台由固定外架(10)、第一弹性体(2)、第二弹性体(3)、转动平台(11)、滚动体(12)、推力球轴承(6)、蝶形弹簧(7)、紧固连接件(13)和内六螺栓(14)组成;所述固定外架(10)为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环体结构,所述固定外架(10)法兰四周沿圆周方向均匀设置有q个通孔(10-1)结构,其中q为大于等于1的整数,所述固定外架(10)薄壁圆环体靠近法兰部分设置有通孔(10-2)结构,所述固定外架(10)薄壁圆环体靠近悬臂端部内侧设置有圆弧状滑道(10-3)结构,所述固定外架(10)法兰一侧端部表面中心位置设有阶梯孔(10-4)结构,所述固定外架(10)法兰另一侧端部表面中心位置设有阶梯孔(10-6)结构,所述固定外架(10)法兰端部表面阶梯孔(10-4)结构中心位置设有通孔(10-5)结构;所述第一弹性体(2)由前匹配端(2-1)、压电叠堆(2-2)和后匹配端(2-3)组成,所述前匹配端(2-1)为阶梯轴结构,所述前匹配端(2-1)一侧端部设置有螺纹孔(2-1-1)结构,所述前匹配端(2-1)另一侧端部设置有外螺纹(2-1-3)结构,所述前匹配端(2-1)阶梯圆环面沿圆周方向均匀设置有h个盲孔(2-1-2)结构,所述后匹配端(2-3)为圆柱体结构,所述后匹配端(2-3)一侧端部设置有外螺纹(2-3-1)结构,所述后匹配端(2-3)另一侧端部表面设置有螺纹孔(2-3-2)结构,所述后匹配端(2-3)同侧端部表面中心位置设有螺纹孔(2-3-3)结构,所述后匹配端(2-3)外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器(2-3-4)结构,其中h为大于等于1的整数;所述转动平台(11)为板结构,所述转动平台(11)一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽(11-1)结构,所述转动平台(11)另一侧端部表面中心位置设有沉头孔(11-2)结构,所述转动平台(11)圆形凹槽(11-1)结构与沉头孔(11-2)结构之间设置有通孔(11-3)结构,所述转动平台(11)外圆周表面设置有圆弧形滑道(11-5)结构,所述转动平台(11)另一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有r个螺纹孔(11-4)结构,其中r为大于等于1的整数;所述紧固连接件(13)为一侧端部设有内六角孔的圆柱体结构,所述紧固连接件(13)另一侧端部设置有外螺纹(13-1)结构,所述紧固连接件(13)内六角孔与外螺纹(13-1)结构之间的外圆柱表面(13-2)与推力球轴承(13)紧密配合连接。

说明书全文

一种强输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种强力输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台,属于精密驱动与微定位技术领域。

背景技术

[0002] 超声电机是利用压电元件的逆压电效应激励弹性体产生微幅超声振动,通过摩擦耦合实现机械能输出的微特电机。与传统电磁电机相比,因其具有结构易于微型化、响应速度快、无电磁干扰等技术优势,广泛应用于精密驱动与微定位技术领域。根据弹性体(或称为定子)的结构形式与驱动激励模式的不同,超声电机主要有梁结构弹性体超声电机和板结构弹性体超声电机等几种类型。
[0003] 中国专利《杆式行波型超声电机》,授权公告号为 CN 100525057 C,授权公告日为2009年8月5日,公开的一种杆式行波型超声电机,其定子组件由底座和上配重将压电陶瓷片组和电极片组通过底座的螺杆旋紧连接,上配重块呈圆盘状,上端部有一尺寸相对较小的内槽凸台,底座外缘具有四个安装用的螺纹孔,电机转子组件由柔性转子、销、压盖、轴等构成,电机定转子之间的预压力通过压紧弹簧来获得和调节,当电机通入超声频域内一定的交流电压时,电子定子部分上配重块与转子接触的表面的质点做椭圆运动,由于定转子之间存在预压力,定转子间会产生摩擦力,这种摩擦力会推动转子转动;中国专利《弯振模态梁式直线超声电机振子》,授权公告号为 CN 101626203 B,授权公告日为2011年7月
20日,公开的一种弯振模态梁式直线超声电机振子由两个驱动足、两个端盖、两个绝缘套、两对极化方向为厚度方向的压电陶瓷片、法兰盘、两个薄壁梁和安装座组成,法兰盘的端面上沿其轴线各伸出一根螺柱,每个螺柱上套有一对压电陶瓷片,每个螺柱的悬伸端端部旋合有端盖,每个端盖的末端上都设置一个驱动足,所述每片压电陶瓷片由切分后组合的、对称的两个半片压电陶瓷片组成,两个半片压电陶瓷片之间极化方向相反,法兰两侧的两对压电陶瓷片的切分线相互垂直,每对压电陶瓷片中的压电陶瓷片的极化方向相反;中国专利《圆盘型非接触超声电机》,授权公告号为 CN 100525056 C,授权公告日为2009年8月
