[实用新型]旋转型行波超声电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声电机，具体涉及一种结构紧凑，易于加工、装配和使用，并且效率高、应用范围广的旋转型行波超声电机。

背景技术

超声电机，是利用压电陶瓷的逆压电效应和超声振动的新型微电机。旋转型行波超声电机属于行波型超声电机的一种。旋转型行波超声电机比传统电机具有更独特的优势，例如：结构简单、紧凑，转矩/重量比大(是传统电机的3～10倍)；低速大转矩，无需齿轮减速机构，可实现直接驱动，由此大大减小由齿轮箱所增加的体积、振动、噪声、能量损耗和传动误差；响应快(毫秒级)；速度和位置控制性好，分频率高；断电自锁，且能保持原有停止位置不动；不产生磁场，亦不受外界磁场干扰；能够低噪声运行。但是，现有的旋转型行波超声电机大多不能同时具备以上优点；而能够完全具有以上优点的旋转型行波超声电机制造成本又比较高，不能得到广泛运用。因此，研制性能良好、结构和工艺简单的旋转型行波超声电机具有重大意义。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，易于加工、装配和使用，并且效率高，应用范围更广的旋转型行波超声电机。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的旋转型行波超声电机，包括定子、转子、输出轴、底座和与底座连接的外壳，所述定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出；所述转子安装在输出轴上，转子上端粘贴有阻尼材料，转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触；所述输出轴顶端通过上轴承安装在外壳端盖上，输出轴下端通过下轴承定位在底座上。外壳与底座通过螺栓连接，并通过上轴承将预压力施加到转子上，为定子和转子之间提供传动所需的正压力。

所述定子为变阶梯厚度，定子上端与转子接触的位置设有齿，该齿与转子下端面粘贴的摩擦材料层接触以实现动力传递。

所述转子为带柔性变形结构的柔性转子，转子通过其本身的弹性变形来保证定子和转子接触界面上的正压力。

所述外壳与底座通过螺栓连接。外壳端面与输出轴顶端通过上轴承配合，螺栓拧紧后给转子施加压力，通过这种方式在定子和转子之间产生必要的正压力。

所述转子通过螺栓安装在输出轴上。

有益效果：本实用新型的旋转型行波超声电机，通过将定子设计为径向阶梯厚度的拓补形状，其内径固支而外径边界条件为自由，采用转子轴直接输出动力，使其结构更加紧凑，加工和装配都易于实现较高的精度，同时更便于安装和应用，特别适合于精密机械的驱动装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中压电陶瓷4的极化分区示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型的旋转型行波超声电机，包括定子6、转子7、输出轴1、底座3和与底座3连接的外壳10，定子6安装在底座3上，定子6下表面粘贴有压电陶瓷4，压电陶瓷4的引线5通过外壳10与底座3之间预留的缝隙引出；转子7安装在输出轴1上，转子7上端粘贴有阻尼材料8，转子7下端面粘贴有摩擦材料层11并与定子6接触；输出轴1顶端通过上轴承9安装在外壳10的端盖上，输出轴1下端通过下轴承2定位在底座3上。

外壳10与底座3通过螺栓或螺钉连接，并通过上轴承9将预压力施加到转子7上，为定子6和转子7之间提供传动所需的正压力。这样电机安装更加方便、可靠，不会影响电机的工作模态。

定子6为变阶梯厚度，定子6上端与转子7接触的位置设有齿，该齿与转子7下端面粘贴的摩擦材料层11接触以实现动力传递。定子6的变厚度和齿槽尺寸以及位置经有限元优化设计计算确定，以获得最佳共振频率及最大的定子端面振幅。定子6端部设有喇叭口，目的是加大振幅和减小电机本身重量。

转子7通过螺栓或螺钉安装在输出轴1上，转子7为带柔性变形结构的柔性转子，转子7通过其本身的弹性变形来保证定子6和转子7接触界面上的正压力。外壳10与底座3通过螺栓或螺钉连接。外壳10端面与输出轴1顶端通过上轴承9配合，螺栓拧紧后给转子7施加压力，通过这种方式在定6子和转子7之间产生必要的正压力。