弯振复合型单足直线超声驱动器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102739106A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102739106A(43)申请公布日2012.10.17(21)申请号201210213219.0(22)申请日2012.06.26(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人陈维山杨小辉刘英想刘军考石胜君(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人张宏威(51)Int.Cl.H02N2/06(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称弯振复合型单足直线超声驱动器(57)摘要弯振复合型单足直线超声驱动器，涉及压电超声电机技术领域。它解决了现有超声电机定子存在的机械输出能力受制约的问题。本发明的变幅杆是截面为矩形并逐渐变细的四棱柱体，变幅杆的大端面的中心有一个带内螺纹的盲孔；驱动足的两个侧面分别与两个变幅杆的小端面固定连接；每个后端盖中一个侧面的中心带有螺柱，两个后端盖上的螺柱分别与两个变幅杆大端面中心的带内螺纹的盲孔螺纹连接，四对弯振压电陶瓷片分别套在变幅杆和后端盖之间的螺柱上；在变幅杆与其相邻的弯振压电陶瓷片之间、两个弯振压电陶瓷片之间分别固定一个电极片；后端盖两侧分别固定有两个薄壁梁，每个薄壁梁的末端固定一个安装座。本发明可以应用到超声电机制作领域。CN1027396ACN102739106A权利要求书1/1页1.弯振复合型单足直线超声驱动器，包括一个驱动足（1）、两个变幅杆（2）、四对弯振压电陶瓷片（3）、两个后端盖（6）、八个电极片（8）、四个薄壁梁（4）和四个安装座（5）；其特征是：变幅杆（2）是截面为矩形并逐渐变细的四棱柱体，变幅杆（2）的大端面的中心有一个带内螺纹的盲孔；驱动足（1）的两个侧面分别与两个变幅杆（2）的小端面固定连接；每个后端盖（6）中一个侧面的中心带有螺柱（6-1），两个后端盖（6）上的螺柱（6-1）分别与两个变幅杆（2）大端面中心的带内螺纹的盲孔螺纹连接，四对弯振压电陶瓷片（3）分别套在变幅杆（2）和后端盖（6）之间的螺柱（6-1）上；在变幅杆（2）与其相邻的弯振压电陶瓷片（3）之间、两个弯振压电陶瓷片（3）之间分别固定一个电极片（8）；后端盖（6）两侧分别固定有两个薄壁梁（4），每个薄壁梁（4）的末端固定一个安装座（5）。2.根据权利要求1所述的弯振复合型单足直线超声驱动器，其特征在于每对弯振压电陶瓷片（3）中的两片弯振压电陶瓷片的极化方向相反，每片弯振压电陶瓷片均由结构相同的两个半片压电陶瓷片（3-1）组成，所述两个半片压电陶瓷片（3-1）的极化方向相反，所述两个半片压电陶瓷片（3-1）相邻接的面为切分面；与两个变幅杆（2）相邻的两对弯振压电陶瓷片（3）的切分面共面，与两个后端盖（6）相邻的两对弯振压电陶瓷片（3）的切分面共面，并且所述两个切分面相互垂直。3.根据权利要求1所述的弯振复合型单足直线超声驱动器，其特征在于驱动足（1）和两个变幅杆（2）为一体件。4.根据权利要求1所述的弯振复合型单足直线超声驱动器，其特征在于弯振压电陶瓷片（3）与后端盖（6）上的螺柱（6-1）之间、电极片（8）与后端盖（6）上的螺柱（6-1）之间均固定有绝缘套（7）。5.根据权利要求1所述的弯振复合型单足直线超声驱动器，其特征在于后端盖（6）、螺柱（6-1）、薄壁梁（4）和安装座（5）为一体件。6.根据权利要求1所述的弯振复合型单足直线超声驱动器，其特征在于所述弯振压电陶瓷片（3）的横截面为正方形或圆形。2CN102739106A说明书1/3页弯振复合型单足直线超声驱动器技术领域[0001]本发明涉及到一种弯振复合型单足直线超声驱动器，属于压电超声电机技术领域。背景技术[0002]压电超声电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应，在弹性体中激励出超声频段内的振动，在弹性体表面特定点或特定区域形成具有特定轨迹的质点运动，进而通过定子、转子之间的摩擦耦合将质点的微观运动转换成转子的宏观运动，具有低速大转矩、无需变速机构、无电磁干扰、响应速度快和断电自锁等优点，作为一种压电驱动器有着十分广泛的应用。[0003]出于激励原理的简单性和理论分析方法的简便性，目前压电超声电机大多采用金属弹性体粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励，由于受压电陶瓷的d31模式机电耦合效率和陶瓷材料抗拉强度低，以及胶层的强度和疲劳寿命等的限制，这样的激励方式使得超声电机的机械输出能力受到严重制约。发明内容[0004]为了解决现有采用金属弹性体粘贴压电陶瓷薄片的方式进行激励的超声电机的定子存在的机械输出能力受制约的问题，本发明提供了一种弯振复合型单足直线超声驱动器。[0005]弯振复合型单足直线超声驱动器，包括一个驱动足、两个变幅杆、