5日,公开的一种圆盘型非接触超声电机,主要由定子组件、转子组件和制作组件构成,定子组件由圆盘形定子基体和压电陶瓷粘贴构成,电机的转子组件由转子基体、轴、弹簧、螺母等构成,电机支座组件由底座、外壳、螺钉构成,当电机通入超声频率范围内一定的交变电压时,电机定子产生超声频率的转动,通过粘性力驱动转子转动,动力由轴输出;中国专利《新型旋转型行波超声电机》,申请公告号为 CN 102437787 A,申请公告日为2012年5月2日,公开的一种新型旋转型行波超声电机,其主要部件有二个定子、转子、底座、摩擦衬垫、挡圈以及轴承等,其中,两个形状相同的定子对称布置并且压紧转子两个端面,保证两定子的工作面可靠实现与转子表面平行接触,使定转子接触面受力均匀,这样可以克服目前基于单定子结构的旋转型行波超声电机定转子存在径向接触不均匀、接触范围小、定转子存在径向滑移摩擦损耗等缺陷,有望提高旋转型行波超声电机的最大输出转矩和效率,并且延长旋转型行波超声电机的使用寿命。
[0004] 由超声电机的驱动原理可知,相同条件下电机定子的振动幅值越大,定子与转子间有效接触面积越大,越有利于电机整机性能的提高。而上述采用梁结构弹性体的超声电机,虽然电机定子振动幅值较大,但定子与转子间有效接触面积较小,使得梁结构超声电机的机械输出性能受限;对于采用板结构弹性体的超声电机,与梁结构超声电机相比,虽然电机定子与转子间有效接触面积较大,但定子的振动幅值一般较小,同样表现为限制了超声电机机械功率的强力输出。由此可见,对于单独采用梁结构弹性体或板结构弹性体的超声电机,由于定、转子间有效接触面积小或振动幅值不大等技术问题,导致超声电机整体输出性能不理想,限制了其在精密驱动与微定位技术领域中的应用与发展。发明内容
[0005] 为解决对于单独采用梁结构弹性体或板结构弹性体的超声电机,由于定、转子间有效接触面积小或振动幅值不大所导致超声电机整体输出性能不理想等技术问题,本实用新型公开一种强力输出夹心式模态转换超声电机及其驱动平台。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是:所述强力输出夹心式模态转换超声电机包括固定底座、第一弹性体、第二弹性体、转动体、键、推力球轴承、蝶形弹簧、螺母和输出轴
[0007] 所述固定底座为板结构,所述固定底座一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有n个通孔结构,其中n为大于等于1的整数;所述固定底座一侧端部表面中心位置设有螺纹孔结构,所述固定底座另一侧端部表面中心位置设有沉头孔结构,所述固定底座螺纹孔结构与沉头孔结构中心位置设有通孔结构。所述第一弹性体由前匹配端、压电叠堆和后匹配端组成;所述前匹配端为中空阶梯轴结构,所述前匹配端一侧端部设置有外螺纹结构,所述前匹配端另一侧端部设置有外螺纹结构,所述前匹配端阶梯圆环面沿圆周方向均匀设置有h个盲孔结构,所述前匹配端两侧端部表面中心位置设有通孔结构;所述后匹配端为中空圆柱体结构,所述后匹配端一侧端部设置有外螺纹结构,所述后匹配端另一侧端部表面设置有螺纹孔结构,所述后匹配端两侧端部表面中心位置设有通孔结构,所述后匹配端外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器结构,其中h为大于等于1的整数。所述第二弹性体一侧端部表面中心位置设有螺纹孔一结构,所述第二弹性体另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽结构,所述第二弹性体圆形凹槽结构一侧端部表面设置有摩擦材料,所述第二弹性体圆形凹槽结构与螺纹孔一结构中心位置设有通孔结构。所述转动体为板结构,所述转动体一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽结构,与第二弹性体的圆形凹槽结构相对布置;所述转动体另一侧端部表面中心位置设有凸缘结构,所述转动体凸缘结构端部表面设置有阶梯孔结构,所述转动体端部表面中心位置设有通孔结构,所述转动体凸缘结构内部设置有键槽结构。所述输出轴为阶梯轴结构,所述输出轴一侧端部设置有键槽结构,所述输出轴靠近键槽结构一侧设置有外螺纹一结构,所述输出轴另一侧端部设置有外螺纹二结构,所述输出轴靠近外螺纹一结构和外螺纹二结构的外圆周表面一和外圆周表面二与推力球轴承配合连接,所述输出轴与推力球轴承配合连接的外圆周表面一与外圆周表面二结构之间靠近键槽结构一侧设置有键槽结构。
[0008] 所述布置于第一弹性体上的压电叠堆构成激振组A。
[0009] 所述一种强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动方法具体为:所述激振组A通以某一超声频率(一般大于16 kHz)的交流激励电信号,通过模态转换器结构激发其所在的第一弹性体产生扭转振动模态,激发的纵向振动激励第二弹性体产生弯曲振动模态,利用振动模态的叠加耦合,在第二弹性体与转动体的接触表面上产生驱动摩擦力,实现本实用新型的运动输出;所述交流激励电信号可为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。
