[实用新型]叠加式双出轴超声波电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机，尤其涉及一种叠加式双出轴超声波电机。

背景技术

电动机自诞生一来，一直是利用电磁效应来获得转动输出的。随着社会的发展，这种传统的电机越来越显现出不足的地方，例如体积大、结构复杂、转矩小、自锁性差、产生磁场且受磁场干扰、不能准确定位等。因此它难以应用在空间很小、有磁场干扰、需要定位准确、自锁强、噪音低的应用环境下。

超声电机是近二十年发展起来的一种新型微电机。它是振动和波动学、材料学、电力电子学、摩擦学、机械设计、自动控制、计算机、超精加工等多个学科的发展和综合的结晶。它打破了由电磁效应获得转速和扭距的传统电机的概念，是当代国内外热门技术之一。

超声电机利用压电陶瓷逆压电效应来激发起弹性体(定子或转子)在超声域内的共振，再通过定子与转子之间的摩擦作用，使转子获得宏观的运动和转矩。图1是超声电机的驱动原理图，它利用频率发生器101产生频率信号，经分频分相器102进行相位变换，分别得到正交的Sinωt和Cosωt，然后经功率放大器103和滤波和阻抗匹配器104输入压电陶瓷环105，使之产生弯曲振动，再通过定子与转子之间的摩擦作用，最终带动转子旋转。此外，可以获取压电陶瓷环105的转动信号，经滤波整流器106和PI控制器107，输入频率发生器101以控制其产生的频率。

由于超声电机尚处于研究的初步阶段，因此相比传统的电磁电机，它还存在一些不足，由于只有单出轴，扭矩普遍较小，而且是体积与输出功率之比较差，导致其使用应用范围较窄。因此开发出更优良的满足实际应用的超声电机，是该行业从业人员所面临的课题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种叠加式双出轴超声波电机，它具有体积小、输出功率大、扭矩大等特点。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种叠加式双出轴超声波电机，包括壳体以及设于壳体内的定子、转子和转轴，所述定子包括压电陶瓷片，用于激励超声振动，并通过定子与转子的摩擦作用使转子转动，其中：

所述定子还包括柱状配重块，所述柱状配重块中央贯设有轴孔；所述压电陶瓷片设有四片，每片压电陶瓷片的电极被分割为两部分，并且相互反相极化，四片压电陶瓷片分为两组，错开90°叠放，分别用于激发两个正交的弯曲振动模态；

所述转轴两端通过轴承固定在所述壳体上，转轴中段穿过所述柱状配重块的轴孔；

所述转子设有两个，分别套设于位于所述柱状配重块两侧处的转轴段上，且与所述转轴传动连接。

在所述的叠加式双出轴超声波电机中，所述柱状配重块包括两个金属柱体，其中一金属柱体具有一设有外螺纹的连接段，所述连接段上套设所述压电陶瓷片，另一金属柱体内设有相适配的内螺纹，并与所述一金属柱体螺接，使所述压电陶瓷片压在两个金属柱体之间。

在所述的叠加式双出轴超声波电机中，所述转子为柔性转子。

在所述的叠加式双出轴超声波电机中，所述转子与所述转轴通过连接键连接。

在所述的叠加式双出轴超声波电机中，还包括两个调节预紧螺母，分别套设于所述两个转子前方的转轴段上，将所述两个转子分别压紧在所述柱状配重块两侧。

在所述的叠加式双出轴超声波电机中，所述转轴中段通过轴承固定于所述柱状配重块上。

本实用新型由于采用上述技术方案，使之与现有技术相比，具有如下有益效果：本实用新型的叠加式双出轴超声波电机的部件很少，结构紧凑，具有双转子和输出轴结构，理论上可使电机的输出扭矩增大一倍，其性能指标超出相同体积的超声电机。

本实用新型在小型化、微型化和大扭矩电机的应用中具有十分突出的价值。

附图说明

以下结合附图和具体实施例说明本实用新型的特征和优点，其中：

图1是超声波电机的驱动原理图；

图2是本实用新型的叠加式双出轴超声波电机的外形结构示意图；

图3是本实用新型的叠加式双出轴超声波电机的内部组件结构示意图；

图4是本实用新型的叠加式双出轴超声波电机的截面示意图；

图5是本实用新型一个实施例的叠加式双出轴超声波电机的机械特性曲线示意图。

具体实施方式

请参阅图2～图4所示，本实用新型的叠加式双出轴超声波电机包括壳体1以及设于壳体内的定子2、转子3和转轴4等内部电机组件。其中壳体1的结构如图2所示，它呈长方体结构，由底座11、顶盖12、以及两个侧盖13构成，在两个侧盖13上设有供电机转轴4输出的穿孔。