[发明专利]直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线超声电机夹持定位及预压力施加装置，属于超声电机技术领域。

背景技术

超声电机是二十世纪末发展起来的一种技术较为成熟的新型电机，它突破了传统电磁电机的概念，没有绕组和磁路，不依靠电磁的相互作用来转换能量，是一种全新原理和全新结构的电机。该种电机使用压电材料作为换能器件，即利用压电材料的逆压电效应激发出弹性体的超声振动来实现电能到机械能的转换，并通过摩擦作用将运动和力传递出去。和传统电磁电机相比，超声电机在几十瓦以上的大功率场合下不具备优势，但基于摩擦传动的原理的超声电机，较非接触传动的原理的电磁电机惯性小，响应速度快，它既可以作为驱动源来提供力或力矩，又可以用来直接驱动和控制运动平台实现高精度定位或步进功能。超声电机的效率对尺寸不敏感，其功率密度大（超声电机功率/重量比可望达到1kW/kg，而普通电磁电机是200W/kg左右），非常适合于现代以及未来科技对作动器小型化的要求。同时，超声电机断电自锁、噪声小、几乎无磁场产生且受磁场影响小的特点使得它在众多高、精、尖应用领域中成为传统电磁电机的有力补充。

直线型超声电机属于超声电机的一种。如同旋转型超声电机，直线超声电机同样是利用压电元件的逆压电效应和弹性体的超声振动，通过定子和动子之间的摩擦作用或气体（液体）耦合作用，把弹性体的微幅振动转换成动子宏观的运动，直接推动负载。直线超声电机与旋转超声电机相比较，它们最大的区别就是其运动形式的不同，直线超声电机可以直接输出直线运动和推力，旋转超声电机可以直接输出旋转运动和扭矩。但同时，直线超声电机的结构形式非常多样化，其工作  原理也是多种多样，其设计自由度更大。目前，国内直线超声电机的研究发展很快，主要集中于直线电机的新构型、压电陶瓷的激励方式等领域，对电机的夹持定位及预压力的施加方式和施加装置的研究较少。但是直线超声电机定子的夹持定位状态直接影响着定子的动力学特性，预压力直接影响着电机定子与动子之间的接触状态，而这两者是影响其电机输出稳定性和效率的重要因素，为此，直线超声电机定子的夹持位置、方式和预压力的施加方式和施加装置对直线超声电机的输出特性起着非常关键的作用。

目前关于直线超声电机夹持定位及预压力施加方式的研究报道和专利都很少。专利【CN101728972A】提出了一种基于连续变幅杆原理的K型直线超声电机的夹持定位装置。专利【CN101984549A】提出了一种用于弯振型直线超声电机定子的夹持定位装置。专利【CN101984550A】提出了一种基于柔性铰链的直线超声电机的夹持定位装置。这些专利提出了直线超声电机的新型夹持定位装置或其有效简化机构，适用于单个或少量电机的夹持定位。对于大批量甚至产业化生产的直线电机来说，以上夹持定位装置的安装效率较低，超声电机定子和动子之间的预压力调节耗时严重，不利于推广。

发明内容

本发明针对上述的不足提供了一种直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置，前盖板，外壳，直线超声电机定子，定子夹持件，滑动座，弹簧套，预紧弹簧，预紧螺栓，外壳盖板;所述的外壳内设有凹槽，其凹槽结构分为底层凹槽与顶层凹槽两层，底层凹槽内左右两侧各布置滑动座，定子夹持件布置在两侧滑动座之间，定子夹持件上设有凸起，直线超声电机定子固定在定子夹持件的凸起上，且直线超声电机定子布置在外壳的顶层凹槽内；弹簧套的一端与预紧弹簧连接，预紧弹簧与预紧螺栓的一端连接，弹簧套的另一端与直线超声电机定子连接，预紧螺栓的另一端与外壳内壁上的螺纹通孔相连接；前盖板通过锁定螺栓布置在外壳的前端，外壳盖板布置在外壳的外侧。

本发明所述的直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置，所述的滑动座面向定子夹持件的一侧内布置滑槽，定子夹持件底部两侧分别设置与滑动座的滑槽相配合的凸起。

本发明所述的直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置，前盖板内布置槽孔，驱动头通过槽孔延伸至前盖板外侧。

本发明所述的直线超声电机定子夹持定位及预压力施加装置，所述的预紧螺栓与外壳通过外壳上的螺纹通孔连接。通过该螺纹配合来调整预紧力的大小。通过实验确定合适的预紧力后，预紧弹簧的长度就可以确定下来，然后把预紧螺栓直接旋转至靠近外壳内壁，并固定下来，当直线超声电机定子的驱动头在工作一段时间被磨损后，可适当调节预紧螺栓来调整预压力。