[0010] 本实用新型的有益效果是:本实用新型采用梁板复合方式的弹性体对超声电机进行激振,利用梁结构弹性体与板结构弹性体振动模态的叠加耦合,在实现电机定子较大振动幅值的同时,可获得电机定子与转子间较大的有效接触面积,使得超声电机的整机输出性能获得大幅度提升。本实用新型具有输出功率大、电机运行平稳、定位精度高、环境适应性强以及应用范围广等技术优势,在精密驱动与微定位技术领域中具有较大的应用与发展前景。附图说明
[0011] 图1所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的剖视图;
[0012] 图2所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的固定底座的主视图;
[0013] 图3所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的固定底座的剖视图;
[0014] 图4所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的第一弹性体的主视图;
[0015] 图5所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的第一弹性体中前匹配端的剖视图;
[0016] 图6所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的第一弹性体中前匹配端的侧视图;
[0017] 图7所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的第一弹性体中后匹配端的剖视图;
[0018] 图8所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的第一弹性体中压电叠堆的结构示意图;
[0019] 图9所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的第二弹性体的主视图;
[0020] 图10所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的第二弹性体的剖视图;
[0021] 图11所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的转动体的主视图;
[0022] 图12所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的转动体的剖视图;
[0023] 图13所示为本实用新型提出的一种强力输出夹心式模态转换超声电机的输出轴的局部剖视图;
[0024] 图14所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的剖视图;
[0025] 图15所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的固定外架的剖视图;
[0026] 图16所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的固定外架的俯视图;
[0027] 图17所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的第一弹性体的主视图;
[0028] 图18所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的第一弹性体中前匹配端的剖视图;
[0029] 图19所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的第一弹性体中后匹配端的剖视图;
[0030] 图20所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的旋转台的剖视图;
[0031] 图21所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的旋转台的主视图;
[0032] 图22所示为本实用新型提出的一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的紧固连接件的局部剖视图。

具体实施方式

[0033] 具体实施方式一:结合图1~图10、图11~图13说明本实施方式。本实施方式提供了一种强力输出夹心式模态转换超声电机的具体实施方案。所述强力输出夹心式模态转换超声电机主要由固定底座1、第一弹性体2、第二弹性体3、转动体4、键5、推力球轴承6、蝶形弹簧7、螺母8和输出轴9组成。
