[发明专利]一种直线式超声电机的作动器

说明书

技术领域

本发明属于超声电机领域，尤其涉及一种直线式超声电机的作动器。

背景技术

超声电机是利用压电陶瓷的逆电压效应和超声振动的新型动力装置。其中，直线型超声电机属于直线电机的一种。该电机在具有一般超声电机特点的基础上更是具有体积小，结构紧凑，重量轻，运动精度高，无需运动转换机构以及驱动电路简单的特点。

现有技术中常采用粘结的方式实现压电陶瓷和定子的结合。定子与压电陶瓷之间的粘结好坏直接关系到电机的输出性能。粘结层的厚度要保证能量能更好地从压电陶瓷材料传递到定子上，而且利于压电陶瓷热量的散发，提高电机的输出性能；粘结层内部若夹有气泡，容易在高频振动下产生脱胶现象，使得电机报废。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，设计开发了一种直线式超声电机的作动器。在本发明中，定子具有一支撑杆和两个支臂，预压紧构件则具有可由支撑杆通过的通孔，压电陶瓷被固定于支臂与预压紧构件的预压紧端之间，压电陶瓷与定子的结合不再需要涂胶、粘结等工艺，简化了工艺过程，保证了作动器的性能。并且，本发明的作动器具有结构简单和紧凑的优点。

本发明提供的技术方案为：

一种直线式超声电机的作动器，包括：

压电陶瓷；

定子，其包括有一支撑杆和两支臂，所述两支臂分布于所述支撑杆的两侧，且所述两支臂的延伸方向彼此成一定角度，所述支撑杆在所述两支臂所形成的平面内运动的刚度小于与所述两支臂所形成的平面垂直的方向的运动的刚度，所述定子为金属弹性体；

预压紧构件，所述预压紧构件具有供所述支撑杆穿过的通孔，且具有两预压紧端，所述两支臂位于所述预压紧构件的外侧，且所述预压紧端与所述支臂之间形成容纳所述压电陶瓷、并向所述压电陶瓷施加预压力的空间，所述支撑杆的一端为驱动端，另一端连接于所述预压紧构件的固定端。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述定子为对称结构，且所述两支臂的延伸方向彼此成90度。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述预压紧构件为对称结构，所述通孔位于所述预压紧构件的对称线位置。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述支撑杆的延伸出所述预压紧构件的通孔的、且位于所述预压紧构件的固定端一侧的部分具有外螺纹，所述支撑杆通过旋紧于所述外螺纹上的螺母与所述预压紧构件固定连接。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述驱动端具有一平面端面。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述螺母与所述预压紧构件的固定端之间设置有弹簧垫片。

优选的是，所述的直线式超声电机的作动器中，所述压电陶瓷为层叠式压电陶瓷。

本发明所述的直线式超声电机的作动器的定子具有一支撑杆和两个支臂，预压紧构件则具有可由支撑杆通过的通孔，压电陶瓷被固定于支臂与预压紧构件的预压紧端之间，压电陶瓷与定子的结合不再需要涂胶、粘结等工艺，简化了工艺过程，保证了作动器的性能。本发明还具有以下有益效果：

(1)本发明的作动器的驱动端的端面为一平面，此设计有别于现有技术中的驱动端与动子之间的点接触形式，增加了驱动端与动子之间的接触面积，减小了接触应力，可提高超声电机的使用寿命；

(2)本发明的作动器的预压紧构件和定子都采用对称结构，保证对两个压电陶瓷施加均衡一致的压力，改善压电陶瓷的应力分布状况；

(3)本发明的作动器具有结构简单和紧凑的优点。

附图说明

图1为本发明所述的直线式超声电机的作动器的结构示意图。

图2为应用本发明所述的作动器的直线式超声电机的结构示意图。

图3为本发明所述的直线式超声电机的作动器的定子工作的模态循环示意图。

图4为本发明所述的直线式超声电机的作动器的支撑杆的调整部位的横截面。

图5为本发明所述的直线式超声电机的作动器的定子的尺寸示意图，其中，图5(a)为定子的主视图，图5(b)为定子的右视图，图5(c)为定子的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。