[发明专利]贴片式纵扭模态复合型超声电机

权利要求书

1.一种贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，包括定子、转子和预压力机构，其中，所述定子包括定子金属基体和粘贴在定子金属基体上的纵振压电片和扭振压电片，所述定子基体为，在中空圆柱体上切出均布的四个平面，用于粘贴纵振压电片和扭振压电片，所述纵振压电片和扭振压电片均对称安装，成对使用；所述转子包括上转子、下转子和转子轴，所述上转子和下转子通过转子轴组成一个同步旋转的整体，所述转子通过预压力机构压紧在定子的两个端面上，纵振压电片和扭振压电片在定子上激励出纵振和扭振的复合振动，定子通过摩擦驱动转子旋转。

2.根据权利要求1所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述定子通过纵振压电片和扭振压电片的激励形成一阶纵振和一阶扭转振动复合振动模态，作为工作模态，其中，所述一阶纵振模态和一阶扭转振动模态频率相同，并通过该频率对电机进行激励，所述在定子上激励出的纵、扭振动的相位差接近90度。

3.根据权利要求2所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述定子的扭振压电片上表面电极分成上左、上右、下左、下右四部分，下表面被完整电极，扭振压电片任意两个不相邻的区域极化方向相同，另外两个不相邻区域则与上述极化方向相反，激励时四个区域施加相同的交变电场，在定子金属基体上激励出一阶弯曲变形，扭振压电片成对使用，将弯曲变形转化为扭转变形。

4.根据权利要求2或3所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述预压力系统包括弹簧、轴承和卡箍，所述转子的一端由轴承支撑，其另一端由弹簧压紧在定子端面上，轴承的一端端面贴紧在定子中部的安装面上，其另一端与转子轴的端面贴合，所述弹簧通过卡箍锁紧。

5.根据权利要求2或3所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述超声电机的夹持位置位于定子中部的外表面，并采用柔性夹持方式。

6.根据权利要求1所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述定子通过纵振压电片和扭振压电片形成一阶纵振和二阶扭转振动复合振动模态的工作模态，其中，所述一阶纵振模态和二阶扭转振动模态频率相同，并通过该频率对电机进行激励，所述在定子上激励出的纵、扭振动的相位差接近90度。

7.根据权利要求6所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述定子的扭振压电片上表面电极分成左右两部分，下表面被完整电极，扭振压电片左右两部分极化方向相反，施加相同的交变激励信号，贴在定子金属基体的两侧，单片使用时，在定子金属基体上激励二阶弯曲变形，成对使用时，则将定子金属基体的弯曲变形将转化为二阶扭转变形。

8.根据权利要求6或7所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述预压力系统包括弹簧和卡箍，所述转子通过弹簧压紧在定子的两个端面上，且同步旋转，所述弹簧通过卡箍锁紧。

9.根据权利要求1、2或6所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述定子和/或转子上设有齿槽，所述齿槽的齿端设有摩擦副。

10.根据权利要求1、2或6所述的贴片式纵扭模态复合型超声电机，其特征在于，所述纵振压电片和扭振压电片为压电陶瓷材料或压电单晶。