[0034] 所述固定底座1为板结构,所述固定底座1一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有n个通孔1-1结构,其用于实现本实用新型的固定安装,其中n为大于等于1的整数;所述固定底座1一侧端部表面中心位置设有螺纹孔1-2结构,其用于与第一弹性体2前匹配端2-1一侧端部外螺纹2-1-1结构旋合连接实现第一弹性体2的紧固安装;所述固定底座1另一侧端部表面中心位置设有沉头孔1-3结构,其用于螺母8的布置与推力球轴承6的紧密配合,实现输出轴9一侧端部的紧固安装;所述固定底座1螺纹孔1-2结构与沉头孔1-3结构中心位置设有通孔1-4结构,其用于实现输出轴9的间隙布置。
[0035] 所述第一弹性体2由前匹配端2-1、压电叠堆2-2和后匹配端2-3组成;所述前匹配端2-1为中空阶梯轴结构,所述前匹配端2-1一侧端部设置有外螺纹2-1-1结构,其用于与固定底座1的螺纹孔1-2结构旋合连接实现第一弹性体2的固定安装;所述前匹配端2-1另一侧端部设置有外螺纹2-1-3结构,其用于与后匹配端2-3一侧端部的螺纹孔2-3-2结构旋合连接实现压电叠堆2-2的夹紧连接;所述前匹配端2-1阶梯圆环面沿圆周方向均匀设置有h个盲孔2-1-4结构,其用于实现压电叠堆2-2的安装布置,其中h为大于等于1的整数;所述前匹配端2-1两侧端部表面中心位置设有通孔2-1-2结构,其用于实现输出轴9的间隙布置。所述压电叠堆2-2为哈尔滨芯明天科技有限公司型号为VS12系列带有转接头的机械封装式压电叠堆驱动器。所述后匹配端2-3为中空圆柱体结构,所述后匹配端2-3一侧端部设置有外螺纹2-3-1结构,其用于与第二弹性体3的螺纹孔一3-1旋合连接实现第一弹性体2与第二弹性体3的紧固连接;所述后匹配端2-3另一侧端部表面设置有螺纹孔2-3-2结构,其用于与第一弹性体2前匹配端2-1一侧端部外螺纹2-1-3结构旋合连接实现压电叠堆2-2的夹紧连接;所述后匹配端2-3两侧端部表面中心位置设有通孔2-3-3结构,其用于实现输出轴9的间隙布置;所述后匹配端2-3外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器2-3-4结构,其用于实现纵振模态与扭转振动模态的转换,其中h为大于等于1的整数;所述布置于后匹配端2-3外圆周表面上的模态转换器2-3-4结构为阵列多个矩形槽结构或阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构。
[0036] 所述第二弹性体3一侧端部表面中心位置设有螺纹孔一3-1结构,其用于与第一弹性体2后匹配端2-3一侧端部外螺纹2-3-1旋合连接,实现第一弹性体2与第二弹性体3的紧固连接;所述第二弹性体3另一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽3-3结构;所述第二弹性体3圆形凹槽3-3结构一侧端部表面设置有摩擦材料3-4,其用于增大第二弹性体3与转动体4接触表面的摩擦力;所述第二弹性体3圆形凹槽3-3结构与螺纹孔一3-1结构中心位置设有通孔3-2结构,其用于实现输出轴9的间隙布置。
[0037] 所述转动体4为板结构,所述转动体4一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽4-1结构,其与第二弹性体3的圆形凹槽3-3结构相对布置;所述转动体4另一侧端部表面中心位置设有凸缘4-2结构,所述转动体4凸缘4-2结构端部表面设置有阶梯孔4-3结构,其用于实现推力球轴承6的紧密配合;所述转动体4端部表面中心位置设有通孔4-4结构,其用于实现输出轴9的间隙布置;所述转动体4凸缘4-2结构内部设置有键槽4-5结构,其用于与键5配合连接实现转动体4和输出轴9旋转运动与动力的传递。
[0038] 所述输出轴9为阶梯轴结构,所述输出轴9一侧端部设置有键槽9-1结构,其用于与负载配合连接实现本实用新型运动与动力的输出; 所述输出轴9靠近键槽9-1结构一侧设置有外螺纹一9-2结构,所述输出轴9另一侧端部设置有外螺纹二9-6结构,所述输出轴9靠近外螺纹一9-2结构和外螺纹二9-6结构的外圆周表面一9-3和外圆周表面二9-5与推力球轴承6配合连接,所述输出轴9与推力球轴承6配合连接的外圆周表面一9-3与外圆周表面二9-5结构之间靠近键槽9-1结构一侧设置有键槽9-4结构。
[0039] 所述布置于第一弹性体2上的压电叠堆2-2构成激振组A。
[0040] 具体实施方式二:结合图14~图22说明本实施方式。本实施方式提供了一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台的具体实施方案。所述一种使用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台主要由固定外架10、第一弹性体2、第二弹性体3、转动平台11、滚动体12、推力球轴承6、蝶形弹簧7、紧固连接件13和内六螺栓14组成,所述一种应用强力输出夹心式模态转换超声电机的驱动平台中第二弹性体3与具体实施方式一中第二弹性体3的结构组成与连接方式相同。
[0041] 所述固定外架10为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环体结构,所述固定外架10法兰四周沿圆周方向均匀设置有q个通孔10-1结构,其用于实现固定外架10的固定安装,其中q为大于等于1的整数;所述固定外架10薄壁圆环体靠近法兰部分设置有通孔10-2结构,其用于实现通电导线的引出;所述固定外架10薄壁圆环体靠近悬臂端部内侧设置有圆弧状滑道10-3结构,其用于与滚动体5配合连接实现转动平台11的旋转导向与支撑;所述固定外架10法兰一侧端部表面中心位置设有阶梯孔10-4结构,其用于实现第一弹性体2的安装布置;所述固定外架10法兰另一侧端部表面中心位置设有阶梯孔10-6结构,其用于实现内六角螺栓14的安装布置;所述固定外架10法兰端部表面阶梯孔10-4结构中心位置设有通孔10-5结构,其用于与内六角螺栓14间隙配合实现第一弹性体2的紧固安装。
[0042] 所述第一弹性体2由前匹配端2-1、压电叠堆2-2和后匹配端2-3组成;
[0043] 所述前匹配端2-1为阶梯轴结构,所述前匹配端2-1一侧端部设置有螺纹孔2-1-1结构,其用于与内六角螺栓9旋合连接实现第一弹性体2的固定安装;所述前匹配端2-1另一侧端部设置有外螺纹2-1-3结构,其用于与后匹配端2-3一侧端部的螺纹孔2-3-2结构旋合连接实现压电叠堆2-2的夹紧连接;所述前匹配端2-1阶梯圆环面沿圆周方向均匀设置有h个盲孔2-1-2结构,其用于实现压电叠堆2-2的安装布置,其中h为大于等于1的整数。所述压电叠堆2-2为哈尔滨芯明天科技有限公司型号为VS12系列带有转接头的机械封装式压电叠堆驱动器。所述后匹配端2-3为圆柱体结构,所述后匹配端2-3一侧端部设置有外螺纹2-3-1结构,其用于与第二弹性体3的螺纹孔3-1旋合连接实现第一弹性体2与第二弹性体3的紧固连接;所述后匹配端2-3另一侧端部表面设置有螺纹孔2-3-2结构,其用于与第一弹性体2前匹配端2-1一侧端部外螺纹2-1-3结构旋合连接实现压电叠堆2-2的夹紧连接;所述后匹配端2-3同侧端部表面中心位置设有螺纹孔2-3-3结构,其用于与紧固连接件8旋合连接实现驱动平台的加压预紧;所述后匹配端2-3外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有h个模态转换器2-3-4结构,其用于实现纵振模态与扭转振动模态的转换,其中h为大于等于1的整数;所述布置于后匹配端2-3外圆周表面上的模态转换器2-3-4结构为阵列多个矩形槽结构或阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构。
[0044] 所述转动平台11为板结构,所述转动平台11一侧端部表面中心位置设有圆形凹槽11-1结构,其与第二弹性体3的圆形凹槽3-3结构相对布置;所述转动平台11另一侧端部表面中心位置设有沉头孔11-2结构,其用于实现推力球轴承6的紧密配合;所述转动平台11圆形凹槽11-1结构与沉头孔11-2结构之间设置有通孔11-3结构,其用于实现紧固连接件13的间隙布置;所述转动平台11外圆周表面设置有圆弧形滑道11-5结构,其用于与滚动体5配合连接实现转动平台11的旋转导向与支撑;所述转动平台11另一侧端部表面沿圆周方向均匀设置有r个螺纹孔11-4结构,其用于与负载旋合连接实现驱动平台旋转运动与动力的输出,其中r为大于等于1的整数。
[0045] 所述紧固连接件13为一侧端部设有内六角孔的圆柱体结构,所述紧固连接件13另一侧端部设置有外螺纹13-1结构,其用于与第一弹性体2后匹配端2-3一侧端部的螺纹孔2-3-3旋合连接实现驱动平台的加压预紧;所述紧固连接件13内六角孔与外螺纹13-1结构之间的外圆柱表面13-2用于与推力球轴承6紧密配合连接。
[0046] 所述布置于第一弹性体2上的压电叠堆2-2构成激振组A。
[0047] 具体实施方式三:本实施方式提供了一种强力输出夹心式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的驱动方法的具体实施方案。
[0048] 所述一种强力输出夹心式模态转换超声电机及使用该电机的驱动平台的驱动方法的具体实施方案为:所述激振组A通以某一超声频率(一般大于16 kHz)的交流激励电信号,通过模态转换器2-3-4结构激发其所在的第一弹性体2产生扭转振动模态,激发的纵向振动激励第二弹性体3产生弯曲振动模态,利用振动模态的叠加耦合,在第二弹性体3与转动体4或转动平台11的接触表面上产生驱动摩擦力,实现本实用新型的运动输出;所述交流激励电信号可为正弦、方波或锯齿波等周期电信号。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